PAPEL TÉCNICO #69
 
                     UNDERSTANDING CELAS SOLARES
 
                                 Por
                    Dennis Elwell & Richard Komp
 
                         os Revisores Técnicos
                             PAUL DORVEL
                            Robert Ethier
                             Joel Gordes
                        
                             Published Por
 
 
                                 VITA
                   1600 Bulevar de Wilson, Apartamento 500,
                     Arlington, Virgínia 22209 E.U.A.
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                       Understanding Celas Solares
                          ISBN:  0-86619-308-1
              (C) 1990, Voluntários em Ajuda Técnica,
 
 
 
                      UNDERSTANDING CELAS SOLARES                      
             
          Por Voluntários de VITA Dennis Elwell e Richard Komp
 
INTRODUÇÃO
 
Celas solares, photovoltaic também chamado (PV) celas, é um pó compacto
fonte de quantias pequenas de eletricidade.   Eles são ásperos, seguros
dispositivos por converter luz solar diretamente em elétrico
energy.  Eles têm nenhuma parte comovente e um funcionamento longo Sistema de life. 
custos de manutenção são mais baixos e confiança é muito mais alto que
para outro poder sources.  que Eles podem ser usados em qualquer balança, de
dando poder a um relógio digital a correr um gerador de multi-megawatt
para um utility.  público Porque eles normalmente são organizados dentro modular
painéis, é possível começar com um sistema pequeno e
amplie como necessário sem fazer os painéis cedo obsoleto.
Mas porque só quantias pequenas de energia são convertidas por cada
cela, amplas exigências elétricas requerem grande e
ordens caras de PV cells.  Thus, as aplicações principais de PV,
celas foram prover relativamente baixas demandas. Planejadores de   que
pode estar considerando economias a longo prazo também deveriam considerar isso
selecionando poder de PV ajuda alcançar um ambiente poluição-livre.
 
Aproximadamente 1 quilowatt (kW) de quedas de energia brilhantes em um metro quadrado
(sq m) dos trópicos da terra a meio-dia.   Se um painel solar tem um
eficiência de 10%, então cada metro quadrado de ordem de cela vai
gere um cume de 100 W de poder elétrico.   UM típico 10-W
decore com painel, capaz de manter uma bateria automóvel carregada, medidas
31 cm antes das 35 cm inclusive a armação.
 
A idéia de capturar energia solar deste modo dentro não é new.  O
óxido de cobre no que cela solar foi descoberta por Antoine Becquerel
1839 e a cela de amorfo-selênio entraram em uso para fotográfico
fotômetros nos 1890s.  Entre o 1930s, celas de selênio
era usado para poder em uma balança pequena em locais remotos no
States.  unido desenvolvimento Sério de tecnologia de photovoltaic
porém, começou quando foram desenvolvidas celas de silicone e usaram dentro o
Program.  espacial norte-americano O primeiro silicone celas solares eram usadas dentro
a Vanguarda de satélite norte-americana eu em 1958.   o custo deles/delas era US$600 para
cada watt de capacidade geradora.   tem agora (1989) derrubou
menos que $6/W para sistemas maiores.
 
Celas solares são dispositivos que absorvem e convertem energia brilhante
do sol diretamente em energia elétrica.   do que Eles são feitos
materiais chamados semicondutores que são sólidos cristalinos
com uma condutividade elétrica entre esses de metais e
isoladores.
 
Uma bolacha magra ou folha do semicondutor são tratadas (" dopou ")
com substâncias químicas produzir um custo negativo (elétrons grátis) em
um lado e um custo positivo (prótones grátis) no outro.
(Virtualmente todas celas solares comerciais são feitas de forma que a frente
ou superfície de topo é negativa.)   O ponto a qual o positivo e
lados de negativo se encontram é uma barreira eletrônica conhecida como um p-n
junção.
 
As celas convertem luz solar em eletricidade em três processos principais:
 
1.  O material de semicondutor absorve a luz solar.
 
São gerados 2.  positivo Grátis e custos negativos e separaram
    nas regiões diferentes do cell.  A separação
    cria uma voltagem na cela.
 
3.  que Os custos separados são transferidos como corrente elétrica
    por términos elétricos para a aplicação planejada.
 
