R??seau photovolta??que
Renseignements g??n??raux
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Groupement photovolta??que est un ensemble li?? de les modules photovolta??ques, qui sont ?? leur tour constitu??s de multiples interconnect??s cellules solaires. Les cellules convertissent l'??nergie solaire en courant continu d'??lectricit?? via le effet photovolta??que. La puissance que peut produire un module est rarement suffisant pour r??pondre aux exigences d'une maison ou d'une entreprise, de sorte que les modules sont reli??s entre eux pour former un r??seau. La plupart des panneaux photovolta??ques utilisent une onduleur pour convertir le courant continu produit par les modules en courant alternatif qui peut se brancher sur l'infrastructure existante pour alimenter les lumi??res , les moteurs et d'autres charges. Les modules d'un g??n??rateur photovolta??que sont g??n??ralement connect??s premi??re fois en pour obtenir la s??rie d??sir??e tension; les cha??nes individuelles sont ensuite connect??s en parall??le pour permettre au syst??me de produire plus courant. Des panneaux solaires sont g??n??ralement mesur??es par la puissance ??lectrique qu'ils produisent, en watts, kilowatts, ou m??me m??gawatts.
Applications
Dans les zones urbaines et suburbaines, les r??seaux photovolta??ques sont couramment utilis??s sur les toits pour mesurer la consommation d'??nergie; souvent le b??timent aura une connexion pr??existante ?? la r??seau ??lectrique, dans ce cas, l'??nergie produite par le g??n??rateur photovolta??que sera revendue au utilit?? dans une sorte de accord de facturation nette. Dans les zones plus rurales, les syst??mes photovolta??ques mont??s au sol sont plus fr??quents. Les syst??mes peuvent ??galement ??tre ??quip??s d'un syst??me de batterie de secours pour compenser un r??seau ??lectrique peu fiable. Dans agricoles param??tres, le r??seau peut ??tre utilis?? pour alimenter directement DC pompes , sans la n??cessit?? d'une onduleur. Dans les r??gions ??loign??es telles que les zones montagneuses, les ??les, ou d'autres endroits o?? un r??seau ??lectrique ne est pas disponible, les panneaux solaires peuvent ??tre utilis??s comme seule source d'??lectricit??, g??n??ralement en chargeant un Batterie d'accumulateurs. Satellites utilisent des panneaux solaires pour leur pouvoir. En particulier, la Station spatiale internationale utilise plusieurs panneaux solaires pour alimenter tous les ??quipements ?? bord. Panneaux solaires photovolta??ques sont souvent appliqu??es dans puissance du satellite. Cependant, les co??ts de production ont ??t?? r??duites au cours des derni??res ann??es pour une utilisation plus r??pandue ?? travers la production et les progr??s technologiques. Par exemple, les cellules solaires de silicium unique de cristal ont ??t?? largement remplac??s par des cellules solaires en silicium multicristallin moins co??teux, et les cellules solaires ?? couche mince de silicium de film ont ??galement encore ??t?? mis au point r??cemment ?? des co??ts de production moins ??lev??s (voir Cellule solaire). Bien qu'ils soient r??duits en ??nergie efficacit?? de conversion de simple cristallines des tranches de Si, ils sont aussi beaucoup plus facile ?? produire ?? des co??ts inf??rieurs comparable. Avec un stockage batterie, photovolta??que sont devenus monnaie courante pour certaines applications de faible puissance, comme le signal bou??es ou des dispositifs dans des zones recul??es ou simplement o?? la connexion au r??seau d'??lectricit?? ne est pas pratique. En forme exp??rimentale, ils ont m??me ??t?? utilis??es pour alimenter les automobiles dans les courses comme le World Solar Challenge ?? travers l'Australie . Beaucoup yachts et v??hicules terrestres utilisent pour charger les batteries ?? bord.
