CARTA TECNICA #69
 
                     UNDERSTANDING CELLE SOLARI
 
                                 Da
                    Dennis Elwell & Richard Komp
 
                         Recensori Tecnici
                             PAUL DORVEL
                            Robert Ethier
                             JOEL GORDES
                        
                             Published Da
 
 
                                 VITA
                   1600 Boulevard di Wilson, Seguito 500
                     Arlington, Virginia i 22209 Stati Uniti
                 Tel:  703276-1800 * il Facsimile:   703243-1865
                      Internet:  pr-info@vita.org
 
 
                       Understanding Celle Solari
                          ISBN:  0-86619-308-1
              (C) 1990, Volontarii in Assistenza Tecnica
 
 
 
                      UNDERSTANDING CELLE SOLARI                      
             
          Di VITA Volunteers Dennis Elwell e Richard Komp
 
INTRODUZIONE
 
Celle solari, photovoltaic anche chiamato (PV) le celle, è un patto
fonte di piccole quantità dell'elettricità.   Loro sono accidentati, affidabili
apparecchiature per convertire direttamente luce del sole in elettrico
energy.  Loro non hanno nessuno parti commoventi ed un Sistema di life.  che lavora lungo
spese di manutenzione sono più basse e l'affidabilità molto è più alto che
per il potere altro sources.  che Loro si possono usare su alcuna scala, da
motorizzando un orologio digitale a correndo un generatore di multi-megawatt
per un utility.  pubblico Perché loro sono sistemati in modulare di solito
pannelli, è possibile cominciare con un sistema piccolo e
l'espanda come necessario senza fare i pannelli primi desueto.
Ma perché solamente piccole quantità di energia sono convertite da ognuno
cella, requisiti elettrici e di grande potenza richiedono grandi e
ordini costosi di PV cells.  Thus, le domande principali di PV
celle sono state provvedere relativamente richieste basse. Progettisti di   che
può stare considerando economie a lungo termine dovrebbero considerare anche quello
selezionando il potere di PV aiuta a realizzare un ambiente inquinamento-libero.
 
Approssimativamente 1 chilowatt (il kW) di cadute di energia raggianti su un metro quadrato
(lo sq m) dei tropichi della terra a mezzogiorno.   Se un pannello solare ha un
efficienza di 10%, poi ogni metro quadrato della volontà di ordine di cella
generi un picco di 100 W del potere elettrico.   Un tipico 10-W
rivesta di pannelli, capace di custodia una batteria automobilistica addebitò, misure
31 cm da 35 cm incluso la cornice.
 
L'idea di catturare così energia solare in non è new.  Il
ossido di rame nel quale cella solare è stata scoperta da Antoine Becquerel
1839 e l'amorfo-selenium cella entrò in uso per fotografico
metri di luce nei 1890s.  Negli anni trenta, celle di selenium
fu usato per il potere su un a scala ridotta in ubicazioni remote nel
States.  Unito sviluppo Serio della tecnologia di photovoltaic
comunque, cominciò quando celle siliciche furono sviluppate ed usarono nel
Program.  spaziale ed Americano Il primo silicio nel quale celle solari sono state usate
l'Avanguardia di satellite Americana io nel 1958.   il Loro costo era US$600 per
ogni watt di generare capacità.   ora ha (1989) lasciò cadere a
meno che $6/W per sistemi più grandi.
 
Celle solari sono apparecchiature che assorbono e convertono energia raggiante
dal sole direttamente in energia elettrica.   del quale Loro sono fatti
materiali chiamati semiconduttori che sono solids cristallini
con una conducibilità elettrica tra quelli di metalli e
isolatori.
 
Un wafer sottile o foglio del semiconduttore è trattato (" drogò ")
con chemicals per produrre una carica negativa (elettroni gratis) su
un lato ed una carica positiva (protoni gratis) sull'altro.
(Virtualmente tutte celle solari e commerciali sono fatte così che la fronte
o superficie di cima è negativa.)   Il punto a che il positivo e
riunione di lati di negativo è una barriera elettronica noto come un p-n
congiungimento.
 
Le celle convertono luce del sole nell'elettricità in tre processi di maggiore:
 
1.  Il materiale di semiconduttore assorbe la luce del sole.
 
2.  cariche positive e negative Gratis sono generate e separarono
    nelle regioni diverse del cell.  La separazione
    crea una tensione nella cella.
 
3.  che Le cariche separate sono trasferite come elettrico corrente
    attraverso terminali elettrici alla domanda intenzionale.
 
