PAPIER TECHNIQUE #69
 
                     UNDERSTANDING CELLULES SOLAIRES
 
                                 Par
                    Dennis Elwell & Richard Komp
 
                         Critiques Techniques
                             PAUL DORVEL
                            Robert Ethier
                             Joël Gordes
                        
                             Published Par
 
 
                                 VITA
                   1600 Wilson Boulevard, Suite 500,
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                       Understanding Cellules Solaires
                          ISBN:  0-86619-308-1
              (C) 1990, Volontaires dans Assistance Technique,
 
 
 
                      UNDERSTANDING CELLULES SOLAIRES                      
             
          Par les Volontaires VITA Dennis Elwell et Richard Komp
 
L'INTRODUCTION
 
Les cellules solaires, aussi appelé photovoltaïque (PV) cellules, est un compact
source de petites quantités d'électricité.   Ils sont accidentés, dignes de confiance
appareils pour convertir lumière du soleil dans électrique directement
energy.  Ils n'ont pas de pièces mobiles et un longs life.  System actifs
les coûts de maintenance sont inférieurs et la précision est supérieure beaucoup que
pour autre pouvoir sources.  qu'Ils peuvent être utilisés sur toute échelle, de
propulser une montre numérique à courir un générateur multi - mégawatt
pour un utility.  public Parce qu'ils sont arrangés dans modulaire habituellement
les panneaux, c'est possible de commencer avec un petit system et
étendez-le comme nécessaire sans rendre les panneaux tôt obsolète.
Mais parce que seulement petites quantités d'énergie sont converties par chacun
la cellule, les exigences électriques à grande échelle exigent grand et
collections chères de PV cells.  Donc, les principales candidatures de PV
les cellules ont été fournir de relativement basses demandes. Les Planificateurs   qui
peut considérer l'économie à long terme devrait considérer aussi cela
sélectionnant PV propulsent des aides pour accomplir un environnement pollution - libre.
 
Approximativement 1 kilowatt (kW) de chutes de l'énergie radiantes sur un mètre carré
(sq m) des tropiques du monde à midi.   Si un panneau solaire a un
efficacité de 10%, alors chaque mètre carré de surface élémentaire d'analyse veut
produisez un sommet de 100 W d'énergie électrique.   UN typique 10-W
recouvrez de panneaux, capable de garde une pile automobile a chargé, mesures
31 centimètre par 35 centimètre y compris le cadre.
 
L'idée de capturer l'énergie solaire dans ce chemin n'est pas new.  Le
cuproxyde dans que la cellule solaire a été découverte par Antoine Becquerel
1839 et la cellule de sélénium amorphe sont entrées dans usage pour photographique
mètres de la lumière dans les 1890s.  Dans les 1930s, cellules du sélénium
été utilisé pour sous tension une petite échelle dans les emplacements éloignés dans le
States.  Uni développement Sérieux de technologie photovoltaïque
cependant, a commencé quand les cellules du silicium ont été développées et ont utilisé dans le
L'espace Américain program.  Le silicium premier dans que les cellules solaires ont été utilisées
l'Avant-garde du satellite Américaine j'en 1958.   Leur coût était US$600 pour
chaque watt de capacité génératrice.   Il a maintenant (1989) a laissé tomber à
$6/W plus petit que pour plus grand systems.
 
Les cellules solaires sont des appareils qui absorbent et convertissent l'énergie radiante
du soleil directement dans énergie électrique.   de qu'Ils sont faits
les matières appelées des semi-conducteurs qui sont des solids cristallins
avec une conductivité électrique entre ceux de métaux et
les isolants.
 
Une gaufrette mince ou drap du semi-conducteur sont traités (a " dopé ")
avec les chimique produire une charge négative (électrons libres) sur
un côté et une charge positive (protons libres) sur l'autre.
(Virtuellement toutes cellules solaires commerciales sont faites afin que le devant
ou la surface du sommet est négative.)   Le point à qui le positif et
la multiplication logique des côtés de la plaque négative est une barrière électronique connu comme un p-n
la jonction.
 
Les cellules convertissent lumière du soleil dans électricité dans trois processus du majeur:
 
1.  La matière du semi-conducteur absorbe la lumière du soleil.
 
2.  positif Libre et charges négatives sont produites et sont séparées
    dans les régions différentes du cell.  La séparation
    crée un voltage dans la cellule.
 
3.  que Les charges séparées sont transférées comme courant électrique
    à travers terminaux électriques à la candidature projetée.
 
