İnce monokristal Si filmlerin transfer teknolojilerine dayalı yaklaşımlar en son ve çok heyecan verici gelişmelerdir. Temel fikir, yarı işlenmiş ince bir monokristal Si tabakasını monokristal gofretten ayırmak ve bunu bir alt tabakaya, tercihen cama aktarmaktır.

Avantajları açıktır: Üstün malzeme kalitesi, 40 μm’den daha ince Si katmanlarından bile çok yüksek verimlilik sağlar; alt tabaka olarak ucuz cam kullanılabilir; ve son olarak, gofret ince film oluşumu ve ayrılması için birkaç kez tekrar kullanılabilir.

Temel işlem sırası gösterilmiştir. Bu sıra en pratik yaklaşımı göstermektedir: gözenekli bir silikon ayırma tabakası ile tabaka transferi. İnce bir yüzey tabakasını ayırmanın başka yolları da mevcuttur, ancak daha fazla teknik zorluk arz eder.

İlk gerçek Si-transfer yaklaşımı, sözde Ψ süreci ile izlendi. Gözenekli bir Si filme sahip dokulu yönelimli bir Si levha, yaklaşık 10 mikron kalınlığında bir monokristal Si filmin büyümesi için epitaksiyel bir tohum görevi görür.

Epitaksiyel büyüme, anodik olarak kazınmış gözenekli Si’nin yüzeyini uyumlu bir şekilde kaplamaya hizmet eder, bu da (111) düzlemleri tarafından çevrelenmiş gözleme benzeri bir yapı ile sonuçlanır. Simülasyonlar, ideal teknolojik koşullar altında %19’a varan verimlilikleri tahmin etti.

Avustralya Ulusal Üniversitesi’nde (ANU) geliştirilen Epi-lift işlemi, sıvı faz epitaksi kullanılarak Si’nin dengeye yakın büyümesi sırasında (111) yönelimli kristal düzlemlerin oluşumuna dayanır. Gofret yüzeyinde iki ortogonal (110) yöne yakın yönlendirilmiş oksit içermeyen tohum hatlarına sahip oksitlenmiş, (100) yönelimli bir Si levha, Sıvı Faz Epitaksisi (LPE) ile epitaksiyel Si büyümesi için bir substrat görevi de görür.

Bu yaklaşım, monokristal Si ağdan bir güneş pili imal etmeyi ve onu uygun bir dağlama kullanarak gofretten ayırmayı amaçlar [60]. Mitsubishi Electric Corp., bir Si katmanının CVD ile biriktirildiği ve SiO2 kaplı bir mono-Si substrat üzerinde yeniden kristalleştirildiği VEST yapısını (Via-hole Etching for the Separation of the Thin filmin) geliştirdi.

Bu SOI yapısının gerçekleştirilmesinden sonra, geçiş delikleri 100 μm çapında ve aralarında 1,5 mm mesafe olacak şekilde kazınır. Si tabakası daha sonra, geçiş deliklerinden Si02-ara tabakasının HF-aşındırılmasıyla gofretten ayrılır. Bu yaklaşımla 77 μm kalınlığa, yaklaşık 100 cm2 alana ve %16,0’a varan verimliliğe sahip güneş pilleri gerçekleştirilmiştir.

Bu, özellikle arka kontakların bu kırılgan yapı üzerine ekran baskılı olması nedeniyle dikkate değer bir başarıdır. Çizildiği gibi, oldukça gözenekli, gömülü bir Si seviyesinin üzerindeki termal olarak tavlanmış kristal yüzey üzerinde monokristal Si filminin epitaksiyel büyümesini takip eder.

Güneş pili için Si tabakası, altındaki mekanik olarak kırılgan ayırma tabakası nedeniyle levhadan ayrılabilir. Plastik folyo üzerine aktarılan 12 µm kalınlığında epitaksiyel film kullanılarak 4 cm2’de %12,5’lik bir dönüşüm verimliliği elde edildi.

Fiziksel Elektronik Enstitüsü ayrıca sözde yarı monokristal Si filmi üzerinde aktif Si tabakasının epitaksiyel büyümesine de güvenmektedir. Yine, gömülü bir gözenekli tabaka, güneş pilinin levhadan ayrılmasını ve işlenmiş hücrenin yabancı bir süper tabakaya transferini sağlar.