I processi funzionano così:   L'energia della luce del sole entrante
elettroni di cause per attraversare la barriera e rimanere intrappolarono sul
fronte, o negativo, side.  Quando contatti sono fatti alla fronte e
indietro lati della cella solare, un flussi correnti attraverso fili e
apparecchiature che connettono questi contatti.   Il corrente è proporzionale a
l'intensità della luce del sole che cade sulla cella.   La schiena,
o contatto positivo, elettrico può essere un strato continuo di
massicci, ma il contatto anteriore è fatto nella forma di assottigli dita,
permettere come molto luce del sole come possibile giungere agli strati posteriori.
La cella è coperta da un'anti-riflessione che riveste di solito ed un
coperta protettiva per permettere pulendo.   Un chiarimento più particolareggiato
di come lavoro di celle di photovoltaic è dato in referenze 8 e 9.
La struttura di una cella solare è mostrata in Figura 1.

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Fino a che recentemente più celle solari fu fatto da cristallo singolo
Cristalli di wafers.  silicici, di solito 10 cm in diametro sono tirati
da silicio fuso ed estremista-puro, poi affettò e polished.  Questo
processo è costoso e rovinoso di questo costoso, estremista-puro
material.  Il congiungimento di p-n è fatto diffondendo fosforo (quale
produce n-dattilografi materiale) nella superficie anteriore di un wafer che
è stato drogato " con boro per fabbricargli p-type.  tecniche più Nuove
tecnico-grado di uso getto silicico in blocchi, sawed in wafer,
e fabbricò in celle che usano i processi stessi come usate in
cristallo singolo material.  Questo processo è lontano costoso e
usi notevolmente meno energia per produrre la cella finito; circa
mezzo dell'i moduli grandi di oggi sono fatti in questo manner.  Un altro
si avvicini, ancora nel palcoscenico di pianta di pilota, coinvolge tirando
un nastro sottile e silicico che non ha bisogno di tagliare in fette.
Molte idee nuove ed altre sono esplorate con lo scopo generale di
producendo una cella solare ed efficiente, duratura a costo più basso.
 
Le celle di Photovoltaic sono fabbricate anche da film sottili di
silicio amorfo, un materiale simile a vetro senza cristallo regolare
structure.  Mentre questo materiale ha si dimostrò molto appropriato per
piccolo, usi di basso-potere, come calcolatrici di tasca solari amorfo
celle siliciche non possono essere usate ancora per pannelli di generazione di potere
perché loro divengono efficienti dopo un periodo di esposizione a
sunlight.  In somma, la loro stabilità a lungo termine è dubbiosa.
Celle solari dovrebbero avere una vita utile di almeno 10 anni.
 
Celle solari che hanno usato anche combinazioni di diverso sono state prodotte
combina formare il congiungimento di p-n.   che Questi sono chiamati
heterojunction cells.  Copper solare celle di sulfide di sulfide/cadmium
è poco costoso ma la loro produzione tende anche ad anche degradare
rapidly.  Tali materiali alternativi come selenide di indium di rame
offra la promessa che un heterojunction sottile-cinematogracico e così definito solare
cella può essere developed.  Molto efficiente ma molto costoso solare
celle possono essere fatte da gallium arsenide.   come il quale Loro possono essere introdotti sul mercato
i componenti attivi di apparecchiature che focalizzano la radiazione solare
ridurre la taglia e numero di celle necessitati.
 
Le caratteristiche di produzione di una cella di photovoltaic tipica sono
disegnato in Figura 2.  La tensione più alta dalla quale può essere prodotta

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una cella stata chiamata la tensione di aprire-circuito; questo è approssimativamente 0.55
volt (il V) per silicon.  Come più corrente è dedotto dalla cella da
il carico, le cadute di tensione.   Il massimo corrente quello può essere
dedotto da una cella solare, il cortocircuito corrente, è approssimativamente 300
ampere per metro di piazza in sole forte.   Per il potere di massimo, un
cella silicica dovrebbe essere operata ad approssimativamente 0.45 V (in sole pieno) e
90% del cortocircuito corrente.   Come l'intensità di solare
radiazione cade, la tensione di aprire-circuito cade lentamente, ma il
cadute correnti rudemente in proporzione all'intensità.   Su un
ciclo quotidiano, la produzione di potere di massimo si raggiunge quando il sole è
a suo più alto e, chiaramente, cadute per azzerare tra crepuscolo e
dawn.  che produzione Solare è ridotta in giorni nuvolosi, ma luce del sole diffusa
ancora produrre una frazione utile di produzione piena.   Interestingly,
una cella solare o modulo possono essere privati o possono essere andati via aperto
circuited indefinitamente senza essere danneggiato.
 
