Histoire du photovoltaïque – Wikipedia
Le Photovoltaïque sert le changement direct de la lumière incidente en énergie électrique (voir l’énergie solaire). Le Histoire du photovoltaïque Commence en 1839, lorsque l’effet photoélectrique sous-jacent a été découvert par Alexandre Edmond Becquerel. Cependant, il a fallu plus de cent ans pour utiliser l’approvisionnement énergétique.
En 1839, Alexandre Edmond Becquerel (1820-1891) est tombé sur l’effet photoélectrique dans les expériences. Dans des expériences avec des cellules électrolytiques, dans lesquelles il a utilisé une anode en platine et une cathode, il a mesuré l’électricité s’écoulant entre ces électrodes. Il a constaté que l’électricité était légèrement plus grande en lumière que dans l’obscurité. Il a découvert la base du photovoltaïque. Cependant, il n’y avait que des générations plus tard.
En 1873, l’ingénieur britannique Willoughby Smith et son assistant Joseph May ont découvert que Selenium a changé sa résistance électrique lorsqu’il a été exposé. Willoughby Smith a rendu public cette découverte et a ainsi déclenché des recherches supplémentaires sur ce sujet.
En 1876, Adams de William Gryll et son étudiant Richard Evans Day ont découvert que le sélénium produit de l’électricité lors de l’éclairage. Bien que le sélénium ne convient pas à fournir suffisamment d’énergie électrique pour fournir les composants électriques utilisés à l’époque, la preuve a été faite qu’un solide peut convertir la lumière directement en énergie électrique sans détour via la chaleur ou l’énergie cinétique. En 1883, le New York Charles Fritte a construit un premier module (le précurseur du module photovoltaïque) de Selzellen. Ce n’est que maintenant que des travaux fondamentaux sont venus à l’effet photoélectrique, mais dans de nombreux scientifiques de l’époque, mais aussi de grands doutes quant à la gravité de cette découverte. En 1884, Julius Elster (1854-1920), avec Hans Friedrich Geitel (1855–1923), a présenté des travaux importants sur l’effet électrique de la lumière (effet photo). Heinrich Rudolph Hertz (1857–1894) a également découvert l’effet électrique léger en 1887, dont l’examen exact a remis à son étudiant Wilhelm Hallwachs (1859-1922). La même année et indépendamment des Hallwachs, Augusto Righi (1850-1920) est également venu découvrir l’émission d’électrons dans l’effet photo. En l’honneur des connaissances de Hallwach, l’effet électrique de lumière (également appelé effet photo externe) était plus tôt que Effet Hallwachs désigné. Philipp Eduard Anton Lenard (1862–1947) et Joseph John Thomson ont également contribué à la recherche de l’effet électrique léger à la fin du 19e siècle.
En 1907, Albert Einstein a fourni une explication théorique de l’effet électrique de la lumière, qui était basé sur son hypothèse quantique légère de 1905. Pour cela, il a reçu le prix Nobel de physique en 1921.
Robert Andrews Millikan (1868-1953) a pu confirmer expérimentalement les considérations d’Einstein en 1912-1916 et a reçu le prix Nobel de physique en 1923.
Une autre étape importante pour les bases de la technologie des semi-conducteurs et du photovoltaïque a été le processus de mouvement cristallin, découvert en 1916 par Jan Czochralski (1885-1953) dans le laboratoire de métal d’AEG Berlin. Il n’a été développé que dans les années 40 et dans les années 1950, il est venu avec le besoin croissant de composants semi-conducteurs à plus grande échelle pour une application pratique.