Os processos trabalham deste modo:   A energia da luz solar entrante
elétrons de causas para cruzar a barreira e permanecer apanharam no
defronte, ou negativo, side.  Quando são estabelecidos contato contatos à frente e
atrás lados da cela solar, uns fluxos atuais por arames e
dispositivos que conectam estes contatos.   A corrente é proporcional para
a intensidade da luz solar que cai na cela.   A parte de trás,
ou contato positivo, elétrico pode ser uma camada contínua de
metal, mas o contato dianteiro é estabelecido contato na forma de dedos magros,
permitir tanta luz solar quanto possível alcançar as camadas de parte de trás.
A cela está normalmente coberta por uma anti-reflexão que cobre e um
cobertura protetora para permitir limpeza.   UMA explicação mais detalhada
de como trabalho de celas de photovoltaic é determinado em referências 8 e 9.
A estrutura de uma cela solar é mostrada em Figura 1.

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Até recentemente a maioria das celas solares foi feita de único cristal
silicone Cristais de wafers. , normalmente 10 cm em diâmetro, é puxada
de extremista-puro silicone fundido, então fatiou e polished.  Isto
processo é caro e esbanjador deste caro, extremista-puro
material.  A junção de p-n é feita difundindo fósforo (o qual
produz material de n-tipo) na superfície dianteira de uma bolacha que
foi dopada " com boro para fazer isto p-type.  técnicas mais Novas
use elenco de silicone de técnico-grau em blocos, serrados em bolachas,
e fabricou em celas que usam os mesmos processos como usado dentro
único material.  cristalino Este processo é longe menos caro e
usos consideravelmente menos energia para produzir a cela acabado; sobre
meio do os módulos grandes de hoje são feitos neste manner.  Outro
se aproxime, ainda na fase de planta de piloto, envolve puxando
um silicone tira magra que não precisa cortar em fatias.
Estão sendo exploradas muitas outras idéias novas com a pontaria geral de
produzindo uma cela solar eficiente, duradoura a mais baixo custo.
 
Também são fabricadas celas de Photovoltaic de filmes magros de
silicone amorfo, um material vítreo sem cristal regular,
structure.  Enquanto este material tem provou eminentemente satisfatório para
pequeno, usos de baixo-poder, como calculadoras eletrônicas de bolso solares, amorfo
ainda não podem ser usadas celas de silicone para painéis de geração de poder
porque eles ficam menos eficientes depois de um período de exposição para
sunlight.  além disso, a estabilidade a longo prazo deles/delas é duvidosa.
Celas solares deveriam ter uma vida útil de pelo menos 10 anos.
 
Foram produzidas celas solares também usando combinações de diferente
combinações para formar a junção de p-n.   que Estes são chamadas
heterojunction cells.  Cobre sulfide/cadmium sulfide celas solares
é barato mas a produção deles/delas também tende a também degradar
rapidly.  Tais materiais alternativos como selenide de indium de cobre
ofereça a promessa que um heterojunction de magro-filme denominado solar
cela pode ser developed.  Muito eficiente mas muito caro solar
podem ser feitas celas de arsenide de gallium.   como o que Eles podem ser comercializados
os componentes ativos de dispositivos que focalizam a radiação solar
reduzir o tamanho e número de celas precisados.
 
As características de produção de uma cela de photovoltaic típica são
plotted em Figura 2.  A voltagem mais alta pela que pode ser produzida

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uma cela é chamada a voltagem de aberto-circuito; estes é aproximadamente 0.55
volts (V) para silicon.  Como mais corrente é tirado da cela por
a carga, as quedas de voltagem.   A corrente de máximo que pode ser
tirada de uma cela solar, o dê curto circuito corrente, é aproximadamente 300
ampères por metro quadrado em sol forte.   Para poder de máximo, um
cela de silicone deveria ser operada a aproximadamente 0.45 V (por completo sol) e
90% do dê curto circuito corrente.   Como a intensidade de solar
radiação cai, a voltagem de aberto-circuito cai lentamente, mas o
quedas atuais asperamente em proporção à intensidade.   Em cima de um
diariamente ciclo, a produção de poder de máximo é atingida quando o sol for
a seu mais alto e, claro que, cai zerar entre crepúsculo e
dawn.  produção Solar está reduzida em dias nublados, mas luz solar difusa
ainda possa produzir uma fração útil de produção cheia.   Interestingly,
uma cela solar ou módulo podem ser shorted ou esquerda aberto
circuited indefinidamente sem ser estragado.
 
