DATAKOM DKG PRODUCT SERIES
О нас Новости Продукция Автозапуск генератора НАШ МОНТАЖ DATAKOM ПРОИЗВОДСТВО Фотогалерея Документация Партнеры Контакты Корзина
Раздел: Новости


Солнечные батареи - энергия будущего





Предисловие: эта статья продолжает серию материалов, имеющих целью дать подробное описание элементной базы современных систем электроснабжения и электропривода.

Значительный интерес в связи с возможным энергетическим кризисом в последнее время вызывают регенеративные источники энергии. Одним из наиперспективнейших источников электроэнергии, по мнению авторов статьи, претендующему на объективность, является использовании энергии солнца.
Итак, часть излучаемой солнцем энергии может быть преобразована в электрическую энергию на поверхности земли. Для большей же части излучаемой солнцем энергии атмосфера становится непреодолимым препятствием. При этом можно выделить два "оптических окна": диапазон 0,3-5,0 микрометра (видимый свет характеризуется длиной волны 0,38-0,78 микрометра) и низкочастотную область 0,01-0,001 метра.
Ослабляющим фактором является диффузное отражение: всестороннее рассеивание солнечного излучения (иными словами изменение направления распространения излучения вследствие присутствующих в воздухе частиц воды и пыли). Различают релеевское рассеивание (рассеивание посредством частиц, которые значительно меньше длины волны света) и ми рассеивание (рассеивание посредством частиц, которые соизмеримы с длиной волны света или больше ее). Вторым ослабляющим фактором является избирательная адсорбция - определенная область спектра солнечного излучения адсорбируется озоном, оксидом углерода и парами воды и преобразуется в тепло.
Таким образом суммарное излучение складывается из прямого и диффузного (рассеяного) излучений. Расчетное среднее значение энергии, излучаемое солнцем за промежуток времени в один световой день составляет: Германия - 2,8 kWh, Испания - 4,65 kWh, Сахара - 6,85 kWh.
При этом различают внешний фотоэлектрический эффект (носители заряда покидают материал) и внутренний фотоэлектроический эффект (носители заряда приобретают повышенную подвижность - и как следствие возрастает проводимость материала).
Необходимыми предпосылками фотоэлектрического эффекта являются следующие факторы: свет должен адсорбироваться материалом солнечной батареи и высвобождать свободные носители заряда, которые внутри рабочего материала при этом должны разделяться полем.
Стоит упомянуть о истории развития технологии:

1839 - открытие фотогальванического эффекта;
1921 - объяснение эффекта Эйншейном (Нобелевская премия по физике 1923 год);
1954 - первая кремниевая солнечная батарея (Bell Laboratories, USA);
1966 - первая тонкослойная CdS/Cu2O солнечная батарея;
1974 - первая аморфная кремниевая батарея;
1983 - первая электростанция на основе солнечных батарей с мощностью более 1мегаватт;
1984 - США, электростанция на основе солнечных батарей мощностью 6,5 мегаватт;
1985 - первая солнечная батарея с коэффициентом полезного действия больше 20%;
1987 - первое серийное производство солнечных батарей в Европе;
1989 - солнечная батарея с коэффициентом полезного действия больше 30%;

Принципиальная структурная схема солнечной батареи представлена на рисунке. Напряжение на единичном кристалле кремния солнечной батареи составляет обычно около 0,5 вольт. Для генерирования большего напряжения используют соединенные между собой последовательно ячейки.
В тонкослойных ячейках (которые производятся путем нанесения тонкого слоя полупроводника на подложку) кроме кремния может быть использованы соединения галлия и арсенида (GaAs), кадмия и теллурида (CdTe) или меди, индия, серы и селена (СIS). В отдельную группу выделяют солнечные батареи, в которых адсорбцию излучения осуществляют красители (например рутений), а в качестве полупроводника выступает оксид титана. Принцип действия подобных солнечных батарей еще не до конца исследован, а изготовление связано с определенными технологическими трудностями.
Солнечные батареи на основе соединения галлия-арсенида отличаются высоким КПД и устойчивостью вольт-амперной характеристики к перепадам температуры, однако эта разновидность характеризуется относительно высокой ценой в связи с определенными трудностями, сопутствующими технологическому процессу. Кадмий-теллурид относительно дешев, но при этом отличается невысоким КПД (10%). Производство CIS кристаллов находится в стадии разработки.