En 1934, des recherches ont été effectuées sur une mince cellule solaire, que l’oxyde de cuivre (I), également appelé cuprit ou oxyde de cuivre, a été utilisé à la surface d’une anode en cuivre comme semi-conducteur. [d’abord] Pour dériver les porteurs de charge de l’interface d’oxyde et pour protéger contre les influences environnementales, la cathode consistait en un film de cuivre conducteur et léger. [d’abord] Les scientifiques ont supposé atteindre 26 watts par mètre carré de surface des cellules solaires installées horizontalement (86,3 MW par mi²). [d’abord] En tant qu’application possible, les toits de maison des cellules solaires et l’approvisionnement énergétique auto-suffisant (systèmes insulaires) étaient déjà pris en compte. B. aux dirigeables. [d’abord] La cellule produit 12,5 MW / m² non obligatoire. [2] L’efficacité peut être améliorée en dopant l’oxyde métallique et la technologie des effets du champ pour les cellules solaires (SFPV, qui n’est développé que beaucoup plus tard). [3]
En 1940, Russell S. OHL (1898–1987) a déclaré de façon inattendue dans des expériences que lors de l’éclairage d’un échantillon de silicium qu’il a examiné, le dispositif de mesure connecté a montré un changement. Il a remarqué qu’un courant pouvait être généré par l’éclairage du silicium. Les résultats ont été confirmés par des examens supplémentaires. En 1941, l’invention a été enregistrée pour un brevet. [4] Dans The Bell Laboratories, l’OHL a également participé à la découverte de la modification des propriétés électriques dans les semi-conducteurs en s’efforçant ciblé avec des substances étrangères et en créant ainsi une transition P-N.
En 1948, il y a eu un premier concept de photovoltaïque semi-conducteur avec des diodes Schottky de Kurt Lehovec [5] (1918-2012), et en 1950, William Bradford Shockley (1910-1989) a créé un modèle théorique pour la transition P-N et a donc également créé la condition préalable pour comprendre les cellules solaires d’aujourd’hui.
Les Bell Laboratories du New Jersey ont été l’un des laboratoires de recherche les plus actifs et les plus réussis au monde au cours de ces années. En 1953 par Daryl Chapin (1906–1995), Calvin Souther Fuller (1902–1994) et Gerald Pearson (1905-1987) les cellules solaires en silicium cristalline, chacune environ 2 cm², ont été produites avec l’efficacité de plus de 4%. Une cellule a même atteint une efficacité de 6% – le 25 avril 1954, les résultats ont été présentés au public. Le New York Times a apporté l’événement le lendemain en première page. [6] Les cellules solaires avaient un transfert P-N défini et de bonnes options de contact, qui pour la première fois rencontraient des conditions préalables importantes pour la production industrielle. En 2002, une cellule, qui a été réalisée par les Bell Laboratories en 1955, puis mesurée avec une efficacité de 6%, a de nouveau été mesurée et avait toujours 5,1% d’efficacité. Après d’autres améliorations, l’efficacité des cellules solaires pourrait être augmentée jusqu’à 11%.
La première demande technique a été trouvée en 1955 dans l’alimentation électrique des amplificateurs téléphoniques. [7] [8]
Le 17 mars 1958, lorsque les États-Unis avaient déjà réussi à amener le satellite Explorer 1 dans une orbite terrestre après le choc Sputnik, le deuxième satellite des États-Unis appelé Vanguard I était équipé de cellules solaires pour le fonctionnement d’un émetteur à bord. Après une longue hésitation de la part de l’armée américaine, Hans Ziegler (1911-1999) avait prévalu avec son idée qu’un approvisionnement énergétique avec des cellules solaires garantirait le fonctionnement de l’émetteur plus longtemps que l’utilisation des batteries. Contrairement aux attentes des militaires, les signaux des cellules solaires fonctionnaient sur six ans jusqu’en mai 1964, la batterie ne fonctionnait que trois mois jusqu’en juin 1958. En raison de la longue durée de mesure, la trajectoire de Vanguard I pourrait être corrigée par le modèle de distribution de masse de Vanguard I à une précision qui n’avait pas été réalisée auparavant, et il est devenu clair que la Terre n’était pas exactement sphérique.
Le succès de ce petit satellite et des scientifiques impliqués a jeté les bases de la première utilisation judicieuse des cellules solaires très inconnues et, surtout, très coûteuses. Pendant de nombreuses années, les cellules solaires ont ensuite été développées principalement pour l’espace -offs, car elles se sont révélées être l’alimentation électrique idéale pour les satellites et les sondes spatiales, qui ont été utilisées par le soleil jusqu’à l’élimination de Mars. La longue durée de vie de l’avion spatial a rendu possible sur le fonctionnement de la batterie l’emportait de loin sur le prix encore élevé des cellules solaires par kilowatt heure. De plus, il y avait et sont des cellules solaires par rapport aux générateurs de radio-isotopes qui permettent des temps de fonctionnement similaires, moins chers et moins risqués. La plupart des avions de pièce étaient et sont donc équipés de cellules solaires pour l’approvisionnement en énergie.