Les processus travaillent ce chemin:   L'énergie de la lumière du soleil qui entre
les électrons des causes traverser la barrière et rester ont piégé sur le
trouvez-vous, ou plaque négative, side.  Quand les contacts sont prises au devant et
en arrière côtés de la cellule solaire, un flux de courant à travers fils et
appareils qui connectent ces contacts.   Le courant est proportionnel à
l'intensité de la lumière du soleil qui tombe sur la cellule.   Le dos,
ou positif, le contact électrique peut être une couche continue de
le métal, mais le contact actif est fait dans la forme de doigts minces,
permettre autant de lumière du soleil que possible arriver à les couches du dos.
La cellule est couverte par une anti - réflexion couche habituellement et un
abri protecteur autoriser nettoyage.   UNE explication plus détaillée
de comme le travail des éléments photoélectriques est donné dans les références 8 et 9.
La structure d'une cellule solaire est montrée dans Chiffre 1.

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Jusqu'à récemment la plupart des cellules solaires a été fait de monocristal
silicium que les Cristaux wafers. , habituellement 10 centimètre dans diamètre, sont tirés
de silicium fondu extrême pur, alors a découpé en tranche et polished.  Ce
le processus est cher et gaspilleur de ce cher, extrême pur
material.  La jonction du p-n est faite en diffusant le phosphore (lequel
la matière du n-type des produits alimentaires) dans la surface de devant d'une gaufrette qui
a été dopé " avec bore pour le faire p-type.  plus Nouvelles techniques
utilisez le jet du silicium de niveau technique dans blocs, sciés dans gaufrettes,
et a fabriqué dans cellules qui utilisent les mêmes processus comme usagé dans
material.  monocristal Ce processus est moins cher loin et
les usages considérablement moins d'énergie produire la cellule finie; au sujet de
demi du les grands modules d'aujourd'hui sont faits dans ce manner.  Un autre
approchez, encore dans l'étape de l'usine pilote, implique tirer
un silicium ruban mince qui n'a pas besoin de couper dans tranches.
Beaucoup d'autres nouvelles idées sont explorées avec le but général de
produire une cellule solaire effective, durable à coût inférieur.
 
Les éléments photoélectriques sont aussi fabriqués de couches minces de
silicium amorphe, une matière vitreuse sans cristal régulier,
structure.  Pendant que cette matière a prouvé éminemment convenable pour
le petit, bas pouvoir usages, comme calculettes solaires, amorphe
les cellules du silicium ne peuvent pas être utilisées pour les panneaux de la génération du pouvoir toujours
parce qu'ils deviennent moins effectif après une période l'exposition à
sunlight.  de plus, leur stabilité à long terme est douteuse.
Les cellules solaires devraient avoir une durée de vie d'au moins 10 années.
 
Les cellules solaires ont été produites utiliser aussi des combinaisons de différent
composés former la jonction du p-n.   que Ceux-ci sont appelés
heterojunction cells.  Copper solaire cellules du sulfure du sulfide/cadmium
est bon marché mais leur production a tendance aussi à dégrader aussi
rapidly.  Telles matières alternatives comme séléniure de l'indium du cuivre
offrez la promesse qui un heterojunction de film mince soi-disant solaire
la cellule peut être developed.  Très effectif mais très cher solaire
les cellules peuvent être faites d'arséniure de gallium.   comme qu'Ils peuvent être vendus
les composants actifs d'appareils qui concentrent la radiation solaire
réduire la dimension et nombre de cellules eu besoin.
 
Les caractéristiques de sortie d'un élément photoélectrique typique sont
comploté dans Chiffre 2.  Le plus haut voltage par qui peut être produit

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une cellule est appelée le voltage de circuit ouvert; c'est approximativement 0.55
les volts (V) pour silicon.  Comme plus de courant est sorti de la cellule par
la charge, les chutes du voltage.   Le courant maximal qui peut être
sorti d'une cellule solaire, le courant du court-circuit, est approximativement 300
ampères par mètre carré dans fort soleil.   Pour pouvoir du maximum, un
la cellule du silicium devrait être opérée à approximativement 0.45 V (dans soleil plein) et
90% du courant du court-circuit.   Comme l'intensité de solaire
la radiation tombe, le voltage de circuit ouvert tombe lentement, mais le
les chutes courantes en gros par rapport à l'intensité.   Sur un
quotidiennement faites du vélo, la puissance de sortie maximale est atteinte quand le soleil est
à son plus haut et, bien sûr, chutes mettre à zéro entre crépuscule et
dawn.  que la production Solaire est réduite les jours nuageux, mais lumière du soleil diffuse
produire encore une fraction utile de sortie à pleine charge.   Interestingly,
une cellule solaire ou module peuvent être court-circuités ou peuvent être partis ouvert
circuited indéfiniment sans être endommagé.
 