L'efficienza di una cella solare è definita come il rapporto del
produzione di potere elettrica al contributo di potere solare.   Il tipico
efficienza di un modulo di PV è approssimativamente 10%.   che Questo vuole dire che quando 750
W di luce del sole sta cadendo su un metro quadrato di ordine solare (tipico
l'intensità di luce del sole in più aree di nondesert), l'ordine solare
produca 75 W/sq m  Solare-cella efficienza tende a cadere come
la temperatura di cella rises.  Questo effetto può essere serio in caldo
climi dove la cella può operare a 50 [i gradi] C o anche più alto.
Montando la cella su un appoggio energia-assorbente (lavandino di calore) la volontà
tenda a tenere la temperatura in giù.
 
Ordini solari e commerciali o moduli sono approssimativamente 35 da 150 cm e
è fatto con fronti di vetro temprate e laminate ed alluminio estruso
sides.  Loro possono sostenere temperature di su a 70 [i gradi] C ma il
materiale che lamina di plastica tra le celle e la coperta di vetro
ingiallisca con tempo se esposto a temperatures.  più alto Per
uso di temperatura più alto, silicio conficcando combina può essere usato.
 
SISTEMI DI SOLARE-CELLA
 
Da quando celle di photovoltaic danno la loro produzione più alta quando puntuto
direttamente al sole, spettacolo elettrico può essere ottimizzato da
mettendoli su un monte commovente verso il quale è aguzzato sempre il
Prototipo di sun.  che analizza sistemi è relativamente costoso ed il
è più probabili che motore e sistemi di sensore falliscano che è il
solare-cella array.  Moreover, i motori di scansione consumano l'elettricità.
Un analizzatore disponibile usa come bulbi di sensori riempiti con
Freon, una benzina ora considerò ambientalmente azzardata.   Sotto
condizioni di presente, noi raccomandiamo un Fabbricanti di support.  semplici, statici
provveda consiglio sull'angolo migliore per montare un solare
ordini in un'ubicazione eletta ma un orientamento annuale e buono è
aguzzi direttamente l'ordine verso l'equatore, mentre inclinandolo ad un
angolo uguale alla Sua latitudine.   Per esempio, se Lei è localizzato a
10 [i gradi] latitudine meridionale, alzi l'orlo meridionale del pannello fino a che il
pannello è inclinato 10 [i gradi] da orizzontale.
 
Sistemi ibridi che provvedono acqua calda oltre all'elettricità
è stato investigato anche.   Anche se loro lavorano bene
per casa colonica remote in climi settentrionali loro non sembrano
economicamente suoni in paesi tropicali dove il bisogno per caldo
acqua è meno Eccezioni di urgent.  sono cliniche remote, ospedali
od operazioni altre che hanno bisogno di un approvvigionamento affidabile di acqua calda.
Anche vapore di temperatura basso può essere fatto da un propriamente disegnò
array.  SunWatt Società per azioni ibrida ed Alfa che Solarco ha sviluppato
moduli ibridi ed imballati.
 
Celle solari sono vendute in pannelli che variano in taglia ma sono di solito
di voltage.  Connecting standard celle individuali in serie aggiungono
le tensioni delle celle individuali, mentre connettendo celle in
parallelo aggiunge la loro capacità che corrente-porta.   Sedici volt sono
una scelta popolare per un pannello solare, perché quella tensione di produzione
è avuto bisogno di addebitare una batteria di deposito di 12-V.
 
Immagazzinando e Convertendo l'Energia
 
In delle domande, come l'uso di celle di photovoltaic per
acqua che pompa per irrigazione, il cambio in produzione delle celle
attraverso giorno e notte è accettabile da quando il potere è richiesto
solamente per alcune ore in ogni periodo del 24-h.   Per molte domande,
l'ordine di solare-cella dovrebbe essere usato insieme comunque, con un
sistema di deposito di batteria Durante il quale può provvedere power.  continuo
ore di luce del sole di picco, le batterie sono addebitate dal solari
celle che producono più potere che è richiesto dal carico.
Durante la notte, le batterie licenziano azionare illuminazione e
Uso di loads.  altro di un diodo è necessario per prevenire le batterie
da rovescio passeggero corrente nelle celle solari di notte, ed un
circuito tensione-che regola è provvisto su sistemi più grandi normalmente
non permettere alle batterie dell'essere fatto pagare troppo dall'ordine di PV.
Dei moderatori di tensione disconnetteranno anche il carico per prevenire
danno se la carica di batteria diventa troppo bassa.
 