A eficiência de uma cela solar está definida como a relação do
produção de poder elétrica para a contribuição de poder solar.   O típico
eficiência de um módulo de PV é aproximadamente 10%.   que Isto significa que quando 750
W de luz solar está caindo em um metro quadrado de ordem solar (típico
intensidade de luz solar em a maioria das áreas de nondesert), a ordem solar
produza 75 W/sq m  Solar-cela eficiência tende a cair como
a temperatura de cela rises.  Este efeito pode ser sério dentro quente
climas onde a cela pode operar às 50 [graus] C ou até mais alto.
Montando a cela em um apoio energia-absorvendo (pia de calor) vá
tenda a controlar a temperatura.
 
Ordens solares comerciais ou módulos são aproximadamente 35 antes das 150 cm e
é feita com copo suave laminado defronta e expulsou alumínio
sides.  Eles podem resistir temperaturas de 70 [graus] C mas o
plástico que lamina material entre as celas e a cobertura de copo
amarele com tempo se exposto a temperatures.  mais alto Para
uso de temperatura mais alto, silicone que embute combinações pode ser usado.
 
SISTEMAS DE SOLAR-CELA
 
Desde que celas de photovoltaic dão a produção mais alta deles/delas quando pontudo
diretamente ao sol, desempenho elétrico pode ser aperfeiçoado por
os pondo em um monte comovente para o que sempre é pontudo o
Protótipo de sun.  que esquadrinha sistemas é relativamente caro e o
motor e sistemas de sensor são mais provável falhar que é o
solar-cela array.  Moreover, os motores esquadrinhando consomem eletricidade.
Um escâner disponível usa como bolbos de sensor enchidos com
Freon, um gás considerou environmentally agora perigoso.   Debaixo de
condições de presente, nós recomendamos uns Fabricantes de support.  simples, estáticos
proveja conselho no melhor ângulo para montar um solar
forme em um local escolhido mas uma diretriz durante o ano todo boa é
aponte a ordem diretamente para o equador, enquanto inclinando isto a um
ângulo igual a sua latitude.   por exemplo, se você fica situado a
10 [graus] latitude sul, erga a extremidade sul do painel até o
painel é inclinado 10 [graus] de horizontal.
 
Sistemas híbridos que provêem água quente além de eletricidade
também foi investigada.   Embora eles trabalham bem
para domicílios remotos em climas do norte não parecem eles
economicamente soe em países tropicais onde a necessidade para quente
água é menos Exceções de urgent.  são clínicas remotas, hospitais,
ou outras operações que precisam de uma provisão segura de água quente.
Até mesmo baixo vapor de temperatura pode ser feito por um corretamente projetou
array.  SunWatt Corporação híbrida e Alfa que Solarco desenvolveram
módulos híbridos empacotados.
 
Celas solares são normalmente vendidas em painéis que variam em tamanho mas são
de voltage.  Connecting standard somam celas individuais em série
as voltagens das celas individuais, enquanto conectando celas dentro
paralelo soma a capacidade atual-levando deles/delas.   Dezesseis volts são
uma escolha popular para um painel solar, porque aquela voltagem de produção
é precisada carregar uma 12-V bateria de armazenamento.
 
Armazenando e Convertendo a Energia
 
Em algumas aplicações, como o uso de celas de photovoltaic para
água bombeando para irrigação, a mudança em produção das celas
por dia e noite é aceitável desde que o poder é requerido
só durante alguns horas em cada 24-h período.   Para muitas aplicações,
porém, a ordem de solar-cela deveria ser usada junto com um
sistema de armazenamento de bateria Durante o que pode prover power.  contínuo
horas de luz solar de cume, as baterias são carregadas pelo solar
celas que produzem mais poder que é requerida pela carga.
Durante a noite, as baterias descarregam para operar iluminação e
outro Uso de loads.  de um diodo é necessário prevenir as baterias
de passar corrente inversa à noite nas celas solares, e um
voltagem-regulando circuito normalmente é provida em sistemas maiores
impedir as baterias ser cobrada demais pela ordem de PV.
Alguns reguladores de voltagem também desconectarão a carga para prevenir
dano se o custo de bateria se põe muito baixo.
 