En 2008, les cellules solaires avec une efficacité accrue ont fourni plusieurs kilowatts de performances pour les satellites d’actualités avec plus de 30 transpondeurs d’environ 150 watts de puissance de transmission ou même ont fourni les moteurs d’entraînement pour les moteurs ioniques des sondes de pièce. Le vaisseau spatial Juno, qui a commencé en août 2011, se déplace même sur une orbite autour de la planète Jupiter pour la première fois à partir de cellules solaires particulièrement efficaces et résistantes aux radiations. Presque tous les environ 1000 satellites dans le monde, qui sont utilisés, déplacent leur alimentation à l’aide de photovoltaïques. Dans l’espace, une sortie de 220 watts par mètre carré est atteinte. [9]
Ce n’est que dans des cas exceptionnels, par exemple, si le prochain réseau de réseau d’énergie était très loin, il y avait initialement une installation de systèmes îles photovoltaïques terrestres. Avec la crise pétrolière de 1973, l’intérêt pour d’autres énergies est devenu considérablement plus fort, mais de grandes centrales nucléaires centrales étaient toujours considérées comme la meilleure solution pour un approvisionnement énergétique complet. Depuis le milieu des années 1970, plus de cellules solaires à des fins terrestres ont été fabriquées pour la première fois que pour une utilisation dans les voyages spatiaux.
En 1976, le gouvernement australien a décidé d’exploiter l’ensemble du réseau de télécommunications dans l’Outback avec des stations de batterie à support photovoltaïque. L’installation et l’exploitation ont réussi et ont permis à la confiance dans la technologie solaire augmenter considérablement.
En 1977, un module solaire dans le but d’effectuer une technologie potentiellement bon marché pour la conversion d’énergie photovoltaïque sur Terre a été développé aux États-Unis aux Sandia Laboratories (Albuquerque, Nouveau-Mexique), qui n’était plus basée sur des conceptions spéciales.
L’accident catastrophique dans la centrale nucléaire sur l’île de trois milles près de Harrisburg aux États-Unis fin mars 1979 et la crise pétrolière à la fin de l’automne de la même année a donné les énergies régénératives.
Vers 1980, les modules solaires avec des batteries rechargeables étaient une application standard pour le fonctionnement des systèmes de signalisation sur de petites îles de forage à huile sans pilote dans le golfe du Mexique. Ils remplacent les grandes batteries précédemment utilisées comme une variante de fabrication moins chère et moins de maintenance, qui a dû être remplacée dans quelques mois dans une pénurie de personnel et de coût.
Plus tard dans les années 1980, la Garde côtière américaine (Garde côtière), sur l’initiative de son employé Lloyd Lomer, a été convertie en alimentation en énergie photovoltaïque. Avant cela, les coûts d’exploitation de ces systèmes avaient de loin dépassé les coûts d’acquisition. Les coûts d’exploitation ont été considérablement réduits par le photovoltaïque et les coûts d’acquisition pour les systèmes photovoltaïques les plus chers
Amorti rapidement.
Maintenant, les premières activités commerciales importantes aux États-Unis, qui ont fait des États-Unis en 1983 sur le marché mondial du photovoltaïque d’environ 21%. Jusqu’à présent, il y avait principalement des solutions dans les solutions du marché photovoltaïque pour les systèmes insulaires et la planification de grands systèmes photovoltaïques. En 1982, le premier système de 1 MW a été mis en service en Californie, en 1985, un parc solaire dans la région du monument national de Carrizo Plain 5,2 MW. [dix] [11]
L’ingénieur suisse Markus Real était convaincu qu’il serait plus judicieux économiquement de stocker chaque maison avec son propre système PV, c’est-à-dire pour préférer un changement d’énergie décentralisé. Avec 333 systèmes de toiture de 3 kW à Zurich, il a commencé avec 333. Ce fut le début d’un mouvement dans lequel le programme de 1000 toit de la République fédérale d’Allemagne a également été lancé. À partir de 1991, les fournisseurs d’énergie ont été obligés de perdre le courant des petites centrales régénératives. Au milieu des années 1990, Greenpeace, après les mesures de soutien, a donné des parties décisives de la production photovoltaïque d’Allemagne, avec une nouvelle étude sur l’Allemagne comme emplacement photovoltaïque dans ce secteur. De nouvelles initiatives pour la fondation des sociétés industrielles correspondantes ont été fondées, à partir de laquelle Solon AG à Berlin et la Solar Factory à Freiburg ont émergé. Solarworld AG a ensuite été fondé et d’autres sociétés et usines ont été créées dans ce segment de marché.
