Ogniwa słoneczne. Budowa, technologia i zastosowanie

  • Dodaj recenzję:
  • Producent: WKŁ
  • Dostępność: Wysyłamy w ciągu 24h
  • 59,00 zł 40,00 zł

ISBN 978-83-206-1847-1

Oprawa: miękka, Format: B5 Stron: 412, 316 rysunków, 28 tablic, 2014 r.


Monograficzne kompleksowe ujęcie zagadnień związanych z przemianą energii słonecznej w elektryczną. Scharakteryzowano promieniowanie słoneczne, opisano zasady doboru optymalnego kąta nachylenia odbiornika tego promieniowania oraz konwersję fotowoltaiczną. Przedstawiono bowę, charakterystyki i technologie produkcji ogniw fotowoltaicznych oraz różne konfiguracje systemów fotowoltaicznych zasilających obiekty stacjonarne. Poruszono także zagadnienie zasilania środków transportu energia słoneczną oraz aspekty prawne, społeczne, ekonomiczne i normalizacyjne dotyczące wykorzystania ogniw słonecznych. Ponadto przedstawiono metody konwersji energii słonecznej w energię cieplną oraz przykłady zastosowań kolektorów cieplnych w Polsce i na świecie. 

Odbiorcy książki: ekolodzy i inżynierowie zajmujący się odnawialnymi źródłami energii oraz stenci szkół wyższych i stiów podyplomowych o specjalnościach: energetyka, elektrotechnika, fizyka, budownictwo, ekologia transportu i ochrona środowiska.
 
Spis treści:
Przedmowa 
Wykaz oznaczeń 
Wykaz skrótów 

1. Energia Słońca 
1.1. Charakterystyka Słońca 
1.2. Promieniowanie emitowane z powierzchni Słońca 
1.3. Zależności opisujące energię Słońca 
1.3.1. Relacje między kątami opisującymi położenie odbiornika energii względem Słońca 
1.3.2. Składowe promieniowania słonecznego 
1.3.3. Modele wyznaczania gęstości strumienia promieniowania słonecznego 
1.4. Wyznaczanie optymalnego kąta pochylenia odbiornika promieniowania słonecznego ze względu na maksimum energii 
1.4.1. Dyskusja optymalizacji orientacji przestrzennej odbiornika energii słonecznej ze względu na maksymalny zysk energetyczny 
1.4.2. Optymalizacja ustawienia odbiornika na podstawie symulacji komputerowej 
1.4.3. Warunki i wyniki pomiarów gęstości mocy promieniowania 
1.4.4. Podsumowanie 
1.5. Metody konwersji energii słonecznej 
1.6. Zalety i wady energetyki słonecznej 
Literatura do rozdziału 1 

2. Cieplna energetyka słoneczna 
2.1. Metody konwersji energii słonecznej w energię cieplną 
2.2. Kolektory 
2.2.1. Ogólna charakterystyka 
2.2.2. Kolektory cieczowe 
2.2.2.1. Kolektory płaskie i rurowe 
2.2.2.2. Kolektory cieczowe skupiające 
2.2.3. Kolektory powietrzne i próżniowe 
2.3. Słoneczne instalacje cieplne na świecie 
2.3.1. Elektrownie cieplne 
2.3.2. Światowi potentaci 
2.3.3. Przykłady aplikacji kolektorów cieplnych 
2.4. Cieplna energetyka słoneczna w Polsce 
2.4.1. Rozkład całkowitego promieniowania słonecznego 
2.4.2. Możliwości wykorzystania energii słonecznej do celów termicznych 
2.4.3. Przykłady aplikacji 
Literatura do rozdziału 2 

3. Konwersja energii słonecznej w elektryczną 
3.1. Zjawisko fotowoltaiczne wewnętrzne 
3.1.1. Mechanizm zjawiska 
3.1.2. Powstawanie bariery potencjału 
3.2. Kalendarium wydarzeń w rozwoju konwersji fotowoltaicznej 
3.2.1. Antoine Cesar Becquerel i jego odkrycie 
3.2.2. Badania zjawiska fotowoltaicznego w XIX wieku 
3.2.3. Teoria Alberta Einsteina 
3.2.4. Jan Czochralski i jego metoda 
3.2.5. Dalszy rozwój fotowoltaiki 
3.2.6. Witold Żdanowicz – pionier fotowoltaiki w Polsce 
3.2.7. Najnowsze osiągnięcia 
Literatura do rozdziału 3 