Baterias de conduzir-ácido desenvolveram especialmente para photovoltaic-sistema
aplicações são geralmente usadas, mas qualquer conduzir-ácido de fundo-ciclo
bateria pode servir se necessário.   que baterias Automóvel não são
altamente satisfatório para esta aplicação porque custo diário e
grandemente descarregue ciclos encurte a vida útil deles/delas.   Para alguns
propósitos, especialmente em locais remotos, o mais caro
são preferidas baterias de níquel-cádmio desde que eles requerem menos
manutenção.
 
Uma ordem de solar-cela com bateria provê corrente direta (d.c.),
que tem muitos uses.  UM sistema de photovoltaic para d.c. só é mostrada
em Figura 3.  Para um arranjo simples de alguns luzes e um rádio

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ou a TELEVISÃO fixou, este é o sistema preferido.   luzes Incandescentes para
12 V D.C. está disponível, e é quase duas vezes tão eficiente quanto
as 220-V ou 110-V contrapartes deles/delas.   que 12-V Televisão Pequena é são mesmos
eficiente também, e um rádio pequeno, portátil puxa muito pequeno
power.  However, luzes fluorescentes, refrigeradores, etc., projetou
operar em d.c. possa ser muito mais caro que o deles/delas
contrapartes que operam dos 220-V ou 110-V revezado-atual
(a.c.) mains em normal uso industrial e doméstico.   Isto
possa ser então desejável para incluir um inverter que converte
o d.c. proveja ao 50 Hz ou 60 Hz a.c. precisada por estes eletrodomésticos.
Alguma perda de resultados de poder do uso do inverter
(pelo menos 10%), mas isto pode ser justificada se conduzir para grande
poupanças no custo dos eletrodomésticos.   Alternatively, o inverter,
pode ser usada para só o a.c. eletrodomésticos, enquanto o resto
da carga é operada diretamente de d.c.
 
Custos básicos
 
Photovoltaic forma pode ser comprada agora para aproximadamente $6 a $10 por
cume watt.  Este preço caiu lentamente mas continuamente em cima do
poucos anos passados, e é esperada que continue caindo.   Somando
armazenamento de bateria (e regulador, se precisou) soma 50% ou mais para
este cost.  O custo total é muito alto para para competir com o habitante
utilidade taxa em a maioria dos lugares, mas é longe mais barato que a instalação
e custo operacional de um petrol ou gerador de diesel.   Como um
diretriz, se um fio de alta tensão mais longo que um km deve ser caso contrário
construída, PV ou PV mais sistemas vento-geradores são um modo mais barato para
adquira pequeno para moderar quantias de eletricidade.
 
É acreditado que photovoltaics começarão a ser usados amplamente
quando o preço cai a aproximadamente $2 por watt de cume em 1989 preços.
A este nível, e assumir aquele todo custos de sistemas caem a um
taxa semelhante, eletricidade solar será competitiva com centralizou,
fóssil-combustível sistemas geradores e será usada em um grande
escale ambos através de corporações de utilidade e por indivíduos que possuem
telhado arrays.  Even agora, celas solares são provavelmente mais barato que
geradores de diesel para a maioria das aplicações rurais.   E se preços
caia como predita, celas solares poderiam ser os mais econômicos
fonte de eletricidade para todas as aplicações em locais remotos de
países tropicais, especialmente se combinou com geradores de vento
(W.J. Bifano 1982).
 
NECESSIDADES DE ENERGIA SE ENCONTRANDO COM CELAS SOLARES
 
Na próxima década, aplicações de celas solares desenvolvendo
países provavelmente estarão principalmente em aldeias rurais.   Muitas aldeias
não tenha um fio de alta tensão alimentado por um sistema de grade central;
o custo de estender uma grade de poder servir todas as aldeias seriam
proibitivo em países grandes.   However, piloto que esquemas solares são,
agora em desenvolvimento em a maioria dos países em desenvolvimento (W.A. Brainard
1982) .  See Mesa 1 para exigências de poder de aldeia típicas para um
número de atividades que podem ser dadas poder a através de celas solares.
 