Batterie di piombo-acido svilupparono specialmente per photovoltaic-sistema
domande generalmente sono usate, ma alcun piombo-acido di profondo-ciclo
batteria può servire se necessario. Batterie di Automobile di   non sono
estremamente soddisfacente per questa domanda perché carica quotidiana e
cicli di scarico molto accorciano la loro vita utile.   Per alcuni
scopi, specialmente in ubicazioni remote il più costoso
batterie di nichelio-cadmio si preferiscono da quando loro richiedono meno
manutenzione.
 
Un ordine di solare-cella con batteria provvede corrente continua (d.c.),
quale ha molti uses.  Un sistema di photovoltaic per d.c. solamente è mostrato
in Figura 3.  Per una sistemazione semplice di alcune luci ed una radio

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o Tivù mise, questo è il sistema preferito.   luci Incandescenti per
12 V D.C. è disponibile, e è quasi due volte come efficiente come
il loro 220-V o cose uguale di 110-V.   che Tivù di 12-V Piccola è sono molti
efficiente anche, ed una radio piccola, portabile disegna molto poco
power.  However, luci fluorescenti che frigoriferi, ecc. hanno disegnato
operare su d.c. essere moltissimo più costoso che loro
cose uguale che operano dal 220-V o 110-V alternato-corrente
(a.c.) collegato alla rete in normale industriale ed uso di famiglia.   Esso
essere perciò desiderabile per includere un inverter che converte
il d.c. provveda ai 50 Hz o 60 Hz a.c. avuto bisogno da questi apparecchi.
Della perdita di risultati di potere dall'uso dell'inverter
(almeno 10%), ma questo si può giustificare se conduce a grande
risparmi nel costo degli apparecchi.   Alternatively, l'inverter
può essere usato per solamente l'a.c. apparecchi, mentre il resto
del carico è operato direttamente da d.c.
 
Spese di base
 
Gli ordini di Photovoltaic ora possono essere comprati per approssimativamente $6 a $10 per
picco watt.  Questo prezzo è caduto lentamente ma fermamente sul
gli anni pochi scorsi, e si è aspettato continuare a cadere.   Aggiungendo
deposito di batteria (e moderatore, se ebbe bisogno) aggiunge 50% o più a
questo cost.  Il costo totale è troppo alto per competere col locale
l'utilità tassa in luoghi più, ma è lontano più conveniente dell'installazione
e spesa d'esercizio di una benzina o generatore di diesel.   Come un
orientamento, se una linea di potere più lungo che uno km devono essere altrimenti
costruito, PV o PV più sistemi vento-generatori è un modo più conveniente a
trovi piccolo per moderare ammontari dell'elettricità.
 
Si crede che photovoltaics avvieranno essere usati estesamente
quando il prezzo cade ad approssimativamente $2 per watt di picco in 1989 prezzi.
A questo livello, e presumendo che sistema intero costa caduta ad un
percentuale simile, l'elettricità solare sarà competitiva con centralizzò,
fossile-combustibile sistemi generatori e sarà usato su un grande
scali ambo da società per azioni di utilità e da individui che possiedono
rooftop arrays.  celle solari probabilmente sono Addirittura ora, più conveniente che
generatori di diesel per la maggior parte di domande rurali.   E se prezzi
caduta come predetto, celle solari potrebbero essere le più economiche
fonte di elettricità per tutte le domande in ubicazioni remote di
paesi tropicali, specialmente se combinato con generatori di vento
(W.J. Bifano 1982).
 
LE NECESSITÀ DI ENERGIA CHE INCONTRANO CON CELLE SOLARI
 
Di decade prossima, domande di celle solari nello sviluppare
paesi probabilmente saranno principalmente in villaggi rurali.   Molti villaggi
non abbia una linea di potere alimentata da un sistema di griglia centrale;
il costo di estendere una griglia di potere servire tutti i villaggi sarebbe
proibitivo in paesi grandi.   However, pilota che schemi solari sono
ora in progresso in più paesi in sviluppo (W.A. Brainard
1982) .  See Tavola 1 per requisiti di potere di villaggio tipici per un
numero di attività che possono essere motorizzate da celle solari.
 
Pompe di acqua a motore e solari in modo crescente sono usate per irrigazione
ed approvvigionamenti di acqua di comunità.   Il vantaggio notevole di un
sistema pompato è l'agio col quale può essere tenuto l'approvvigionamento di acqua
libero di contamination.  Dal posto d'osservazione di salute di comunità,
una pompa può essere l'investimento più importante che un villaggio fa.
 