L'efficacité d'une cellule solaire est définie comme la proportion du
production de l'énergie électrique à l'entrée du pouvoir solaire.   Le typique
l'efficacité d'un module PV est 10% approximativement.   que Cela veut dire que quand 750
W de lumière du soleil tombe sur un mètre carré de collection solaire (typique
intensité de la lumière du soleil dans la plupart des régions du nondesert), la collection solaire
produisez 75 m  W/sq que l'efficacité Solaire Cellulaire a tendance à tomber comme
la température cellulaire rises.  Cet effet peut être sérieux dans chaud
climats où la cellule peut opérer à 50 [degrés] C ou même plus haut.
Monter la cellule sur un support d'énergie absorbant (radiateur) volonté
ayez tendance à baisser la température.
 
Les collections solaires commerciales ou modules sont approximativement 35 par 150 centimètre et
est fait avec les devants du verre durci feuilletés et l'aluminium filé à la presse
sides.  Ils peuvent supporter des températures de jusqu'à 70 [degrés] C mais le
plastique qui lamine matière entre les cellules et l'abri du verre
jaunissez avec le temps si exposé à temperatures.  supérieur Pour
plus haut usage de la température, les matières d'enrobage du silicium peuvent être utilisées.
 
SYSTEMS SOLAIRE CELLULAIRE
 
Depuis que les éléments photoélectriques donnent leur plus haute production quand pointu
directement au soleil, la performance électrique peut être optimisée par
les mettre sur une montagne en mouvement vers qui est toujours pointée le
le Prototype sun.  qui parcourt systems est relativement cher et le
il est plus possible que le moteur et systems de la sonde manquent qu'est le
array.  Moreover solaire cellulaire, les moteurs de l'analyse consomment électricité.
Un sondeur disponible utilise comme ampoules des sondes remplies avec
Freon, un gaz a maintenant considéré écologiquement hasardeux.   Sous
les conditions du présent, nous recommandons un Fabricants support.  simples, statiques
fournissez le conseil sur le bon angle pour monter un solaire
rangez dans un emplacement choisi mais une bonne directive toute l'année est à
pointez la collection vers l'équateur directement, en l'inclinant à un
l'angle égal à votre latitude.   par exemple, si vous êtes localisés à
10 [degrés] latitude du sud, soulevez le bord du sud du panneau jusqu'à le
le panneau en est incliné 10 [degrés] d'horizontal.
 
Systems hybride qui fournit eau chaude en plus d'électricité
a aussi été enquêté sur.   Bien qu'ils travaillent bien
pour fermes éloignées dans les climats du nord ils ne paraissent pas
économiquement sonnez dans les pays tropiques où le besoin pour chaud
l'eau est moins d'Exceptions urgent.  sont cliniques éloignées, hôpitaux,
ou autres opérations qui ont besoin d'une provision fiable d'eau chaude.
Même la basse vapeur de la température peut être faite par un a conçu correctement
array.  SunWatt Corporation hybride et Alpha que Solarco ont développé
les modules hybrides emballés.
 
Les cellules solaires sont vendues dans panneaux qui varient dans dimension mais sont habituellement
de voltage.  Connecting standard cellules individuelles en série additions
les voltages des cellules individuelles, en connectant des cellules dans
les additions de la parallèle leur charge utile courante.   Seize volts sont
un choix populaire pour un panneau solaire, parce que ce voltage de la production
est exigé de charger une 12-V batterie rechargeable.
 
Entreposer et Convertir l'Énergie
 
Dans quelques candidatures, tel que l'usage d'éléments photoélectriques pour
pompant eau pour irrigation, le changement dans production des cellules
à travers jour et la nuit est acceptable depuis que le pouvoir est exigé
seulement pour quelques heures dans chaque 24-h période.   Pour beaucoup de candidatures,
cependant, la collection solaire cellulaire devrait être utilisée avec un
system du stockage de la pile Pendant qui peut fournir power.  continu
les heures de la lumière du soleil maximum, les piles sont chargées par le solaire
cellules qui produisent plus de pouvoir qu'est exigé par la charge.
Pendant la nuit, les piles déchargent pour opérer l'éclairage et
l'autre Usage loads.  d'une diode est nécessaire de prévenir les piles
de courant inverse passager dans les cellules solaires le soir, et un
le circuit voltage - régulateur est fourni sur plus grand systems normalement
empêcher les piles d'être surchargé par la collection PV.
Quelques régulateurs de tension déconnecteront aussi la charge pour prévenir
le dégât si la charge de la pile devient trop bas.
 