Bombas de água dadas poder a solares são crescentemente usadas para irrigação
e materiais de água de comunidade.   A vantagem excelente de um
sistema bombeado é a facilidade com que a provisão de água pode ser mantida
livre de contamination.  Do ponto de vista de saúde de comunidade,
uma bomba pode ser o investimento mais importante que uma aldeia faz.
 
Como um exemplo, Arco o Inc. Solar, descreveu um photovoltaic portátil
provisão de água para a aldeia de Boera, Papua-Nova Guiné (Arco
Inc. 1982 solar) .  A aldeia tem uma população de cerca de 1,000,
e o sistema instalado produz 440 watts de cume, sem bateria,
storage.  Este sistema entrega aproximadamente 5,500 litros por hora (L/h) em
luz solar cheia e aproximadamente 3,300 L/h debaixo de condições nubladas.
Armazenamento é provido antes das quatro abastece cada de 5,500 capacidade de L que
normalmente está cheio por meio-dia.   A bomba é trocada então fora por um
flutue valve.  Os aldeões pagam aproximadamente $0.01 por balde de water.  UM
porção dos fundos é usada pela comunidade manter o
sistema.
 
MESA DE          I:  EXIGÊNCIAS DE PODER DE ALDEIA TÍPICAS
 
Assumptions:  500 pessoas, 100 Luz solar de homes.  equivalente de 5
              horas meio-dia Fonte de sun. : REF DE  . 3.
 
APLICAÇÃO QUE ENERGIA DE                                       REQUEREU,
KWH/DAY DE                                                      
 
Água que bombeia (50 L/person-dia)                           4.7
Iluminando - em recinto fechado (2 lights/home)                        16.0
Iluminando - ao ar livre (5 lights/village)                     2.4
Televisão (20 sets/village)                              1.6
Refrigeradores (10/village)                               10.0
Amolador de grão (1 grain/person-dia de kg)                     6.0
Comunicações (1 set/village de rádio de dois-modo)              0.4
 
KWh/day total                                            41.1
Cume de kW total Requereu                                   10.7
 
Molhe por Beber e Irrigação
 
Irrigação para agricultura provavelmente é a maior consumidora de
energia em áreas rurais de países em desenvolvimento.   Animal poder e
bombas diesel-abastecidas são o technologies.  competindo principal O
quantidade de água requerida para irrigação pode variar de 5,000 para
13,000 metros cúbicos por hectare (m/ha de cu) em cima do período crescente,
ou 40 a 110 m/ha de cu cada dia.   A capacidade bombeando exigida
é então aproximadamente 4 a 10 L/second para cada hectare, um típico
ser de fazenda 1 a 3 ha (W.A. Brainard 1982).
 
Como no caso de provisão de beber-água, a quantia de poder
requerida depende da profundidade da qual a água deve ser
pumped.  Usually isto é menos de 10 m, assim a exigência é
para alguns cem W/ha.  Se irrigação é ser econômica, o
custo de obter a água deve ser menos que o valor do
aumente em produção de colheita.   Wright calculou aquela irrigação é
não que vale a pena a menos que a água valha menos que sobre $0.05/cu m
(W.A. Brainard 1982) .  Ele sugestionou aqueles sistemas de photovoltaic
era dois a quatro vezes mais caro que o rendimento econômico deles/delas
para irrigation.  O fratura-até ponto em casos favoráveis (água
profundidade menos de 5 m) provavelmente já foi alcançada e o
número de sistemas de irrigação photovoltaic-dados poder a é provável para
se expanda no próximo futuro.
 
Irrigação não só é importante para colheitas de comida mas também no
fases cedo de reflorestamento.   poder Solar pode contribuir o
reversão de desmatamento que foi drástico em tais países
como India.  Outro benefício econômico indireto de irrigação
é que pode parar, ou até mesmo inverte, a troca de população de
as aldeias rurais para as cidades melhorando a qualidade de
aldeia life.  E, de acordo com uma recente revisão, deve irrigação
aumente antes das 250% durante os próximos 25 anos para apoiar um
população mundial crescendo (J.L. Crutcher 1982).   Thus, os aumentaram,
exigências de comida de crescimento de população mundial conduzem um
predição de uso aumentado de celas solares.
 