4. Rozwiązania materiałowe, konstrukcyjne i eksploatacyjne ogniw fotowoltaicznych 
4.1. Podział materiałowy i strukturalny ogniw fotowoltaicznych 
4.2. Ogniwa krzemowe 
4.2.1. Ogólna charakterystyka krzemu 
4.2.2. Ogniwa mono- i polikrystaliczne 
4.2.3. Ogniwa z krzemu amorficznego 
4.2.4. Cienkowarstwowe ogniwa krystaliczne 
4.2.5. Nowe rozwiązania 
4.2.5.1. Ogniwa PERL i RP-PERC 
4.2.5.2. Ogniwo monokrystaliczno-amorficzne HIT 
4.2.5.3. Rozwiązania cienkowarstwowe sliver 
4.2.5.4. Ogniwa krzemowe Sphelar±R 
4.2.6. Właściwości ogniw fotowoltaicznych wykonanych z krzemu w różnych technologiach 
4.3. Ogniwa z tellurku kadmu 
4.3.1. Ogólna charakterystyka tellurku kadmu 
4.3.2. Rozwiązania krystaliczne i cienkowarstwowe 
4.4. Ogniwa z arsenku galu 
4.4.1. Ogólna charakterystyka arsenku galu 
4.4.2. Struktury krystaliczne i cienkowarstwowe 
4.5. Ogniwa z diselenku indowo-miedziowego (CIS) i ich modyfikacje (CIGS) 
4.6. Moduły o mocy 200 Wp 
4.7. Ogniwa fotowoltaiczne typu tandem 
4.8. Ogniwa fotowoltaiczne z nanorurkami 
4.9. Ogniwa organiczne 
4.9.1. Ogólna charakterystyka ogniw 
4.9.2. Wybrane rozwiązania planarne i struktury 3D 
4.9.3. Ogniwo barwnikowe Grätzela 
4.9.4. Nowe rozwiązania 
4.10. Ogniwo fotowoltaiczno-fototermiczne o konwersji kombinowanej 
4.11. Ogniwo termofotowoltaiczne o konwersji promieniowania podczerwonego 
4.12. Ogniwa zintegrowane z architekturą 
4.12.1. Charakterystyka ogniw fotowoltaicznych stosowanych w budownictwie 
4.12.2. Systemy dachowe 
4.12.3. Moduły fasadowe i transparentne okienne 
4.12.4. Nowe rozwiązania BIPV i znani producenci 
4.13. Ogniwa współpracujące z koncentratorami 
4.13.1. Koncentratory w układzie nadążnym 
4.13.2. Nowe rozwiązania 
Literatura do rozdziału 4 

5. Wybrane właściwości ogniw fotowoltaicznych 
5.1. Absorpcyjność 
5.2. Refleksyjność 
5.3. Strumień fotonów w funkcji wybranych parametrów ogniwa 
5.4. Gęstość fotoprądu emitera i bazy 
5.5. Wydajność kwantowa 
5.5.1. Wydajność zewnętrzna i wewnętrzna 
5.5.2. Wpływ prędkości rekombinacji na wydajność kwantową 
5.5.3. Wpływ średniej drogi dyfuzji na wydajność kwantową 
5.6. Czynnik spektralny 
5.7. Badania ogniw fotowoltaicznych w warunkach promieniowania o różnych długościach fali w zakresie światła widzialnego 
5.7.1. Warunki i obiekty badań 
5.7.2. Wyniki badań 
5.7.3. Podsumowanie 
Literatura do rozdziału 5 

6. Schemat zastępczy, parametry i charakterystyki ogniwa fotowoltaicznego 
6.1. Schemat zastępczy ogniwa i jego parametry 
6.2. Charakterystyki prądowo-napięciowe ogniwa fotowoltaicznego 
6.2.1. Wyznaczanie zależności prądowo-napięciowych w funkcji parametrów ogniwa 
6.2.2. Symulacja charakterystyk wybranych ogniw w funkcji nasłonecznienia i temperatury 
6.2.3. Parametry charakterystyczne ogniw 
6.3. Charakterystyka mocy i sprawność ogniwa fotowoltaicznego 
6.3.1. Wpływ nasłonecznienia i temperatury na moc 
6.3.2. Wpływ nasłonecznienia i temperatury na sprawność 
6.3.3. Optymalizacja pracy w wyniku kształtowania obciążenia ogniwa 
6.4. Współpraca baterii słonecznej z silnikiem prądu stałego zasilającym wentylator 
6.4.1. Schemat ideowy badanego układu 
6.4.2. Model matematyczny 
6.4.3. Przykładowe wyniki symulacji 
6.5. Praca ogniw fotowoltaicznych w różnych konfiguracjach połączeń 
6.6. Wpływ zacienienia na pracę modułu fotowoltaicznego 
Literatura do rozdziału 6 