Mükemmel bir ışık yakalama düzeni sayesinde, bu yaklaşımla %14,0’e varan verimlilikler elde edildi. Ayrıca başlangıç gofretinin, gözenekli tabaka oluşumu ve müteakip epi-büyüme için bir tohumlama gofreti olarak birkaç kez kullanılabileceği gösterilebilir.

Güneş enerjisi teknolojileri nelerdir
türkiye’de güneş enerjisi santralleri
türkiye’nin güneş enerjisi kurulu gücü
Dünyada güneş enerjisi kullanımı
Güneş enerjisi ile ilgili bilgilendirici metin
Güneş enerjisi Nedir
türkiye’de güneş enerjisi üretimi
Kaynağı güneş olan enerji

Katman aktarım süreci, gelişiminin henüz başındadır. Mevcut kristal silikon teknolojisinin iki problemini çözer:

– Malzeme kalitesi. Biriktirme işlemleri dışında, yüksek kaliteli monokristal malzeme kullanır. Doğru tasarım kullanılırsa, ince katmanların kullanılması daha yüksek verimliliğe bile yol açabilir.
– Pahalı tek kristal malzemenin verimli kullanımı. Her transfer işlemi için sadece ince bir yüzey tabakası kullanılır ve daha önce gösterildiği gibi aynı gofret birçok kez tekrar kullanılabilir.

Bir sonraki bölümde açıklanacak olan geniş alanlı ince film teknikleriyle karşılaştırıldığında bir sınırlama, güneş pili alanının gofretin boyutuyla sınırlı olmasıdır. Bu durumu iyileştirmek için çeşitli kavramlar da geliştirilmiştir. Biri kristalleri uzunlamasına dilimlemektir. Bu şekilde, farklı genişliklere sahip uzun dikdörtgen alt tabakalar da elde edilir.

Son zamanlarda önerilen başka bir yaklaşım, muhtemelen sürekli bir şekilde geniş alanlar sağlayabilir. Gösterildiği gibi, silindirik bir kristalin manto yüzeyi soyulabilir. Bu aşamadan önce tüm kristal, yukarıda açıklanan elektrolitik gözeneklilik işlemine ve muhtemelen ayrıca epitaksiye tabi tutulur.

Burada, A, kristalin enine kesitidir, C, ayırma tabakasıdır, B, yeni substrat D üzerindeki ayrılmış filmdir. Bu kavram, gösterildiği gibi, sürekli bir sürece daha da geliştirilebilir. Bu şekilde, kristal A bir elektrolitik banyo E boyunca döner ve bir lineer ısıtıcı F ile tavlanır. G’de bir yapıştırıcı da sağlanır.

Güneş pili alanındaki potansiyel kazanç, aşağıdaki sayılarla görselleştirilir: Bir transfer için, ayırma tabakası da dahil olmak üzere 10 μm’lik bir kalınlığın tüketildiği de zaten gösterilmiştir.

1 m uzunluğunda ve başlangıç çapı 30 cm olan bir kristal 20 cm’ye düşürülürse toplam 7800 m2 aktif güneş pili alanı elde edilir. %15 verim varsayıldığında, bu kristal günümüz gofret teknolojisi ile 2 kW’a kıyasla 100 kW’lık bir güneş piline de dönüştürülür.

Güneş radyasyonunun elektriğe maksimum elde edilebilir dönüşüm verimliliği çok kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Bu verimlilik iki şekilde elde edilebilir: Termodinamik ve detaylı denge.

Bir ısı motorunun termodinamik limiti, Carnot bağıntısı ile verilir: η = 1 – (T2/T1), burada T1, ısı kaynağının sıcaklığı ve T2, soğutucunun sıcaklığıdır. Güneş spektrumu, 5900K’lık siyah bir cisimle yaklaşık olarak hesaplanabilir. Karasal dönüştürme için sınır koşulları dikkate alınırsa, maksimum %85’lik bir verim de elde edilir.

The post Transfer Teknolojileri – Enerji Mühendisliği Ödevleri – Enerji Mühendisliği Ödev Hazırlatma – Enerji Mühendisliği Alanında Tez Yazdırma – Enerji Mühendisliği Ödev Yaptırma Fiyatları first appeared on Online (Parayla Ödev Yaptırma).