Les accumulateurs à le plomb ont développé pour system photovoltaïque spécialement
les candidatures sont utilisées généralement, mais tout cycle profond plomb
la pile peut servir si nécessaire. Les   Automobile piles ne sont pas
très satisfaisant pour cette candidature parce que charge journalière et
les cycles de la décharge raccourcissent leur durée de vie grandement.   Pour quelques-uns
buts, surtout dans les emplacements éloignés, le plus cher
les batterie* à le cadmium-nickel sont préférées depuis qu'ils exigent moins
l'entretien.
 
Une collection solaire cellulaire avec pile fournit le courant continu (d.c.),
lequel a beaucoup d'uses.  UN system photovoltaïque pour d.c. seulement est montré
dans Chiffre 3.  Pour un arrangement simple de quelques lumières et une radio

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ou la TÉLÉ a mis, c'est le system préféré.   lumières Incandescentes pour
12 V D.C. est disponible, et est presque deux fois aussi effectif que
leurs 220-V ou 110-V équivalents. Les   que la Petite 12-V Télé est sont mêmes
effectif aussi, et une petite, portative radio tire très peu
power.  However, tubes fluorescents, que les réfrigérateurs, etc., ont conçu
opérer sur d.c. être beaucoup plus cher que leur
équivalents qui opèrent du 220-V ou 110-V courant alternant
(a.c.) principaux dans industriel normal et usage de la maison.   Il
être désirable d'inclure un onduleur qui convertit par conséquent
le d.c. fournissez au 50 Hz ou a.c de 60 Hz. eu besoin par ces appareils.
Quelque perte de résultats du pouvoir de l'usage de l'onduleur
(au moins 10%), mais cela peut être justifié s'il mène à grand
économies dans le coût des appareils.   Alternatively, l'onduleur,
peut être utilisé pour seulement l'a.c. les appareils, pendant que le reste
de la charge est opéré de d.c directement.
 
Les coûts de base
 
Les collections photovoltaïques peuvent maintenant être achetées pour approximativement $6 à $10 par
watt.  maximum Ce prix est tombé lentement mais régulièrement le
dernières peu d'années, et est attendu continuer à tomber. L'Addition  
le stockage de la pile (et régulateur, si a eu besoin) ajoute 50% ou plus à
ce cost.  Le coût total est trop haut pour rivaliser avec le local
l'utilité estime dans la plupart des places, mais est meilleur marché que l'installation loin
et charges d'exploitation d'une essence ou générateur du gas-oil.   Comme un
la directive, si une ligne à haute tension plus long qu'un kms doivent être autrement
construit, PV ou PV plus systems vent - générateur sont un meilleur marché chemin à
obtenez petit pour modérer des montants d'électricité.
 
Il est cru que les photovoltaics commenceront à être utilisé largement
quand le prix tombe à approximativement $2 par watt maximum dans 1989 prix.
À ce niveau, et supposer ce system de la totalité coûte la chute à un
le semblable taux, l'électricité solaire sera compétitive avec a centralisé,
le fossile combustible systems générateur et sera utilisé sur un grand
pesez les deux par les corporations de l'utilité et par individus qui possédent
le toit arrays.  Even maintenant, les cellules solaires sont probablement meilleur marché que
générateurs diesel pour la plupart des candidatures rurales.   Et si prix
la chute comme prédit, les cellules solaires pourraient être les plus économes
source de l'électricité pour toutes les candidatures dans les emplacements éloignés de
les pays tropiques, surtout si combiné avec les générateurs du vent
(W.J. Bifano 1982).
 
RENCONTRANT BESOINS D'ÉNERGIE AVEC LES CELLULES SOLAIRES
 
Dans la décennie prochaine, candidatures de cellules solaires dans développer
les pays seront dans les villages ruraux probablement principalement.   Beaucoup de villages
n'ayez pas de ligne à haute tension nourrie par un system de la grille central;
le coût d'étendre une grille du pouvoir servir tous les villages seraient
prohibitif dans les grands pays.   However, pilote que les plans solaires sont,
maintenant en cours dans la plupart des pays en voie de développement (W.A. Brainard
1982) .  See Table 1 pour les puissances requises de village typiques pour un
nombre d'activités qui peuvent être propulsées par les cellules solaires.
 