Performances PV
?? midi sur une journ??e sans nuages ?? l'??quateur, la puissance du soleil est d'environ 1 kW / m??, sur la surface de la Terre, ?? un plan qui est perpendiculaire aux rayons du soleil. En tant que tel, panneaux photovolta??ques peut suivre le soleil ?? travers chaque jour d'am??liorer consid??rablement la collecte de l'??nergie. Cependant, les dispositifs de suivi ajoutent co??t et n??cessitent un entretien, il est donc plus fr??quent pour les panneaux photovolta??ques ont fix?? ?? montures qui inclinent le tableau et font face plein sud dans l'h??misph??re nord (dans l'h??misph??re sud, ils doivent pointer plein Nord). L'angle d'inclinaison, de l'horizontale, peut ??tre modifi??e pour la saison, mais si fixe, doit ??tre r??gl?? pour donner sortie du r??seau optimale lors de la partie de la demande de pointe en ??lectricit?? d'une ann??e typique. Pour les grands syst??mes, l'??nergie a gagn?? en utilisant les syst??mes de suivi emporte sur la complexit?? ajout??e (trackers peuvent accro??tre l'efficacit?? de 30% ou plus). panneaux photovolta??ques qui approchent ou d??passent un m??gawatt utilisent souvent trackers solaires. Comptabilisation des nuages, et le fait que la plupart du monde ne est pas sur l'??quateur, et que le soleil se couche dans la soir??e, la mesure correcte de l'??nergie solaire est insolation - le nombre moyen de kilowatts-heure par m??tre carr?? par jour. Pour la m??t??o et latitudes des ??tats-Unis et en Europe, les gammes d'insolation typiques de 4 kWh / m?? / jour dans les climats nordiques ?? 6,5 kWh / m?? / jour dans les r??gions les plus ensoleill??es. Des panneaux solaires typiques ont une efficacit?? moyenne de 12%, avec les meilleurs panneaux disponibles dans le commerce ?? 20%. Ainsi, une installation photovolta??que dans les latitudes sud de l'Europe ou des ??tats-Unis peut se attendre ?? produire 1 kWh / m?? / jour. Un panneau typique ??de 150 watts" solaire est d'environ un m??tre carr?? de la taille. Un tel panneau peut se attendre ?? produire 1 kWh chaque jour, en moyenne, apr??s prise en compte de la m??t??o et de la latitude. Dans le Sahara d??sert, avec moins de la couverture nuageuse et un meilleur angle solaire, on peut obtenir de plus pr??s ?? 8,3 kWh / m?? / jour. La zone non peupl??e du d??sert du Sahara est plus de 9.000.000 km??, qui, si couvertes de panneaux solaires offrirait 630 t??rawatts puissance totale. Taux de consommation actuelle d'??nergie de la Terre est d'environ 13,5 TW ?? un moment donn?? (y compris le p??trole, le gaz, le charbon , nucl??aire , et hydro??lectrique).
Autres facteurs affectent les performances de PV. Sortie ??lectrique de cellules photovolta??ques est extr??mement sensible ?? l'ombrage. Lorsque m??me une petite partie d'une cellule, module, ou un tableau est ombrag??, tandis que le reste est dans la lumi??re du soleil, la sortie tombe consid??rablement en raison de ??court-circuit?? interne (les ??lectrons cours de recul ?? travers la partie ombrag??e de la jonction pn). Par cons??quent, il est extr??mement important qu'une installation photovolta??que ne est pas du tout ombrag??e par les arbres, ??l??ments architecturaux, m??ts de drapeaux ou d'autres obstacles. La lumi??re du soleil peut ??tre absorb??e par la poussi??re, les retomb??es, ou d'autres impuret??s ?? la surface du module. Cela peut r??duire la quantit?? de lumi??re qui frappe effectivement les cellules en autant que la moiti??. Le maintien d'une surface du module propre augmentera les performances de sortie sur la vie du module. Sortie et de la vie du module sont aussi d??grad??s par augmentation de la temp??rature. Permettre ?? l'air ambiant de se ??couler au-dessus de, et derri??re, si possible, les modules PV de r??duire ce probl??me. Cependant, la vie de modules efficaces sont g??n??ralement 25 ans ou plus , De sorte que les co??ts de remplacement doivent ??tre consid??r??s ainsi.
Panneaux solaires photovolta??ques sur les engins spatiaux
Les panneaux solaires peuvent ??tre utilis??s sur engin spatial, en particulier quand ils sont dans la partie int??rieure de la syst??me solaire . Elles ont ??t?? con??ues pour pivoter sur les engins spatiaux, de sorte qu'ils seront toujours dans la trajectoire directe des rayons solaires. Afin d'optimiser la quantit?? d' ??nergie g??n??r??e, des panneaux solaires sur les engins spatiaux peuvent ??tre ??quip??s d'un lentille de Fresnel, qui concentre la lumi??re du soleil . En raison de ces efforts pour maximiser la production ??lectrique, et le fait que le Soleil est la plupart du temps la seule source d'??nergie, le la construction de cellules solaires sur les engins spatiaux pourrait ??tre l'un des co??ts les plus ??lev??s. Lorsque voyageant ?? des parties externes du syst??me solaire (ou au-del??), les r??acteurs nucl??aires ou g??n??rateurs thermiques radio-isotopes sont pr??f??r??s, comme les rayons du soleil sont trop faibles ?? de telles distances extr??mes pour alimenter un vaisseau spatial. L' ESA ??tudie la possibilit?? de satellites ?? ??nergie solaire qui produire de l'??lectricit?? dans l'espace, puis le transf??rer vers la Terre par laser ou micro-ondes. En outre, l'??nergie solaire est envisag??e pour une utilisation en tant que propulsion m??canisme au lieu de propulsion chimique.