 
Desalination
 
Unidades de desalination Photovoltaic-dadas poder a para produzir água fresca
de água de mar foi instalada na Arábia Saudita e Qatar
(J.L. Crutcher 1982) .  Eles usam osmose inversa em qual o
é dirigido sal dissolvido por uma membrana.   Cada litro de beber
água requer 8 a 20 Wh de eletricidade que compara
favoravelmente com 2.4 kWh para um silêncio solar e 200 kWh para um flash
evaporação unit.  A unidade a Jeddah esteve em operação desde
1981 de janeiro e provê 2,000 L por dia de um 8 kW (cume)
ordem e d.c. -deu poder a bombas.   O sistema não usa uma voltagem
regulador; isto eleva eficiência mas dianteiras a waterflow flutuando
taxas e pressures.  A unidade de Jeddah produz água com um
salinidade de menos de 200 partes por milhões (= 200 mg/L) .  No
Unidade de Qatar, a salinidade está debaixo de 500 mg/L:   este relaxamento em
padrões permitem para 6,000 L/day ser alcançada de um 11.2 kW
(cume) array.  Desalination é, em geral, economicamente viável
só em comunidades relativamente abundantes que têm uma água severa
escassez.
 
Corporação de SunWatt demonstrou um desalinator de PV/hybrid pequeno,
baseado em evaporação e ciclos de condensação que produzem
água fresca e eletricidade ao mesmo tempo.   However,
produção de tal uma máquina em uma balança comercial requer mais
pesquisa.
 
Refrigeração
 
Refrigeradores PV-dados poder a para materiais médicos, se tornou um
componente regular de esquemas de aldeia de piloto. Refrigeradores de   que
opere em d.c. está disponível, e também é possível comprar um
refrigerador com seu próprio photovoltaic independente panel.  O
confiança de sistemas de solar-cela é vitalmente importante quando
vacinas armazenando e outros materiais médicos que deteriorariam
rapidamente se não manteve cool.  que UM refrigerador típico requer
aproximadamente 300 watts de cume e consome aproximadamente 1 kWh/day.   Experience
com 20 sistemas de refrigerador em países diferentes mostrou
que as unidades agora disponível requeira muito pouca manutenção
exclua da própria provisão de poder (G.F. Hein 1982).
 
Moenda de farinha
 
O desempenho de um moinho de grão solar-dado poder a a Tangaye em
Burkina que Faso foi documentada bem.   O moinho começou operação
em 1979.  de março O 1.8 kW ordem solar foi usada para moer grão para
600 famílias, aliviando as mulheres de aldeia de um diário um-para,
dois-hora task.  Os módulos cedo não estavam muito seguros, mas por
1982 o sistema original trabalhou bem 98% do tempo (D. Elwell
1981) .  Nenhum problema de manutenção ou operação era reported.  O
sistema foi aumentado em tamanho em maio 1981 a 3.6 kW, e um melhorou
moinho de martelo era installed.  Antes das 1982, o moinho estava moendo
1.2 toneladas de farinha por semana e a cooperativa que correm o moinho
demonstrada um lucro operacional pequeno.
 
Iluminando e Comunicações
 
Incandescente ou a iluminação fluorescente mais eficiente pode
grandemente melhore vida de aldeia comunal provendo aumentou
oportunidades para reuniões e eventos sociais pelas noites.
Armazenamento de bateria é essencial se iluminando é incluída em um esquema.
O preço das luzes e a maior eficiência de d.c. deva
seja comparada com lastros mais baratos para a.c. luzes fluorescentes
antes de decidir se comprar um inverter; o inverter podem ser
o componente com o maior custo e mais baixa confiança.
 
Porque eles requerem comparativamente pouco poder, televisão,
jogos podem ser operados através de celas solares.   O valor de TELEVISÃO em rural
é documentada bem educação em muitos locais, enquanto começando em 1976
com d'Ivoire de Cote e Índia.
 