Les pompes à eau propulsées solaires sont utilisées pour irrigation de plus en plus
et services de les eaux de communauté.   L'avantage remarquable d'un
le system pompé est la facilité avec que le service de les eaux peut être gardé
libre de contamination.  Du point de vue de santé de communauté,
une pompe peut être l'investissement le plus important qu'un village fait.
 
Comme un exemple, Arco Inc Solaire., a décrit un portatif photovoltaïque
service de les eaux pour le village de Boera, Papouasie-Nouvelle-Guinée (Arco
Inc solaire. 1982) .  Le village a une population d'approximativement 1,000,
et les system ont installé des produits alimentaires 440 watts de sommet, sans pile,
storage.  Ce system délivre approximativement 5,500 litres par heure (L/h) dans
lumière du soleil pleine et approximativement 3,300 L/h sous conditions couvertes.
Le stockage est fourni par quatre réservoirs chacun de 5,500 capacité L qui
est rempli par midi normalement.   La pompe est changée fermé par alors un
flottez valve.  Les villageois paient approximativement $0.01 par seau de water.  UN
la portion des fonds est utilisée par la communauté pour maintenir le
system.
 
         TABLE I:  PUISSANCES REQUISES DE VILLAGE TYPIQUES
 
Assumptions:  500 gens, 100 Lumière du soleil homes.  équivalent de 5
Les heures               midi Source sun. : REF  . 3.
 
CANDIDATURE QUE L'ÉNERGIE                                       A EXIGÉ,
KWH/DAY                                                      
 
La pompe à eau (50 L/person - day)                           4.7
Allumer - d'intérieur (2 lights/home)                        16.0
Allumer - de plein air (5 lights/village)                     2.4
La télévision (20 sets/village)                              1.6
Les réfrigérateurs (10/village)                               10.0
Le Broyeur du grain (1 kg grain/person jour)                     6.0
Les communications (1 set/village de la radio bilatéral)              0.4
 
KWh/day total                                            41.1
Le Sommet du kW total a Exigé                                   10.7
 
Arrosez pour Boire et Irrigation
 
L'irrigation pour agriculture est la plus grande consommatrice de probablement
énergie dans régions rurales de pays en voie de développement. Le   Animal pouvoir et
les pompes gas-oil - alimentées sont les principaux technologies.  en concurrence Le
quantité d'eau exigée pour irrigation peut aligner de 5,000 à
13,000 mètres cubes par hectare (m/ha du cu) sur la période croissante,
ou 40 à 110 m/ha du cu chaque jour.   Le pomper exigé capacité
est 4 à 10 L/second pour chaque hectare par conséquent approximativement, un typique
l'existence de ferme 1 à 3 ha (W.A. Brainard 1982).
 
Comme dans le cas de boire l'alimentation en eau, le montant de pouvoir
exigé dépend de la profondeur de que l'eau doit être
pumped.  Usually c'est 10 m plus petit que, donc l'exigence est
pour quelques cent W/ha.  Si l'irrigation est être économe, le
le coût d'obtenir l'eau doit être plus petit que la valeur du
augmentez dans production de la récolte.   Wright a estimé cette irrigation est
pas valable à moins que les coûts de l'eau plus petit qu'au sujet de $0.05/cu m
(W.A. Brainard 1982) .  qu'Il a suggéré à ce systems photovoltaïque
été deux à quatre fois plus cher que leur rendement économique
pour irrigation.  La limite de rentabilité dans les cas favorables (eau
la profondeur 5 m plus petit que) probablement déjà a été atteint et le
le nombre de systems de l'irrigation propulsé photovoltaïque est possible à
étendez dans le futur proche.
 
L'irrigation est importante pour les récoltes de la nourriture pas seul mais aussi dans le
étapes tôt de reboisement.   le pouvoir Solaire peut contribuer au
renversement de déboisement qui a été violent dans les tels pays
comme India.  Un autre avantage économique indirect d'irrigation
est qu'il peut s'arrêter, ou même renverse, le changement de la population de
les villages ruraux aux villes en améliorant la qualité de
le village life.  Et, d'après une révision récente, l'irrigation faut
augmentez par 250% sur les 25 années prochaines pour supporter un
la population mondiale croissante (J.L. Le mélangeur 1982).   Donc, les augmenté
les exigences de la nourriture d'augmentation de la population mondiale mènent à un
prédiction d'usage augmenté de cellules solaires.
 