Per esempio, Arco Inc. Solare, descrisse un photovoltaic portabile
approvvigionamento di acqua per il villaggio di Boera, Papua Ghinea Nuova (Arco
Inc. 1982 solare) .  Il villaggio ha una popolazione di approssimativamente 1,000,
ed il sistema installato produce 440 watt di picco, senza batteria
storage.  Questo sistema consegna approssimativamente 5,500 litri per ora (L/h) in
luce del sole piena ed approssimativamente 3,300 L/h sotto le condizioni coperto.
Deposito è provvisto da quattro serbatoi ognuno di 5,500 capacità di L che
è riempito da mezzogiorno normalmente.   La pompa è cambiata poi via da un
galleggiante valve.  Gli abitanti di un villaggio pagano approssimativamente $0.01 per secchio di water.  Un
porzione dei fondi è usata dalla comunità per mantenere il
sistema.
 
         TABLE I:  REQUISITI DEL POTERE DEL VILLAGGIO TIPICI
 
Assumptions:  500 persone, 100 Luce del sole di homes.  equivalente di 5
Ore di               mezzogiorno Fonte di sun. : REF DI  . 3.
 
ENERGIA DI                                       APPLICATIVA RICHIESE,
KWH/DAY DI                                                      
 
Acqua che pompa (50 L/person-giorno)                           4.7
Accendendo - al coperto (2 lights/home)                        16.0
Accendendo - all'aperto (5 lights/village)                     2.4
Televisione (20 sets/village)                              1.6
Frigoriferi (10/village)                               10.0
Macinatore di grano (1 grain/person-giorno di kg)                     6.0
Comunicazioni (1 set/village di radio di due-modo)              0.4
 
KWh/day totale                                            41.1
Picco di kW totale Richiese                                   10.7
 
Annaffi per Bere ed Irrigazione
 
Irrigazione per l'agricoltura probabilmente è la consumatrice più grande di
energia in aree rurali di sviluppare paesi. Potere di Animale di   e
pompe diesel-alimentate sono le principali competendo technologies.  Il
quantità di acqua richiesta per irrigazione può variare da 5,000 a
13,000 metri cubici per ettaro (cu m/ha) sul periodo crescente,
o 40 a 110 cu m/ha ogni giorno.   Il richiesto che pompa capacità
è perciò approssimativamente 4 a 10 L/second per ogni ettaro, un tipico
essere di fattoria 1 a 3 ha (W.A. Brainard 1982).
 
Come nel caso di approvvigionamento di bere-acqua, l'ammontare del potere
richiesto dipende dalla profondità dalla quale deve essere l'acqua
pumped.  Usually questo è meno che 10 m, così il requisito è
per alcuno W/ha.  del cento Se irrigazione deve essere economica, il
costi di ottenere l'acqua deve essere meno che il valore del
aumenti in produzione di raccolto.   Wright valutò quell'irrigazione è
non meritevole a meno che l'acqua costa meno che su $0.05/cu m
(W.A. Brainard 1982) .  che Lui ha suggerito quelli sistemi di photovoltaic
era due a quattro volte più costoso del loro prodotto economico
per irrigation.  Il punto di pareggio in casi favorevoli (l'acqua
profondità meno che 5 m) probabilmente già è stato arrivato ed il
numero di sistemi irrigatori e photovoltaic-motorizzati è probabile a
espanda nel vicino a futuro.
 
Irrigazione non solo è importante per raccolti di cibo ma anche nel
palcoscenici primi di rimboschimento.   il potere Solare può offrire il
inversione di diboscamento che è stato drastico in tali paesi
come India.  Un altro beneficio economico ed indiretto di irrigazione
è che può arrestarsi, o anche inverte, il turno di popolazione da
i villaggi rurali alle città migliorando la qualità di
villaggio life.  E, secondo una revisione recente, irrigazione deve,
aumenti entro 250% durante il corso dei 25 anni prossimi per sostenere un
popolazione di mondo crescente (J.L. Crutcher 1982).   Thus, gli aumentarono
requisiti di cibo della crescita di popolazione di mondo conducono un
predizione di uso aumentato di celle solari.
 