7. Technologia produkcji 
7.1. Ogniwa krzemowe 
7.1.1. Krzem do produkcji ogniw słonecznych 
7.1.2. Wytwarzanie bloków krzemu monokrystalicznego
7.1.2.1. Rodzaje technologii 
7.1.2.2. Metoda Czochralskiego 
7.1.2.3. Metoda topienia strefowego 
7.1.3. Otrzymywanie bloków krzemu polikrystalicznego 
7.1.3.1. Rodzaje technologii 
7.1.3.2. Metoda Bridgmana 
7.1.3.3. Metoda odlewania bloku 
7.1.4. Cięcie bloków krzemowych na płytki 
7.1.5. Dalsza obróbka płytek krzemowych 
7.1.6. Łączenie ogniw w moduły 
7.1.7. Wytwarzanie taśm krzemowych 
7.1.7.1. Przegląd metod wyciągania taśm krzemowych 
7.1.7.2. Wytwarzanie taśmy typu WEB 
7.1.7.3. Metoda krawędziowego doprowadzania materiału 
7.1.7.4. Metoda ribbon to ribbon 
7.1.7.5. Metoda SOC 
7.1.7.6. Proces ESR 
7.1.7.7. Metoda RGS 
7.1.8. Inne technologie dla ogniw krzemowych 
7.1.8.1. Uwodorniony krzem amorficzny 
7.1.8.2. Elastyczny układ krzemowy 
7.1.8.3. Technologia ogniw sliver 
7.1.8.4. Technologia ogniw Sphelar±R 
7.2. Ogniwa cienkowarstwowe wykonane w technologii innej niż krzemowa 
7.2.1 CdS/CdTe i CIGS 
7.2.2. Ogniwa cienkowarstwowe GaAs 
7.2.3. Technologia samoczyszczenia ogniw słonecznych 
Literatura do rozdziału 7 

8. Instalacje fotowoltaiczne 
8.1. Konfiguracje systemów fotowoltaicznych 
8.2. Elementy instalacji fotowoltaicznej 
8.2.1. Wprowadzenie 
8.2.2. Moduły fotowoltaiczne 
8.2.3. Trackery 
8.2.4. Akumulatory 
8.2.5. Regulatory ładowania 
8.2.6. Falowniki 
8.2.7. Systemy monitorujące 
8.2.8. Zabezpieczenia systemów fotowoltaicznych 
8.2.9. Konstrukcja nośna i kable 
8.3. Zestaw hybrydowy 
8.4. Specyfikacja zapotrzebudowania na energię. Sprawność i koszty 
8.5. Montaż, obsługa i konserwacja instalacji fotowoltaicznej 
Literatura do rozdziału 8 

9. Obszary i przykłady zastosowań ogniw fotowoltaicznych
9.1. Dotychczasowe tempo rozwoju instalacji fotowoltaicznych i perspektywy 
9.2. Ogniwa słoneczne w urządzeniach powszechnego użytku małej mocy 
9.3. Systemy autonomiczne 
9.3.1. Przegląd możliwości aplikacji 
9.3.2. Zasilanie oświetlenia 
9.3.3. Biletomaty i parkomaty 
9.3.4. Latarnie morskie 
9.3.5. Systemy ostrzegania i sygnalizacji 
9.4. Układy współpracujące z siecią 
9.4.1. Systemy rozproszone BIPV 
9.4.2. Systemy scentralizowane 
9.5. Systemy hybrydowe 
9.6. Zastosowania w kosmonautyce 
Literatura do rozdziału 9 

