Gunespilleri1bolum, Exercises of Electrical Engineering

Download Gunespilleri1bolum and more Exercises Electrical Engineering in PDF only on Docsity!

GÜNE

P

İLLER

(FOTOVOLTA

İK P

İLLER)

Prof. Dr. Olcay KINCAYY. Doç. Dr. Nur BEK

İRO

ĞLU

Y. Doç. Dr. Zehra YUMURTACI

I. BÖLÜM

İ^ ç e r i k

„^

Genel bilgi ve çal

ışma ilkesi

„^

Güne

ş^ pili tipleri

„^

Güne

ş^ pilinin elektriksel modeli

„^

Güne

ş^ pilinin karakteristikleri

„^

Güne

ş^ pili sistemleri ve kar

şıla

ştı

rmal

ı^ analizi

„^

Maksimum güç noktas

ı^ izleyicisi (MPPT)

„^

Güne

ş^ pili sistemlerinin maliyetini etkileyen faktörler

„^

Güne

ş^ pili teknolojisinin önemi

„^

Sonuçlar

O. K

ıncay – N. Bekiro

ğlu - Z. Yumurtac

ı

Güne

ş^ Pili (Yar

ı-iletken)

Işık Tanecikleri(Fotonlar)

ElektrikEnerjisi

Çal

ma

İlkesi

O. K

ıncay – N. Bekiro

ğlu - Z. Yumurtac

ı

Hücre

Modül

Panel

Dizi

Güç

ç

ıkı

şın

ı^ art

ırmak

amac

ıyla

çok

say

ıda

güne

ş^

pili

birbirine paralel ya da seri ba

ğlanarak bir yüzey üzerine

monte

edilir,

bu

yap

ıya

güne

ş^

pili

modülü

ya

da

fotovoltaik modül ad

ı^ verilir. Güç talebine ba

ğlı

olarak

modüller birbirlerine seri ya da paralel ba

ğlanarak bir kaç

W'tan MW'lara kadar sistem olu

şturulur.

O. K

ıncay – N. Bekiro

ğlu - Z. Yumurtac

ı

„^

Yap

ılar

ı^

basitçe

bir

p

ve

n

eklemden

olu

şan

diyotlara

benzer.

Fotoelektrik

olay

prensibine

dayanarak

pilden

fotonlar

taraf

ından

kopart

ılan

elektronlar eklemde harekete geçer ve bir elektrikak

ım

ı^ olu

şturur.

„^

Güne

ş^

pili

yap

ım

ında

en

çok

silisyum(1.1eV),

galyum arsenit (GaAs – 1.43eV), kadmiyum tellür(CdTe)

gibi

anorganik

yar

ı^

iletken

malzemeler

kullan

ılır.

„^

Yar

ı-iletken

malzemelerin

güne

ş^

pili

olarak

kullan

ılabilmeleri

için

n

ya da

p

tipi

katk

ılanmalar

ı

gereklidir. „^

Katk

ılanma, saf yar

ı-iletken eriyik içerisine istenilen

katk

ı^

maddelerinin

kontrollü

olarak

eklenmesiyle

yap

ılır. „^

Elde edilen yar

ı-iletkenin

n

ya da

p

tipi olmas

ı^ katk

ı

maddesine ba

ğlı

dır.

„^

Silisyum’un

d

ış^

yörüngesinde

fosforun

d

ış

yörüngesinde 5 elektron oldu

ğu için, fosforun

fazla

olan

tek

elektronu

kristal

yap

ıya

bir

elektron verir. „^

Bu nedenle 5. grup elementlerine “

verici

” ya da

“ n tipi

” katk

ı^ maddesi denir. O. K

ıncay – N. Bekiro

ğlu - Z. Yumurtac

ı

„^

p^ tipi silisyum elde etmek için ise,

eriyi

ğe

gruptan

bir

element (alüminyum, indiyum,bor gibi) eklenir. „^

Bu

elementlerin

son

yörüngesinde

3

elektron

oldu

ğu

için

kristalde

bir

elektron

eksikli

ği^

olu

şur,

bu

elektron yoklu

ğuna hol ya da

bo

şluk

denir

ve

pozitif

yük

taş

ıdı ğı^ varsay

ılır.

„^

Bu tür maddelere de “p tipi” yada “al

ıcı” katk

ı^ maddeleri denir.

n tabaka

Temas yüzeyi Temas yüzeyi

Ekstraelektron Ekstraboş

luk Jonksiyon p tabaka

O. K

ıncay – N. Bekiro

ğlu - Z. Yumurtac

ı

„^

Yar

ı-iletken eklemin güne

ş^

pili olarak çal

ışmas

ı^ için

eklem bölgesinde fotovoltaik dönü

şümün sa

ğlanmas

ı

gerekir. „^

Bu

dönü

şüm

iki

a

şamada

olur,

ilk

olarak,

eklem

bölgesine

ışı

k^

dü

şürülerek

elektron-hol

çiftleri

olu

şturulur, ikinci olarak ise, bunlar bölgedeki elektrik alan yard

ım

ıyla birbirlerinden ayr

ılır.

„^

Birbirlerinden ayr

ılan elektron-hol çiftleri, güne

ş^ pilinin

uçlar

ında yararl

ı^ bir güç ç

ıkı

şı^

olu

ştururlar

O. K

ıncay – N. Bekiro

ğlu - Z. Yumurtac

ı

Fotovoltaik hücrede elektrik alan

ın

ın etkisi

A. n tipiB. p tipi

O. K

ıncay – N. Bekiro

ğlu - Z. Yumurtac

ı

Bir fotovoltaik hücrenin yap

ıs

A- Koruma Cam

ı^

D- n-tipi silisyum

B- Anti-reflektif kaplama

E- p-tipi silisyum

C- Üst kontakt grid

F- Alt kontakt

O. K

ıncay – N. Bekiro

ğlu - Z. Yumurtac

ı

Güne

ş^

pilinin yap

ıs

O. K

ıncay – N. Bekiro

ğlu - Z. Yumurtac

ı

Kar

la

şt

ır

ılmas

O. K

ıncay – N. Bekiro

ğlu - Z. Yumurtac

ı

Güne

ş^

Pilinin Elektriksel Modeli

Elektriksel e

şde

ğer devrede;

Iph

: Güne

ş^ ı

şığ

ı^ taraf

ından üretilen elektrik ak

ım

ı

Id^

: Diyot ak

ım

ı

Ish

: Paralel direnç ak

ım

ı

IL^

: Yük ak

ım

ı

R^ s

: Seri direnç R^ sh

: Paralel direnç

O. K

ıncay – N. Bekiro

ğlu - Z. Yumurtac

ı