 
Le dessalement
 
Unités du dessalement propulsées photovoltaïques produire de l'eau fraîche
d'eau de mer a été installé en Arabie séoudite et Qatar
(J.L. Le mélangeur 1982) .  Ils utilisent l'osmose inverse dans qui le
le sel dissous est conduit à travers une membrane.   Chaque litre de boire
l'eau exige 8 à 20 Wh d'électricité qui compare
favorablement avec 2.4 kWh pour un solaire encore et 200 kWh pour un éclat
l'évaporation unit.  L'unité à Jeddah a été dans opération depuis
Le janvier 1981 et fournit 2,000 L par jour d'un 8 kW (sommet)
collection et d.c. pompes - Propulsées.   Le system n'utilise pas de voltage
le régulateur; cela élève efficacité mais rôles principaux à waterflow variable
taux et pressures.  Le Jeddah eau des produits alimentaires unitaire avec un
salinité de 200 parts par million plus petit que (= 200 mg/L) .  Dans le
L'unité de Qatar, la salinité est 500 mg/L au-dessous:   cette relaxation dans
les niveaux autorisent 6,000 L/day à être accompli d'un 11.2 kW
(sommet) le Dessalement array.  est, dans général, économiquement viable
seulement dans communautés relativement abondantes qui ont une eau sévère
la pénurie.
 
La Corporation SunWatt a démontré un petit desalinator PV/hybrid,
basé sur évaporation et cycles de la condensation, cela produit
eau fraîche et électricité en même temps.   However,
production d'une telle machine sur une échelle commerciale exige plus
la recherche.
 
La réfrigération
 
Réfrigérateurs PV - Propulsés pour fournitures médicales, est devenu un
composant régulier de plans de village pilotes. Les Réfrigérateurs   qui
opérez sur d.c. est disponible, et c'est aussi possible d'acheter un
réfrigérateur avec son propre panel.  photovoltaïque indépendant Le
la précision de systems solaire cellulaire est très importante quand
entreposant vaccins et autre fournitures médicales qui s'abîmeraient
rapidement si n'a pas gardé cool.  qu'UN réfrigérateur typique exige
approximativement 300 watts de sommet et consomme approximativement 1 kWh/day.   Experience
avec 20 systems du réfrigérateur dans les pays différents a montré
que les unités maintenant disponible exigez très petit entretien
exceptez de l'alimentation en électricité elle-même (G.F. Hein 1982).
 
Le Métier de meunier de la farine
 
La performance d'un moulin du grain propulsé solaire à Tangaye dans
Le Bourkina a bien été documenté.   Le moulin a commencé l'opération
en mars 1979.  Le 1.8 kW la collection solaire a été utilisée pour moudre le grain pour
600 familles, soulager les femmes de village d'un journalier à,
task.  de deux heures Les modules tôt n'étaient pas très fiables, mais par
1982 les system originaux ont bien travaillé 98% du temps (D. Elwell
1981) .  Aucuns problèmes d'entretien ou opération étaient reported.  Le
le system a été augmenté dans dimension en mai 1981 à 3.6 kW, et un amélioré
le broyeur à marteaux était installed.  Par 1982, le moulin broyait
1.2 tonnes de farine par semaine et la coopérative qui courent le moulin
démontré un petit bénéfice d'exploitation.
 
Allumer et Communications
 
Incandescent ou l'éclairage fluorescent plus effectif peut
grandement améliorez la vie de village communautaire en fournissant a augmenté
occasions pour réunions et événements sociaux les soirs.
Le stockage de la pile est essentiel si allumer est inclus dans un plan.
Le prix des lumières et la plus grande efficacité de d.c. devez
que soit comparé avec les meilleur marché lests pour a.c. les tubes fluorescents
avant de décider si acheter un onduleur; l'onduleur peut être
le composant avec le plus grand coût et plus basse précision.
 
Parce qu'ils exigent comparativement petit pouvoir, télévision,
les ensembles peuvent être opérés par les cellules solaires.   La valeur de TÉLÉ dans rural
l'éducation est bien documentée dans beaucoup d'emplacements, en commençant en 1976
avec d'Ivoire Cote et Inde.
 
Un poste radio de secours est une addition utile à un village et a
été inclus dans les plans du développement de quelque countries.  Le
Le gouvernement mexicain a installé un solaire a propulsé, téléphone rural
placez, et les téléphones propulsés solaires ont aussi été utilisés dans
Arabia.  séoudite que le pouvoir Solaire a été préféré pour un communications de micro-onde
liez dans Papouasie Nouveaux Guinea.  Télécommunications terminaux
et les micro-ordinateurs du traitement de l'information peuvent aussi être opérés par solaire
cells.  VITA a installé systems de la radio du paquet propulsé solaire
où les ordinateurs communiquent avec l'un l'autre par radio, dans
régions éloignées de Soudan et les Philippines.   que Ce papier a été préparé,
en partie, dans un emplacement Américain éloigné sur un mot propulsé solaire
processeur qui opère à travers un onduleur de 2 kWs.   Ces exemples
illustrez la variété de chemins dans que les cellules solaires peuvent être utilisées
communications dans les emplacements éloignés.   Comme dans les autres candidatures, le
la précision de cellules solaires est leur principal avantage.
 