Um jogo de rádio de emergência é uma adição útil para uma aldeia e tem
incluída nos planos de desenvolvimento de algum countries.  O
Governo mexicano instalou um solar-deu poder a, telefone rural
estacione, e solar-deu poder a telefones também foram usados dentro
Arabia.  Saudita que foi preferido poder Solar por umas comunicações de microonda
una em Papua Guinea.  Telecomunicações términos Novos
e microcomputadores de processamento de dados também podem ser operados por solar
cells.  VITA instalou sistemas de rádio de pacote solar-dados poder a
onde os computadores comunicam entre si por rádio, em
áreas remotas de Sudão e a Filipinas.   Este papel estava preparado,
em parte, em um local norte-americano remoto em uma palavra solar-dada poder a
processador que opera por um 2-kW inverter.   Estes exemplos
ilustre a variedade de modos nos que podem ser usadas celas solares
comunicações em locais remotos.   Como em outras aplicações, o
confiança de celas solares é a vantagem principal deles/delas.
 
Indústrias locais
 
Lata ordens de PV ajudam o desenvolvimento de industries?  Um pequeno
recente revisão especificamente cobriu os fabricantes pequenos, rurais, em
O México e a Filipinas, empregando menos que 50 pessoas e
produtos de consumidor simples produzindo.   a Maioria das indústrias foi achada
requerer muito grande um investimento em photovoltaics ser economicamente
viável a present.  However, fazem possibilidades viáveis
exista em um pouco de indústrias que usam ferramentas de poder pequenas.
 
Entre indústrias pequenas, uma possibilidade interessante é o habitante
fabrique de módulos de photovoltaic eles.   Small-scale,
plantas intensivo de mão-de-obra podem fazer módulos de celas compradas.
Eles podem fazer as celas, de silicone de grau industrial, até mesmo
técnicas de fabricação recentemente desenvolvidas usando.   Voluntário de VITA
recentemente ajudada fixada para cima a primeira fábrica na África produzir PV
panels.  Using celas compradas, as voltas de planta marroquinas fora 100,
painéis por week.  Em plantas assim, as economias de usar um
poucos trabalhadores extras para substituir um investimento de capital grande dentro automatizado
equipamento é muito favorável.   UMA análise detalhada de um
500-kW PV plantam sendo planejada agora para a Índia mostrou como 11 extraordinariamente
trabalhadores de produção podem deslocar aproximadamente $800,000 de investimento de capital.
Módulos de solar-cela pequenos para carregar baterias para portátil
podem ser feitas luzes, rádios, e outros eletrodomésticos elétricos pequenos
em lojas até mais simples; pode ser feito em um nível de aldeia.
 
Três modelos de planta relativamente em pequena escala a níveis diferentes de
produção é proposta abaixo.   Cost que equivalents são para ilustração
e não deveria ser usada por planejar.
 
o UMA loja pequena que produz 5-W a 10-W corcéis de bateria solares.
 
    celas Solares, plástico para casos, etc., é comprada.
 
Produção de    :   2,000 corcéis por ano, 8 por dia útil.
 
Pessoal de    :   1 a 2 pessoas.
 
Capital de    :   $25,000 iniciante, $32,000 por ano custo material.
 
o fábrica Intensivo de mão-de-obra que faz 40-W, módulos de PV laminados.
 
    que são compradas celas Solares, copo, e outros materiais.
 
Produção de    :   1/2 Megawatt (MW) em módulos por ano (12,500
Módulos de    , 50 por dia).
 
Pessoal de    :   18 trabalhadores de produção.
 
Capital de    :   $250,000 iniciante, $2,000,000 por materiais de ano
    valeu.
 
o Plant fabricação celas solares de silicone de grau industrial.
 
    Using silicone de grau mais barato, a planta lança polysilicon
    amolda, os corta em bolachas quadradas, os dopa, soma metal
    contata, etc.
 
Produção de    :   1 MW por ano (1,000,000 bolachas, 4000 por dia).
 
Pessoal de    :   20 trabalhadores (6 altamente qualificado).
 
Capital de    :   $2,500,000 iniciante, $3,000,000 por ano operar.
 