 
Desalazione
 
Unità di desalazione Photovoltaic-a motore per produrre acqua fresca
da acqua di mare è stato installato in Arabia Saudita ed il Qatar
(J.L. Crutcher 1982) .  Loro usano osmosi inversa in che il
sale dissolto è guidato attraverso una membrana.   Ogni litro di bere
acqua richiede 8 a 20 Wh di elettricità che compara
favorevolmente con 2.4 kWh per un solare ancora e 200 kWh per un bagliore
evaporazione unit.  L'unità a Jeddah è stata in operazione da allora
Gennaio 1981 e provvede 2,000 L da un kW del 8 al giorno (il picco)
ordine e d.c. pompe -a motore.   Il sistema non usa una tensione
moderatore; questo eleva efficienza ma piombi a waterflow fluttuante
percentuali e pressures.  L'unità di Jeddah produce acqua con un
la salinità di meno che 200 parti per milione (= 200 mg/L) .  Nel
Unità di Qatar, la salinità è sotto 500 mg/L:   questo rilasciamento in
standard permettono 6,000 L/day per essere realizzati da un kW del 11.2
(il picco) Desalazione di array.  è, in generale, economicamente vitale
solamente in relativamente comunità abbondanti che hanno un'acqua severa
scarsità.
 
La Società per azioni di SunWatt ha dimostrato un PV/hybrid desalinator piccolo,
basato su evaporazione e cicli di condensazione che producono
acqua fresca e l'elettricità alla durata stessa.   However,
produzione di tale macchina su una scala commerciale richiede più
ricerca.
 
Refrigerazione
 
Frigoriferi PV-a motore per approvvigionamenti medici, è divenuto un
componente regolare di schemi di villaggio di pilota. Frigoriferi di   che
operi su d.c. è disponibile, e è anche possibile comprare un
frigorifero col suo photovoltaic indipendente e proprio panel.  Il
l'affidabilità di sistemi di solare-cella è molto importante quando
vaccini che immagazzinano ed approvvigionamenti medici ed altri che deteriorerebbero
rapidamente se cool.  non tenuto che Un frigorifero tipico richiede
approssimativamente 300 watt di picco e consuma approssimativamente 1 kWh/day.   Experience
con 20 sistemi di frigorifero in paesi diversi ha mostrato
che le unità ora disponibile richieda manutenzione molto piccola
eccetto dell'alimentazione elettrica stessa (G.F. Hein 1982).
 
Macinatura di farina
 
Lo spettacolo di un mulino di grano solare-a motore a Tangaye in
Burkina Faso è stato documentato bene.   Il mulino cominciò operazione
a marzo 1979.  I 1.8 kW ordine solare fu usato per macinare grano per
600 famiglie, alleviando le donne di villaggio di un quotidiano uno-a
task.  di due ore I moduli primi non erano molto affidabili, ma da
1982 il sistema originale funzionò bene 98% del tempo (D. Elwell
1981) .  Nessuno problemi di manutenzione od operazione erano reported.  Il
sistema stato aumentato in taglia in maggio 1981 a 3.6 kW, ed un migliorò
mulino di martello era installed.  Entro 1982, il mulino stava macinando
1.2 tonnellate di farina per settimana e la cooperativa che corrono il mulino
dimostrato un profitto conduzione e piccolo.
 
Accendendo e Comunicazioni
 
Incandescente o l'illuminazione fluorescente e più efficiente può
grandemente migliori la vita di villaggio comunale provvedendo aumentò
le opportunità per riunioni ed eventi sociali di sere.
Deposito di batteria è essenziale se accendendo è incluso in un schema.
Il prezzo delle luci e l'efficienza più grande di d.c. debba
sia comparato con di mare zavorra più convenienti per a.c. luci fluorescenti
prima di decidere se comprare un inverter; gli inverter possono essere
il componente col costo più grande e l'affidabilità più basso.
 
Perché loro richiedono potere comparatamente piccolo, televisione
set possono essere operati da celle solari.   Il valore di Tivù in rurale
istruzione è documentata bene in molte ubicazioni, mentre cominciando nel 1976
con d'Ivoire di Cote e l'India.
 
Un set di radio di emergenza è una somma utile ad un villaggio e ha
stato incluso nei piani di sviluppo di alcuno countries.  Il
Governo messicano ha installato un telefono solare-a motore, rurale
collochi, e telefoni solare-a motore sono usati anche in
Arabia.  Saudita che il potere Solare è stato preferito per un comunicazioni di microonda
colleghi in Papua terminali di Telecomunicazioni di Guinea.  Nuovi
e microcomputer di meccanografico possono essere operati anche da solare
cells.  VITA ha installato sistemi di radio di pacchetto solare-a motore
dove i computer comunicano l'un con l'altro radio di via, in
aree remote di Sudan ed il Filippine.   Questa carta era preparata,
in parte, in un'ubicazione Americana e remota su una parola solare-a motore
microprocessore che opera attraverso un inverter del 2-kW.   Questi esempi
illustri la varietà di modi nel quali celle solari possono essere usate
comunicazioni in ubicazioni remote.   Come in domande altre, il
l'affidabilità di celle solari è il loro vantaggio principale.
 