Au Japon, il y avait un programme de 70 000 toit (1994), qui avait déjà atteint 144 000 toits en 2002, le programme de 1 000 000 en toit (1997) en Allemagne, le programme de 1000 toit (1990) et le programme de toitures de 100 000 (EEG) est entré en vigueur.
En Allemagne, de nombreuses petites installations de moins de 5 kW étaient initialement culminer Installée. En 2005, le plus grand parc solaire du monde au monde est entré en service avec le Bavaria Solar Park. [dix] En 2006, le titre de la plus grande installation a été repris par le lac solaire du lac Solarfeld 11,4 MW. [dix] En 2005, la production nominale totale des systèmes photovoltaïques installées en Allemagne a atteint un Gigawatt, en 2010, la frontière a été dépassée par dix gigawatts et les 25 Gigawatt début 2012. En plus des systèmes de toit, de nombreux parcs solaires, chacun avec quelques MW culminer construit. Le Solarpark Finsterwalde avec 41 MW est devenu le parc Deutsche le plus puissant en 2010. [douzième] La limite de 37 Gigawatt a été dépassée à la mi-2014. [13]
La marque 200 GW a été atteinte dans le monde entier à la mi-2015. [14] Depuis 2014, les systèmes photovoltaïques en Europe sont passés sous la directive Elee Electronics (Directive Electrical Electrical and Electronic Equiptive), ce qui signifie que les fabricants doivent se retirer en fin de vie. [15]
Les plus grands parcs solaires du monde sont en Asie depuis 2015: en 2015, une installation en Chine près du barrage de Longyangxia avec 850 MW a été mise en service, 2016 dans le désert de Tengger avec 1547 MW. [dix] Les plus grandes installations en Inde sont situées depuis 2019: en 2019, le Pavagada Solarpark a atteint 2050 MW, 2020 du Bhadla 2245 MW Solar Park. [dix]
Livres [ Modifier | Modifier le texte source ]]
- John Perlin: Énergie solaire, histoire de. Dans: Cutler J. Cleveland (rédacteur en chef): Encyclopédie de l’énergie , Elsevier Academic Press, réimpression de 2005, volume 5, pp. 607–622.
- John Perlin: De l’espace à la terre; L’histoire de l’électricité solaire. First Harvard University Press, Cambridge (Massachusetts) 2002, ISBN 0-674-01013-2.
- John Perlin: Laissez-le briller: l’histoire de 6 000 ans d’énergie solaire , New World Library, Novato (Californie) 2013, ISBN 978-1-60868-132-7
- Antonio Luque: Cellules solaires une optique pour la concentration photovoltaïque. Dans: La série Adam Hilger sur l’optique et l’optoélectronique. IOP Publishing Ltd, Bristol / Philadelphie 1989, ISBN 0-85274-106-5.
- Bernward Janzing: Solar Times – La carrière de l’énergie solaire. Une histoire de personnes ayant des visions et des progrès de la technologie. Picea Verlag, Freiburg 2011, ISBN 978-3-9814265-0-2.
Sources [ Modifier | Modifier le texte source ]]
- K. Lehovec: L’effet photo-voltaïque. Dans: Phys. Tour. 74, 1948, S. 463–471.
- W. Shockley: Électrons et trous en semi-conducteurs. Van Nostrand, Princeton (NJ) 1950.
- D. M. Chapin, C. S. Fuller, P. L. Pearson: Une nouvelle photo de la jonction P-N silicium pour convertir le rayonnement solaire en puissance électrique. Dans: J. Appl. Phys. 25, 1954, S. 676–677.