ALGUMAS COMPARAÇÕES CRÍTICAS
 
No momento, photovoltaics não podem competir centralmente com gerou
eletricidade exclui quando fios de alta tensão devem ser instalados muito tempo em cima de
distances.  Eles são ser aplicados então provável dentro rural
locais, especialmente em aldeias.   a flexibilidade deles/delas em uso, em
ordens grandes ou pequenas, é uma vantagem principal desde que um sistema pode ser
cuidadosamente costurada à aplicação específica e se expandiu como
needed.  comparando a custo-efetividade de solar e diesel
sistemas, particular ou habitante fatores econômicos podem ser decisivos,
até mesmo quando manutenção vale e é levada em conta confiança.
Problemas de fracasso com os módulos mais cedo parecem ter
resolvida; assim, poder de vento é o único competidor sério de
Dispositivos de PV como uma fonte renovável de eletricidade.   Uma alternativa
isso também deveria ser considerada seriamente é potência térmica solar.
Podem ser usados água quente ou gás para dirigir uma máquina de Stirling, para
exemplo em irrigação, e alguns engenheiros discutem que isto é
atualmente o método mais efetivo. Refrigeradores de   e condicionadores de ar
também pode ser dirigida através de água morna, mas necessidade pequeno eletricamente
pumps.  Here dado poder a como em outro lugar, a pessoa tem que escolher de muitos
alternativas o que oferece a melhor combinação de custo e
efetividade.
 
A escolha de celas solares ou geradores de vento para eletricidade
depende do location.  However, é provável que uma combinação
destes a fonte principal de eletricidade se tornará dentro
áreas que não são providas com uma grade central que distribui,
por exemplo, hidroelétrico ou energia de geothermal.   O custo de
celas solares ainda são altas e há poucas aplicações em qual
um benefício econômico forte pode ser demonstrado para justificar o deles/delas
introduction.  However, não há nenhuma dúvida que lata de ordens solar
grandemente melhore a qualidade de vida de aldeia rural.   O próximo
década deveria ver uma grande expansão em utilização de solar-cela como
preços caem aos predisseram $1 a $2 por watt de cume.
 
Idealmente, países em desenvolvimento podem seguir a dianteira de Índia,
Marrocos, e México começando a desenvolver as próprias capacidades deles/delas
para solar-cela production.  Thus, um país pode começar agora para
desenvolva capacidades tecnológicas em um campo onde demanda futura
parece certo.
 
REFERÊNCIAS DE                           
 
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     e Eletrônica Cria, Procedimentos do 16º Photovoltaics
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3.   Brainard, W.A., " O Mercado Mundial para Photovoltaics no
     Setor Rural. "   Institute de Elétrico e Eletrônica Cria,
Procedimentos de      da 16ª Photovoltaics Especialistas Conferência
     (San Diego, Califórnia), vol. 3, pp. 1308-1313, 1982.
 
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9.   Hein, G.F., " Desígnio, Instalação, e Experiências Operacionais
     de 20 Photovoltaic Sistemas de Refrigerador Médicos em Quatro
Continentes " de     .   Institute de Elétrico e Eletrônica Cria,
Procedimentos de      dos 16º Especialistas de Photovoltaics
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10.  Komp, Richard J., Eletricidade de Photovoltaics:  Prática de
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12.  Wright, D.E., " O Uso de Bombas de Photovoltaic para Em pequena escala
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     UNDP/World Banco Projeto. Procedimentos de "   do Terceiro europeu
Conferência de      em Energia Solar, pp. 117-123, 1981.
 
                         MANUFACTURERS
 
Os provedores norte-americanos principais de módulos de photovoltaic e relacionado
equipamento é listado abaixo:
 
Alfa Solarco, 11534 Passeio de Gôndola, Cincinnati, Ohio 45241,
 
Arco Inc. Solar, P.O. Box 4400, Colinas de Bosque, Califórnia 91365,
 
Photocomm Inc., 7861 Leste Estrada Cinza, Scottsdale, Arizona 85260,
 
Solarex Corp., 1335 Piccard Drive, Rockville, Maryland 20850,
 
Corporação de SunWatt, RFD Box 751, Addison, Maine 04606,
 
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