Industrie locali
 
Gli ordini di PV assistono lo sviluppo di industries?  Uno piccolo
revisione recente specificamente coprì fabbricanti piccoli, rurali, in
Messico ed il Filippine, assumendo meno che 50 persone e
prodotti di consumatore semplici che producono.   che industrie Più sono state trovate
costringere troppo grande un investimento in photovoltaics ad essere economicamente
vitale a present.  However, possibilità vitali
esista in delle industrie che usano attrezzi di potere piccoli.
 
Fra industrie piccole, una possibilità interessante è la locale
prodotto di moduli di photovoltaic loro.   Small-scale,
piante ad alto impiego di manodopera possono fare moduli da celle acquistate.
Loro possono fare anche le celle, da silicio di grado industriale
tecniche di fabbricazione recentemente sviluppate che usano.   Un Volontario di VITA
recentemente aiutò messo sulla prima fabbrica in Africa per produrre PV
panels.  Using celle acquistate, la pianta marocchina risulta 100
pannelli per week.  In piante come questo, le economie di usare un
lavoratori addizionali e pochi per sostituire un investimento di capitale grande in automatizzato
attrezzatura è molto favorevole.   Un'analisi particolareggiata di un
500-kW PV piantano ora essendo progettati per l'India mostrò come 11 straordinariamente
lavoratori di produzione possono spostare approssimativamente $800,000 di investimento di capitale.
Moduli di solare-cella piccoli per addebitare batterie per portabile
luci, radio, ed apparecchi elettrici piccoli ed altri possono essere fatte
in negozi anche più semplice; può essere fatto su un livello di villaggio.
 
Tre relativamente modelli di pianta su piccola scala a livelli diversi di
produzione è proposta sotto.   Cost che equivalents sono per illustrazione
e non dovrebbe essere usato per progettare.
 
o Un negozio piccolo che produce 5-W a 10-W caricatori di batteria solari.
 
    celle Solari, di plastica per casi, ecc. è acquistato.
 
Produzione di    :   2,000 caricatori per anno, 8 per giornata lavorativa.
 
Personale di    :   1 a 2 persone.
 
Capitale di    :   $25,000 startup, $32,000 per costo di materiale di anno.
 
o fabbrica Ad alto impiego di manodopera che fa 40-W, moduli di PV laminati.
 
    che celle Solari, vetro, ed approvvigionamenti altri sono acquistate.
 
Produzione di    :   1/2 Megawatt (MW) in moduli per anno (12,500
Moduli di    , 50 al giorno).
 
Personale di    :   18 lavoratori di produzione.
 
Capitale di    :   $250,000 startup, $2,000,000 per materiali di anno
    costò.
 
o Plant la creazione celle solari da silicio di grado industriale.
 
    Using silicio di grado più conveniente, la pianta getta polysilicon
    plasma, li taglia in wafer quadrati, li droga, aggiunge metallo
    contatta, ecc.
 
Produzione di    :   1 MW per anno (1,000,000 wafer, 4000 al giorno).
 
Personale di    :   20 lavoratori (6 estremamente specializzato).
 
Capitale di    :   $2,500,000 startup, $3,000,000 per funzionamento di anno.
 
DEI PARAGONI CRITICI
 
Attualmente, photovoltaics non possono competere con generò in posizione centrale
elettricità eccetto quando linee di potere devono essere installate su lunghe
distances.  è perciò molto probabile che Loro siano applicati in rurale
ubicazioni, specialmente in villaggi.   la Loro flessibilità in uso, in
ordini grandi o piccoli, è un vantaggio notevole da quando un sistema può essere
fatto il sarto attentamente alla domanda specifica ed espanse come
needed.  Nel comparare la costare-efficacia di solare e diesel
sistemi, fattori economici e particolari o locali possono essere decisivi,
anche quando manutenzione costa e l'affidabilità è presa in considerazione.
Problemi di fallimento coi moduli più primi sembrano avere
stato risolto; così, il potere di vento è il concorrente serio ed unico di
Apparecchiature di PV come una fonte rinnovabile dell'elettricità.   Un'alternativa
quello dovrebbe essere considerato anche seriamente è il potere termale e solare.
Acqua calda o benzina possono essere usate per guidare un motore di Stirling, per
esempio in irrigazione, ed alcuni ingegneri disputano che questo è
attualmente il metodo più effettivo. Frigoriferi di   e condizionatore di aria
può essere guidato anche da acqua calda, ma bisogno piccolo elettricamente
pumps.  Here a motore come altrove, uno deve scegliere da molti
alternative quello che offre la combinazione migliore di costo e
efficacia.
 