- E. L. Burgess, D. A. Pritchard: Performances d’un tableau photovoltaïque d’un concentrateur de kilowatt en utilisant un refroidissement actif. Dans: Actes de la 13e conférence des spécialistes photovoltaïques. 1978, S. 1121–1124.
- P. D. Maycock: La scène PV actuelle du monde entier. Dans: Actes de la 6e conférence EC Photovoltaic Solar Energy. 1985, S. 771–780.
- ↑ un b c d Les rayons du soleil pour conduire le champ d’atterrissage aérien. Dans: Modern Mechix (Magazine), octobre 1934, page 85, (anglais). Analyse de l’article illustré comme JPG en ligne ( Mémento des Originaux à partir du 13 septembre 2014 Archives Internet ) Info: Le lien d’archive a été utilisé automatiquement et non encore vérifié. Veuillez vérifier le lien d’origine et d’archiver en fonction des instructions, puis supprimez cette note. , Appel le 13 septembre 2014. Scanner dans les archives rétronautes sous le nom de JPG en ligne ( Mémento à partir du 13 septembre 2014 Archives Internet ), Appelez le 12 septembre 2014.
- ↑ Field de Simon Quellen: Construire votre propre cellule de batterie. Une note sur la puissance. scitoys.com, Récupéré le 14 septembre 2014 (Anglais).
- ↑ William Regan, et al .: Cellules solaires à effets sur le terrain conçus au dépistage . Dans: Nano lettres . Groupe douzième , Non. 8 , 16 juillet 2012, S. 4300–4304 , est ce que je: 10.1021 / nl3020022 (Anglais).
- ↑ Brevet US2402662A : Dispositif électrique sensible à la lumière. Inscrit sur 27. mai 1941 , publié sur 25. juin 1946 , Anmelder: Bell Telephone Laboratories Inc, Erfinder: Russell S. OHL.
- ↑ Kurt Lehovec: L’effet photo-voltaïque . Dans: Revue physique . Groupe 74 , Non. 4 , 1948, S. 463–471 .
- ↑ Une vaste puissance du soleil est exploitée par une batterie à l’aide d’ingrédient de sable . Dans: Le New York Times . The New York Times Company, 26 avril 1954, ISSN 0362-4331 , S. d’abord ( Une vaste puissance du soleil est exploitée par une batterie à l’aide d’ingrédient de sable [PDF]).
- ↑ Histoire des cellules solaires ( Mémento du 13 juillet 2012 dans les archives Web Archive.today ), consulté le 11 janvier 2011
- ↑ Qu’est-ce qu’un système photovoltaïque (PV)? (Pas disponible en ligne) Archivé à partir de Original suis 24 juillet 2015 ; Récupéré le 11 janvier 2011 . Info: Le lien d’archive a été utilisé automatiquement et non encore vérifié. Veuillez vérifier le lien d’origine et d’archiver en fonction des instructions, puis supprimez cette note.
- ↑ L’énergie de Sonnen est convertie en flux électriques par des satellites. Astrium S.A.S, 3 décembre 2010, archivé à partir de Original suis 6 janvier 2014 ; Récupéré le 26 mars 2012 .
- ↑ un b c d C’est Joe Robertson: Les 20 plus grandes centrales solaires au monde. Infographie – Une chronologie des plus grandes stations solaires depuis 1982. Dans: Solarpower.guide. Consulté le 10 avril 2022 (Anglais).
- ↑ Histoire des parcs solaires de Wolfeware. Dans: wolfeware.com. Wolfeware Limited, 2014, consulté le 10 avril 2022 (Anglais).
- ↑ Lausitzer Rundschau: Le plus grand parc solaire allemand se développe à Finsterwalde. 13 juillet 2009, consulté le 10 avril 2022 .
- ↑ Agence fédérale du réseau: Expansion totale selon les systèmes PV financés par l’EEG. Consulté le 8 septembre 2014 .
- ↑ Environ 200 performances photovoltaïques Gigawatt sont installées dans le monde entier ( Mémento du 7 juillet 2015 Archives Internet ). Dans: Soerserver , 2 juillet 2015. Consulté le 12 juillet 2015.
- ↑ De Natural Gas-Suedwest.de du 4 juin 2020, Dans quelle mesure le recyclage des modules photovoltaïques fonctionne-t-il réellement? , consulté le 1er juin 2021.
Recent Comments