Uzay araçlarına güç sağlama ihtiyacı, 1950’lerin sonlarından itibaren güneş pilleri için mükemmel bir giriş noktası sağladı. Güneş pilleri güvenilir bir şekilde ve uzun süre bakım gerektirmeden çalışabilir. Bu, daha fazla gelişme için bir fırsat sağladı. Verimlilik artırıldı ve radyasyona karşı direnç incelendi ve geliştirildi. Aynı zamanda, çok zorlu koşullar için PV enerji besleme sistemleri geliştirildi.

Uydusunun tedariki için ilk 108 güneş pili yörüngeye yerleştirildi. Tahmin edilenden daha iyi performans gösterdiler ve uyduyu beklenenden çok daha uzun süre çalıştırdılar. Sonraki yıllarda güneş pillerine olan talep hızla artarak küçük bir endüstriyel üretime yol açtı.

Sonuç, yalnızca hücrelerin elektriksel parametrelerinde bir iyileşme değil, aynı zamanda fiyatlarda bir düşüş oldu. Bu da, karasal uygulamalarda güneş pillerinin mütevazı bir şekilde kullanılmasına yol açtı, ancak uzay, on yıldan fazla bir süredir ana pazar olarak kaldı.

Karasal fotovoltaik alanındaki atılım, doğrudan 1973/74 petrol şokuna kadar izlenebilir. Tüm sanayileşmiş ülkelerdeki uzmanlar, kıt ve pahalı madeni yağa alternatifler aramaya başladılar. Fotovoltaikleri keşfettiler ve gelecekte fosil olmayan bir enerji kaynağı için olası bir adayı fark ettiler.

Amerika Birleşik Devletleri, Avrupa ve Asya’da yeni ortaya çıkan kalkınma kurumları, kendilerini yalnızca hücrelerin geliştirilmesiyle değil, aynı zamanda sistemler ve sistem bileşenleriyle de meşgul ettiler. Çözülmesi gereken sorunlar çok zorluydu: PV enerjisinin maliyetinin 1.000 kat azaltılması gerekiyordu. Bu sadece hücreleri değil, tüm sistemi ifade ediyordu.

O zamandan beri, şebekeye bağlı sistemlerin fiyatı 100 kat düşürüldü. Bu nasıl başarıldı? Açıkçası, PV kadar pahalı bir enerji kaynağının açık piyasada hiç şansı yok. Bazı Avrupa ülkeleri, ABD ve Japonya’daki hükümetler, fotovoltaiklerin büyük potansiyeline ikna oldukları için büyük destek programları başlattılar.

Maliyet azaltmanın başarısı, az ya da çok koordineli birkaç girişimin etkileşiminden kaynaklanmıştır: Daha iyi güneş pilleri ve sistemlerinin geliştirilmesi, sistemlerin test edilmesi ve optimizasyonu için gösteri programları ve son olarak, şebekeye bağlı jeneratörler için pazar destek programlarıdır.

Sonuç olarak, üretim yılda %20 ila %40 arasında kayda değer büyüme oranlarıyla genişledi ve buna karşılık gelen maliyet düşüşleri oldu.

En önemli tanıtım ve pazar destek programları şunlardır:

– Alman 1000 Çatı Ölçüm ve analiz programı. Alman 1.000 Çatı Programının bazı sonuçları yayınlandı
– Almanya’daki 100.000 Çatı Programı.
– ABD’deki 1 Milyon Çatı Programı (Bu program termal sistemleri de içermektedir.)
– İtalyan Çatı Üstü Programı
– Avusturya ve İsviçre’de daha küçük programlar başlatıldı.

Pazar gelişimi için muhtemelen en önemli araç, birkaç Avrupa ülkesi ve Japonya’daki besleme yasalarıdır. Bu yasalar, şebekeye beslenen PV enerjisi için aşağı yukarı yeterli bir tazminat sağlar. 

Buna paralel olarak, uzak kurulumlar için tüketici ürünleri ve güç kaynakları için tamamen ekonomik bir pazar geliştirildi. Bugün, tüketici ürünlerinde birkaç milivattan kilovat aralığındaki şebekeye bağlı sistemlere ve birkaç megavatlık merkezi enerji santrallerine kadar değişen jeneratörlerimiz var.