Les Industries locales
 
La boîte les collections PV aident le développement de petit industries?  Un
la révision récente a couvert de petits, ruraux fabricants spécifiquement, dans
Mexique et les Philippines, employer moins que de 50 gens et
les produisant produits du consommateur simples.   que La plupart des industries ont été trouvées
exiger trop grand un investissement dans photovoltaics pour être économiquement
viable à present.  However, les possibilités viables font
existez dans quelques industries qui utilisent de petits outils électriques.
 
Parmi petites industries, une possibilité intéressante est le local
fabrication de modules photovoltaïques eux-mêmes.   Small-scale,
les plantes à forte main-d'oeuvre peuvent faire des modules de cellules achetées.
Ils peuvent faire les cellules, de silicium du niveau industriel, même
les utilisant techniques de l'invention récemment développées.   UN Volontaire VITA
récemment aidé mis en haut l'usine première en Afrique pour produire PV
panels.  Using cellules achetées, la plante marocaine en retourne 100
panneaux par week.  Dans plantes comme ceci, l'économie d'utiliser un
peu d'ouvriers supplémentaires remplacer un grand capital circulant dans automatisé
le matériel est très favorable.   UNE analyse détaillée d'un
PV de 500 kWs plantent être maintenant organisé pour Inde a montré comme 11 extra
les ouvriers de la production peuvent déplacer approximativement $800,000 de capital circulant.
Petits modules de cellule solaire charger des piles pour portatif
les lumières, radios, et autres petits appareils électriques peuvent être faites
dans même magasins plus simples; il peut être fait sur un niveau de village.
 
Trois modèles de la plante relativement peu importants à niveaux différents de
la production est proposée au-dessous.   Cost que les équivalents sont pour illustration
et ne devrait pas être utilisé pour organiser.
 
o UN petit magasin qui produit 5-W à 10-W chargeurs batterie solaires.
 
    cellules Solaires, le plastique pour cas, etc., est acheté.
 
La Production    :   2,000 chargeurs par année, 8 par jour ouvrable.
 
Le Personnel    :   1 à 2 personnes.
 
Le Capital    :   $25,000 amorçage, $32,000 par année coût matériel.
 
o usine À forte main-d'oeuvre qui en fait 40-W, modules PV feuilletés.
 
    que les cellules Solaires, verre, et autres provisions sont achetées.
 
La Production    :   1/2 Mégawatt (MW) dans modules par année (12,500
Les modules    , 50 par jour).
 
Le Personnel    :   18 ouvriers de la production.
 
Le Capital    :   $250,000 amorçage, $2,000,000 par matières de l'année,
    a coûté.
 
o Plant fabrication cellules solaires de silicium du niveau industriel.
 
    Using meilleur marché silicium du niveau, la plante se dépouille polysilicon
    façonne, les coupe dans gaufrettes carrées, les dope, ajoute du métal
    contacte, etc.
 
La Production    :   1 MW par année (1,000,000 gaufrettes, 4000 par jour).
 
Le Personnel    :   20 ouvriers (6 très habile).
 
Le Capital    :   $2,500,000 amorçage, $3,000,000 par fonctionnement de l'année.
 
QUELQUES COMPARAISONS CRITIQUES
 
À présent, les photovoltaics ne peuvent pas rivaliser avec a produit centralement
l'électricité excepte quand les lignes à haute tension doivent être installées partout longtemps
distances.  Ils sont être appliqués dans rural par conséquent très probablement
emplacements, surtout dans les villages.   Leur flexibilité en usage, dans
les grandes ou petites collections, est un avantage majeur depuis qu'un system peut être
fait à la candidature spécifique avec soin et allongé comme
needed.  Dans comparer la rentabilité de solaire et diesel
systems, les facteurs économiques particuliers ou locaux peuvent être décisifs,
même quand les coûts de maintenance et précision sont prises en considération.
Les problèmes de l'échec avec les modules les plus tôt paraissent avoir
été résolu; donc, le pouvoir du vent est le seul concurrent sérieux de
Appareils PV comme une source renouvelable d'électricité.   Une alternative
cela devrait aussi être considéré sérieusement est pouvoir thermique solaire.
L'eau chaude ou gaz peuvent être utilisés pour conduire un moteur Stirling, pour
exemple dans irrigation, et quelques ingénieurs discutent que c'est
actuellement la méthode la plus efficace. Réfrigérateurs   et climatiseurs d'air
peut aussi être conduit par l'eau chaude, mais besoin petit électriquement
pumps.  Here propulsé comme ailleurs, on doit choisir de beaucoup
les alternatives celui qui offres la bonne combinaison de coût et
l'efficacité.
 
