Fotowoltaika w teorii i praktyce

W książce omówiono praktyczne zagadnienia związane z wykorzystaniem ogniw i modułów fotowoltaicznych jako proekologicznego, odnawialnego źródła energii elektrycznej, zarys technologii wytwarzania ogniw fotowoltaicznych, ich parametry eksploatacyjne, sprawność konwersji i koszt uzyskania jednostki energii w systemie fotowoltaicznym. Przedstawiono również podstawowe wytyczne do projektowania instalacji fotowoltaicznych.

Książka może być przydatna dla studentów uczelni technicznych i uniwersytetów, pracowników technicznych i ekonomistów oraz inwestorów, zainteresowanych prowadzeniem działalności gospodarczej w zakresie surowców energetycznych z wykorzystaniem nowych, niewyczerpalnych źródeł energii. Przyda się też wszystkim zainteresowanym praktycznymi możliwościami szerokiego stosowania systemów fotowoltaicznych w Polsce.

Wstęp:
Wzrost cen paliw konwencjonalnych oraz troska o ochronę środowiska naturalnego przyczyniły się do zintensyfikowania prac nad wykorzystaniem źródeł energii odnawialnych. Urządzenia do konwersji energii promieniowania słonecznego mają szansę stać się dominującymi również w Polsce, jeśli rozwojowi technologii tych źródeł energii towarzyszyć będzie spadek ich cen. Analizując ostatnie 30 lat, można stwierdzić, że przemysł fotowoltaiczny rozwija się z roczną stopą wzrostu na poziomie 34%. W roku 2006 zanotowano na światowym rynku fotowoltaicznym 41% wzrost w stosunku do 2005, a jeszcze większy w roku 2007: 55% w stosunku do roku 2006 i to w okresie niedoboru podstawowego surowca, jakim jest krzem.
Fotowoltaika jest obok energetyki wiatrowej najdynamiczniej rozwijającą się technologią konwersji energii ze źródeł odnawialnych. Ten coraz większy wzrost zainteresowania ogniwami i modułami fotowoltaicznymi na świecie jest spowodowany przede wszystkim tym, że przetwarzają one promieniowanie słoneczne bezpośrednio na energię elektryczną, bez zanieczyszczeń, hałasu i innych czynników, wywołujących niekorzystne zmiany środowiska. Jednocześnie koszt systemów fotowoltaicznych systematycznie spada. W wielu krajach istnieje polityka wspierająca rozwój odnawialnych źródeł energii, a wiele programów poświęconych jest fotowoltaice. Powoduje to znaczny wzrost opłacalności inwestycji w tym zakresie.
W książce omówiono praktyczne zagadnienia związane z wykorzystaniem ogniw i modułów fotowoltaicznych jako proekologicznego, odnawialnego źródła energii elektrycznej, zarys technologii wytwarzania ogniw fotowoltaicznych, ich parametry eksploatacyjne, sprawność konwersji i koszt uzyskania jednostki energii w systemie fotowoltaicznym. Przedstawiono również podstawowe wytyczne do projektowania instalacji fotowoltaicznych.
Książka może być przydatna dla studentów uczelni technicznych i uniwersytetów, pracowników technicznych i ekonomistów oraz inwestorów, zainteresowanych prowadzeniem działalności gospodarczej w zakresie surowców energetycznych z wykorzystaniem nowych, niewyczerpalnych źródeł energii. Przyda się też wszystkim zainteresowanym praktycznymi możliwościami szerokiego stosowania systemów fotowoltaicznych w Polsce.

Tytuł: Fotowoltaika w teorii i praktyce
Autor: Ewa Klugmann-Radziemska
Wydawca: Wydawnictwo BTC
Miejsce i rok wydania: Legionowo 2010
ISBN: 978-83-60233-58-0
Format: B5
Stron: 200
Oprawa: twarda
Cena: 69 zł
Zamówienia: Wydawnictwo BTC