La scelta di celle solari o generatori di vento per l'elettricità
dipende dal location.  However, è probabile che una combinazione
di questi diverrà la fonte notevole dell'elettricità in
aree che non sono approvvigionate con una griglia centrale che distribuisce,
per esempio, idroelettrico o energia di geothermal.   Il costo di
celle solari ancora sono alte e ci sono domande poche in che
un beneficio economico e forte può essere dimostrato per giustificare loro
introduction.  However, c'è senza dubbio quegli ordini solari possono
grandemente migliori la qualità della vita di villaggio rurale.   Il prossimo
decade dovrebbe vedere un'espansione grande in utilizzazione di solare-cella come
prezzi cadono ai predissero $1 a $2 per watt di picco.
 
Idealmente, paesi in sviluppo possono seguire il piombo dell'India,
Il Marocco, e Messico avviando sviluppare capacità loro proprie
per solare-cella production.  Thus, un paese ora può cominciare
sviluppi capacità tecnologiche in un campo dove richiesta futura
sembra certo.
 
                           REFERENCES
 
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     Sviluppo Assistenza Domande. "   Institute di Elettrico
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3.   Brainard, W.A., " Il Mercato Mondiale per Photovoltaics nel
     Settore Rurale. "   Institute di Elettrico ed Ingegneri di Elettroniche,
Procedimenti di      della 16 Photovoltaics Specialisti Conferenza
     (San Diego, la California), vol. 3, pp. 1308-1313, 1982.
 
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5.   Crutcher, J.L.; Cummings, A.B.; Norbedo, A.J., " Photovoltaic-a motore
     Mare-acqua Desalazione Systems:  Experience nel Due
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     Engineers, Procedimenti dei 16 Specialisti di Photovoltaics
Conferenza di      (San Diego, la California), vol. 3, pp. 1400-1404,
     1982.
 
6.   giorno, F. di J., " Una Prospettiva americana di Photovoltaics nello Sviluppare
Paesi di     . i Procedimenti di "   della terza Conferenza europea su
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7.   Elwell, D., Generazione di Elettricità " Solare nello Sviluppare
Paesi di     . "   Mazingira, vol. 5, no. 3, pp. 30-41. (1981)
 
8.   Hankins, Mark, Energia Rinnovabile in Kenia Nairobi, Kenia:
     PHEDA, 1987.
 
9.   Hein, G.F., " Disegno, Installazione, e le Esperienze Conduzione
     di 20 Photovoltaic Sistemi di Frigorifero Medici Quattro
Continenti " di     .   Institute di Elettrico ed Ingegneri di Elettroniche,
Procedimenti di      dei 16 Specialisti di Photovoltaics
Conferenza di      (San Diego, la California), vol. 3, pp. 1394-1399,
     1982.
 
10.  Komp, J. di Richard l'Elettricità di Photovoltaics:  Pratica da
     Solar Celle, 2 ed. Arbor di Ann, Michigan:  AATEC Pubblicazioni
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11.  Maycock, D. di Paul; Stirewalt, Edward, Luce del sole di Photovoltaics: 
     all'Elettricità in Un Step.  Andover, il Mattone di Massachusetts: 
     House. Co che pubblica., 1981.
 
12.  Wright, D.E., " L'Uso delle Pompe di Photovoltaic per Su piccola scala
Irrigazione di      nel World:  In sviluppo un Rapporto di Progresso sul
     UNDP/World Banca Progetto. i Procedimenti di "   del terzo europeo
Conferenza di      sull'Energia Solare, pp. 117-123, 1981.
 
                         MANUFACTURERS
 
I fornitori Americani e principali di moduli di photovoltaic e relativo
attrezzatura è elencata sotto:
 
Alfa Solarco, 11534 Passeggiata di Gondola, Cincinnati, Ohio 45241
 
Arco Inc. Solare, P.O. Inscatoli 4400, Colline Boschi, California 91365
 
Inc. di Photocomm, 7861 Strada Grigia Est, Scottsdale, Arizona 85260
 
Solarex Corp., 1335 Piccard Drive, Rockville, Maryland 20850
 
Società per azioni di SunWatt, RFD Box 751, Addison, Maine 04606
 
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