Le choix de cellules solaires ou générateurs du vent pour électricité
dépend du location.  However, c'est possible qu'une combinaison
de ceux-ci la source majeure d'électricité deviendra dans
régions qui ne sont pas fournies avec une grille centrale qui distribue,
par exemple, énergie hydroélectrique ou géothermique.   Le coût de
les cellules solaires sont encore hautes et il y a peu de candidatures dans qui
un fort avantage économique peut être démontré pour justifier leur
introduction.  However, il n'y a aucun doute qui boîte des collections solaire
grandement améliorez la qualité de vie de village rurale.   Le prochain
la décennie devrait voir une grande expansion dans utilisation solaire cellulaire comme
les prix tombent aux prédit $1 à $2 par watt maximum.
 
Idéalement, les pays en voie de développement peuvent suivre le rôle principal d'Inde,
Maroc, et Mexique en commençant à développer leurs propres capacités
pour production.  solaire cellulaire Donc, un pays peut commencer maintenant à
développez des capacités technologiques dans un champ où future demande
paraît certain.
 
                           REFERENCES
 
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     et l'Électronique Construit, Débats des 16e Photovoltaics
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3.   Brainard, W.A., " Le Marché Mondial pour Photovoltaics dans le
     Secteur Rural. Institut "   d'Électrique et l'Électronique Construit,
Débats      de la 16e Photovoltaics Spécialistes Conférence
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5.   Mélangeur, J.L.; Cummings, A.B.; Norbedo, A.J., " Photovoltaïque a Propulsé
Le      Mer Eau Dessalement Expérience Systems:  en Deux
Les Installations     . Institut "   d'Électrique et Électronique
     Engineers, Débats des 16e Spécialistes Photovoltaics,
La Conférence      (San Diego, Californie), vol. 3, pp. 1400-1404,
     1982.
 
6.   jour, J. F., " Une Vue américaine de Photovoltaics dans Développer,
Les Pays     . Débats "   de la Troisième Conférence européenne sur
     Énergie Solaire, pp. 124-134.
 
7.   Elwell, D., Génération de l'Électricité " Solaire dans Développer,
Les Pays     . "   Mazingira, vol. 5, non. 3, pp. 30-41. (1981)
 
8.   Hankins, Mark, Énergie Renouvelable au Kenya, Nairobi, Kenya,:
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9.   Hein, G.F., " Dessin, Installation, et Expériences du Fonctionnement
     de 20 Réfrigérateur Médical Photovoltaïque Systems sur Quatre
Les Continents "     . L'Institut   d'Électrique et l'Électronique Construit,
Débats      des 16e Spécialistes Photovoltaics
La Conférence      (San Diego, Californie), vol. 3, pp. 1394-1399,
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10.  Komp, Richard J., Électricité Photovoltaics:  Pratique de
     Solar Cellules, 2e ed. Anne Arbor, Michigan:  AATEC Publications,
     1984.
 
11.  Maycock, Paul D.; Stirewalt, Edward, Lumière du soleil Photovoltaics: ,
     à Électricité dans Un Step.  Andover, Brique Massachusetts: 
La Maison     . Publier Co., 1981.
 
12.  Wright, D.E., " L'Usage de Pompes Photovoltaïques pour Peu important
Irrigation      dans le World:  En voie de développement un rapport d'avancement sur le
     UNDP/World Banque Projet. Débats "   des Troisièmes européen
Conférence      sur Énergie Solaire, pp. 117-123, 1981.
 
                         MANUFACTURERS
 
Les principaux fournisseurs Américains de modules photovoltaïques et apparenté
le matériel est inscrit au-dessous:
 
Solarco alpha, 11534 Promenade de Gondole, Cincinnati, Ohio 45241,
 
Arco Inc Solaire., P.O. Empaquetez 4400, Collines Boisées, Californie 91365,
 
Photocomm Inc., 7861 Route du Gray De l'est, Scottsdale, Arizona 85260,
 
Solarex Corp., 1335 Piccard Drive, Rockville, Maryland 20850,
 
La Corporation SunWatt, RFD Box 751, Addison, Maine 04606,
 
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