Spis treści:
Wstęp
Rozdział 1 Pojęcia podstawowe
Podstawy koncepcji systemów PV i stosowana terminologia
Rozdział 2 Promieniowanie słoneczne - charakterystyka energetyczna i spektralna promieniowania słonecznego
2.1 Słońce
2.2 Energia promieniowania słonecznego
2.3 Promieniowanie słoneczne, docierające do powierzchni Ziemi
2.4 Warunki nasłonecznienia w Polsce
2.5 Trudności, związane z wykorzystaniem energii Słońca
2.6 Możliwości generowania energii elektrycznej z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii
Rozdział 3 Ogniwa fotowoltaiczne
3.1 Rys historyczny
3.2 Typy półprzewodników
3.2.1 Półprzewodnik samoistny
3.2.2 Półprzewodnik domieszkowany
3.2.3 Krystaliczny krzem
3.2.4 Domieszki stosowane w technologii krzemu
3.3 Efekt fotowoltaiczny
3.3.1 Generacja fotoprądu
3.4 Budowa ogniwa fotowoltaicznego
3.4.1 Przygotowanie powierzchni
3.4.2 Dyfuzyjne tworzenie złącza p-n
3.4.3. Tworzenie złącza n-p metodą implantacji jonów
3.4.4 Pasywacja powierzchni krzemu
3.4.5 Metalizacja
3.4.6 Osadzanie warstwy przeciwodbiciowej
3.5 Charakterystyka prądowo-napięciowa
Punkt maksymalnej mocy
3.5.1 Czynniki, wpływające na sprawność konwersji ogniw fotowoltaicznych
3.5.2 MPPT - Techniki wyszukiwania punktu maksymalnej mocy
3.6 Krzemowe ogniwa fotowoltaiczne
3.6.1 Ogniwa monokrystaliczne
3.6.2 Ogniwa polikrystaliczne (multikrystaliczne)
3.6.3 EFG (Edge-Defined Film-Fed Growth)
3.7 Technologie cienkowarstwowe
3.8 Organiczne ogniwa fotowoltaiczne
3.9 Ogniwa słoneczne Grätzel’a (DSSC -Dye-sensitized solar cells)
3.10 Ogniwa heterozłączowe
Rozdział 4 Moduły fotowoltaiczne
4.1 Konstrukcja modułów
4.2 Etapy produkcji modułów
4.2.1 Łączenie ogniw
4.2.2 Podłoże, hermetyzacja
4.2.3 Warstwa antyrefleksyjna
4.2.4 Zabezpieczenie przed skutkami zacienienia
Rozdział 5 Systemy fotowoltaiczne
5.1 Systemy samodzielne (off-grid)
5.2 Systemy zintegrowane z siecią (grid-connected)
5.3 Systemy zintegrowane z budynkami (BIPV)
5.3.1 Elementy systemu BIPV
5.4 Układy nadążające za Słońcem (Tracking systems)
Rozdział 6 Koncentratory promieniowania
Rozdział 7 Sposoby magazynowania energii dla systemów PV
7.1 Akumulatory ołowiowe
7.2. Akumulatory alkaliczne
7.3. Akumulatory proszkowe
7.4 Akumulatory ołowiano-kwasowe AGM i żelowe
Rozdział 8 Testowanie, kalibracja i normalizacja w fotowoltaice
Rozdział 9 Wskaźniki właściwego doboru elementów instalacji fotowoltaicznej
9.1 Instalacje samodzielne (off-grid)
9.1.1 Jakie moduły fotowoltaiczne wybrać?
9.1.2 Jak określić ilość potrzebnych modułów?
9.1.3 Pozostałe elementy systemu
9.1.4 Ilość produkowanej energii elektrycznej
9.2 Instalacje podłączone do sieci elektroenergetycznej (on-grid)
9.2.1 Określenie ilości energii oddawanej do sieci
9.2.2 Inwertery
9.2.3 Bezpieczniki i diody bypass
9.2.4 Dobór przewodów elektrycznych
9.2.5 System operacyjny PV w budynku
9.2.6 Pomiar energii elektrycznej
9.2.7 Zabezpieczanie instalacji PV przed wyładowaniami atmosferycznymi
9.2.8. Monitorowanie pracy systemu PV i jego konserwacja
9.3 Programy komputerowe i źródła danych do projektowania instalacji fotowoltaicznych
9.4 Jak oszacować koszt instalacji?
Rozdział 10 Strategia rozwoju technologii fotowoltaicznych na świecie
10.1 Regulacje prawne
10.2 Krajowe i regionalne programy wspierające w poszczególnych państwach
Bibliografia
Spis ilustracji
Spis tabel