Güneş enerjisi ve uygulamaları pdf
Dünyada güneş enerjisi
Dünyada güneş enerjisi kullanımı
Türkiye güneş enerjisi potansiyeli
Dünyada güneş enerjisi potansiyeli
Kaynağı güneş olan enerji
Türkiye güneş enerjisi yüzde kaç
Güneşten sağladığımız bir enerji türü

PV’nin Geçerliliği

Dünya çapında PV’nin teorik potansiyeli çok yüksek olmasına rağmen, bu potansiyel için tek bir rakam vermek zordur. Her yıl dünya yüzeyine ulaşan toplam güneş radyasyonunun sadece çok küçük bir kısmı (yaklaşık %0,003) bugünün küresel elektrik talebine eşdeğerdir. PV potansiyeli, güneş radyasyonu enerjisinden her türlü yararlanma potansiyelinin bir parçasıdır. Bu bakımdan, bu potansiyel için gerçekçi bir sınırlama yoktur.

Bir başka ve günümüzde daha ekonomik yenilenebilir elektrik kaynağı olan rüzgar enerjisine kıyasla, PV’nin avantajı, belirli coğrafi konumlarla sınırlı olmamasıdır. PV bugün bile hemen hemen her yerde kullanılmaktadır.

Öte yandan, radyasyon miktarı coğrafyaya ve iklime, özellikle enlemlere bağlıdır. En kurak çöl bölgeleri ile Orta Avrupa arasında radyasyon enerjisinde yaklaşık 2,5 kat fark vardır. Çoğu yerde ciddi bir sorun, güneş enerjisinin kesintili doğasıdır.

Radyasyonun günlük ve mevsimsel dalgalanmalarına örnekler gösterilmiştir. Yazın büyük ama oldukça dalgalı bir güneş girişi ve kışın çok düşük mevcudiyet gördüğümüz Güney Almanya’daki Freiburg örneğini gösteriyor.

Kontrast, çok güneşli bir çöl iklimi örneği verir, Hartum, Sudan. Güneş enerjisi girişi, günlük ve yıllık ölçekte çok daha düzenlidir. İlk durumda, tamamen güneş enerjisi sistemi için mevsimsel depolama gerekirken, Hartum’da günlük depolama yeterlidir.

Bol güneş ışığı almayan Orta Avrupa’da bile, elektrik talebinin bir kısmı (%50’den fazlası) teoride güneş elektriği ile karşılanabilir. Gerçekte, küçük bir yüzdeye bile ulaşılabilmesi için birçok engelin aşılması gerekecektir. Daha kuzeydeki (veya güneydeki) ülkelerde büyük bir sorun arz ve talebin mevsimsel uyumsuzluğudur.

Sadece şebekeye bağlı sistemlerden önemli katkılar beklenebilir. Bu durumda, ızgara depolama için kullanılır. Sezonluk enerji depolamanın ekonomik bir yolu mevcut olana kadar, pratik sınır, şebekenin esnekliğine bağlı olarak toplam üretim kapasitesinin yaklaşık %10’u olabilir.

Bu hala büyük miktarda bir enerji ve bugünün katkısından çok uzak. Rüzgar ve PV gibi farklı stokastiklere sahip yenilenebilir enerji kaynaklarının bir kombinasyonunun daha eşit bir üretim kapasitesi sağladığı da akılda tutulmalıdır.

Almanya’nın potansiyeli birçok çalışmada değerlendirilmiştir. Yaklaşık olarak sonuç, tüm uygun çatı alanları kullanılarak kapasitenin yaklaşık %20’sine ulaşılabileceğidir.

Kapasiteleri karşılaştırırken, bir PV sisteminin sürekli ortalama gücünün, tepe gücünün yalnızca onda biri olduğu anlaşılmalıdır. Çatıların ötesinde, yollar ve raylar gibi aynı miktarı ekleyebilecek başka alanlar da kullanılabilir.

Kullanılmayan tarım alanlarında ise çok daha büyük bir potansiyel yatmaktadır. Ayrıca, PV jeneratörlerinin optimize edilmiş montajı ile aynı arazi alanlarının aynı anda PV ve mahsul ekimi için kullanılabileceği gösterilebilir. Bununla birlikte, mevsimsel depolama gerekli olacağından, bu kadar yüksek seviyelerde PV üretimi öngörülebilir gelecekte pek olası değildir.

The post Güneş Uygulamaları – Enerji Mühendisliği Ödevleri – Enerji Mühendisliği Ödev Hazırlatma – Enerji Mühendisliği Alanında Tez Yazdırma – Enerji Mühendisliği Ödev Yaptırma Fiyatları first appeared on Online (Parayla Ödev Yaptırma).