10. Zastosowanie energii Słońca i podczerwieni do zasilania w środkach transportu 
10.1. Samochody słoneczne 
10.1.1. Metody zasilania 
10.1.2. Historyczne prototypy 
10.1.3. Samochody wyścigowe i ich parametry konstrukcyjno-eksploatacyjne 
10.2. Najważniejsze aspekty projektowania pojazdu słonecznego 
10.2.1. Strategia projektowania i optymalizacja ruchu 
10.2.2. Moc potrzebna do pokonania oporów jazdy 
10.2.3. Moc pozyskiwana na drodze konwersji fotowoltaicznej 
10.2.4. Moc uzupełniająca z akumulatora 
10.2.5. Materiały i elementy konstrukcyjne stosowane w samochodach słonecznych 
10.3. Charakterystyki ruchu samochodu słonecznego w funkcji jego parametrów i warunków zewnętrznych 
10.3.1. Wpływ parametrów konstrukcyjno-eksploatacyjnych samochodu słonecznego na jego charakterystyki ruchu 
10.3.2. Optymalizacja doboru prędkości w samochodzie słonecznym z doładowaniem akumulatora podczas jazdy ze względu na maksymalny zasięg 
10.3.3. Bilans mocy pojazdu elektrycznego zasilanego energią Słońca 
10.3.4. Wnioski i uwagi do przeprowadzonych symulacji komputerowych 
10.3.5. Samochód słoneczny „Hannibal” 
10.4. Samochody konwencjonalne zasilane energią Słońca 
10.4.1. Samochody elektryczne 
10.4.1.1. „Solar Bug” 
10.4.1.2. Jeep elektryczny 
10.4.2. Rozwiązania hybrydowe 
10.4.2.1. Samochodowe panele PV 
10.4.2.2. Connector 2001 
10.4.2.3. Peugeot BB1 Concept 
10.4.2.4. Fisker Karma 
10.4.2.5. Inne rozwiązania 
10.4.2.6. Solar Energy Station 
10.5. Inne środki transportu zasilane energią słoneczną 
10.5.1 Pociąg słoneczny 
10.5.2. Samoloty zasilane energią słoneczną 
10.5.2.1. Prace NASA 
10.5.2.2. Solar Challenger 
10.5.2.3. Helios 
10.5.2.4. Solar Impulse 
10.5.2.5. Polski samolot słoneczny „Phoenix” 
10.5.3. Jednostki pływające zasilane energią słoneczną 
10.5.3.1. Katamaran „Sun” 
10.5.3.2. Tramwaj wodny „Słonecznik” 
10.5.3.3. Katamaran pasażerski „Solar” 
10.5.3.4. Łodzie solarne Fiten Solar Team 
10.5.3.5. Etapy projektowania łodzi zasilanych energią słoneczną 
Literatura do rozdziału 10 

11. Zagadnienia prawne, społeczne, ekonomiczne, normalizacja, edukacja i promocja, recykling 
11.1. Zagadnienia prawne i społeczne 
11.2. Koszt systemu PV 
11.3. Koszty zewnętrzne 
11.4. Normalizacja 
11.5. Konwersja fotowoltaiczna w promocji i edukacji 
11.6. Recykling modułów fotowoltaicznych 
11.6.1. Problemy recyklingu, koszty, technologie 
11.6.2. Linie pilotażowe odzysku i ponownego wykorzystania modułów krzemowych 
11.6.3. Metoda odzysku i ponownego wykorzystania modułów z CdTe 
Literatura do rozdziału 11 

12. Fotowoltaika w Polsce 
12.1. Możliwości sektora fotowoltaiki 
12.2. Prace naukowo-badawcze 
12.2.1. Laboratorium Fotowoltaiczne Instytutu Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN w Kozach 
12.2.2. Prace Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych 
12.2.3. Laboratorium Energetyki Odnawialnej w Sulechowie 
12.3. Największe inwestycje fotowoltaiczne w Polsce 
12.3.1. Wprowadzenie 
12.3.2. Instalacja PV Warszawa-Wawer 
12.3.3. Instalacja fotowoltaiczna na Wojewódzkim Specjalistycznym Szpitalu im. dr. Władysława Biegańskiego w Łodzi 
12.3.4. Instalacja fotowoltaiczna na wytwórni mrożonek Frosta w Bydgoszczy 
12.3.5. Instalacja PV na Politechnice Warszawskiej 
12.3.6. Instalacja PV na budynku ambasady japońskiej w Warszawie 
12.3.7. Instalacja fotowoltaiczna w Polkowicach
12.3.8. Instalacja fotowoltaiczna w Rybniku 
12.3.9. Instalacja fotowoltaiczna w Rzeszowie 
12.3.10. Elektrownia słoneczna w Wierzchosławicach 
12.3.11. Projekt elektrowni fotowoltaicznej w Gryźlinach pod Olsztynem 
12.3.12. Projekt elektrowni fotowoltaicznej na budynku hotelowym Centrum Badawczego Polskiej Akademii Nauk w Jabłonnie 
12.3.13. Największa fotowoltaiczna instalacja dachowa w Polsce 
12.3.14. Elektrownia fotowoltaiczna na dachu motelu „Na Wierzynka” w Wieliczce 
12.3.15. Panele fotowoltaiczne na hotelu „Ramka” w Poznaniu 
2.3.16. Skrzydło fotowoltaiczne – projekt z Piły 
12.4. Producenci krzemu i jego stopów 
12.4.1.Warszawskie Centrum Naukowo-Produkcyjne Materiałów Elektronicznych Cemat Silicon 
12.4.2. Firma European Silicon w Katowicach 
12.5. Producenci modułów 
12.5.1. EKOpower21 Sp. z o.o. z Warszawy 
12.5.2. Linia produkcyjna modułów Solar Energy w Bożepolu Wielkim 
12.5.3. Spółka Vetro Polska 
12.5.4. SELFA Photovoltaics ze Szczecina 
Literatura do rozdziału 12 
Skorowidz rzeczowy 
Indeks nazwisk