Большинство современных видов применяемых солнечных батарей имеют КПД немногим больше 20%. Рекорд КПД для созданной в лабораторных условиях солнечной батареи составляет 24,7 %. Таким образом, грубо говоря, полезная мощность солнечной батареи может составлять 160 ватт на квадратный метр (для Центральной Европы). При этом следует также учитывать фактор старения: в среднем за 25 лет КПД солнечной батареи уменьшаетя на 10%.
Преимуществами солнечных батарей являются: отсутствие потребности в топливе, отсутствие шума и эмиссии вредных веществ, отсутствие механического износа, требуют минимального обслуживания (низкие амортизационные отчисления), отсутствие промежуточных фаз преобразования энергии. Недостатками солнечных батарей является перманентная зависимость мощности от местных условий, времени суток и года, относительная дороговизна, маленький коэффициент полезного действия и чувствительность к механическим повреждениям.

Достаточно интересным примером использования технологии фотогальванического эффекта является использование солнечных батарей как основного источника энергии в нескольких авиа-проектах. Самым первым из них стал проект Pathfinder. Этот самолет, использующий в качестве приводных механизмов электрические двигатели, питаемые от солнечных батарей, был разработан еще в начале 1980 года в рамках секретной программы в США. Однако в те годы уровень развития техники был еще не настолько высок, чтобы обеспечить беспрерывный полет аппарата в течение нескольких суток - поэтому разработки были заморожены. Только лишь в 1994 году программа была возобновлена при участии NASA в рамках проекта ERAST (Environmental Research Aircraft and Sensor Technology). Самолет имеет следующие технические характеристики: размах крыльев - 29,5м, длина - 3,6м, масса - 252 кг, полезная нагрузка - 45кг, скорость 27-32 км/ч, номинальная мощность солнечных батарей - 7,5kW. Позже велась разработка схожих проектов: Centurion, Icare II, Helios. Последний уже характеризуется мощностью установленных батарей 20кВатт и развивает скорость от 30 до 50 км/ч.
Говоря о энергетике будущего нельзя не сказать о тенденции развития рассматриваемых элементов. В ближайшее время следует ожидать дальнейшего увеличения КПД солнечных батарей. Наиболее перспективными рабочими материалами являются соединения кадмий-теллурида и меди-индия-селенида. С увеличением количества производимых серийно солнечных батарей вполне очевидна тендеция снижения цены.

Материал опубликован с разрешения администрации технического ресурса ITPuls.com. Ограниченная републикация возможна лишь в случае указания ссылки на ПЕРВОИСТОЧНИК.





24.3.2009       

 

 




Новости компании
 
Скачать новый прайс лист Шкафы управления ШУ-ДУ, ШУ-ПД Производства компании «ИлИра - Релейная Логика», предназначены для управления в автоматическом, дистанционном и ручном режиме вентиляторами дымоудаления и подпора воздуха, электрическими калориферами, а также клапанами дымоудаления\подпора, при возникновении пожара. Шкафы управления разработаны в соответствии с требованиями Технического регламента Евразийского экономического союза "О требованиях к средствам обеспечения пожарной безопасности и пожаротушения" (ТР ЕАЭС 043/2017), а также в соответствии с ГОСТ Р 53325-2012 "Техника ...Далее »
Скачать присоединенный файл

21.3.2024



Обращение в техподдержку ООО "ИлИра" Внимание, в АВР пульт DATAKOM D200 ДГУ выдал ошибку. Что это и как с этим быть? Аларм и Сервис моргают красным. Пытался скинуть . Стрелку вверх я держал. Она тэстит все лампочки на панели, но не скидывает. Стрелка ,,вниз,, вообще на долгое удержание не реагирует. Ответ тех отдела ООО ИлИра Это не ошибка , уведомление о обслуживании ДГУ (то) Для сброса с табло Красная стрелка вверх удерживать 5 сек (Красная кнопка + стрелка вверх)

24.2.2024



10.01.2024 C января 2023 г. изменился конструктив всех блоков, в связи с получение сертификата ТР ЕАЭС2017/043. Всё блоки теперь на микроконтроллерах. А также выросли цены на все комплектующие. При этом у нас все равно самые низкие цены, если брать в данном конструктиве и функциональности шкафов. Просьба запросы по срокам сборке щитов и ценам присылать на email 5711893@bk.ru МЕСЕНЖЕР ДЛЯ ЗАПРОСОВ +7-925-738-31-18

14.2.2024



C января 2023 г. изменился конструктив всех блоков, в связи с получение сертификата ТР ЕАЭС2017/043. Всё блоки теперь на микроконтроллерах. А также выросли цены на все комплектующие. При этом у нас все равно самые низкие цены, если брать в данном конструктиве и функциональности шкафов. Просьба запросы по срокам сборке щитов и ценам присылать на email 5711893@bk.ru МЕСЕНЖЕР ДЛЯ ЗАПРОСОВ +7-925-738-31-18

10.1.2023



C января 2022г. изменился конструктив всех блоков, в связи с получение сертификата ТР ЕАЭС2017/043. Всё блоки теперь на микроконтроллерах. А также выросли цены на все комплектующие. При этом у нас все равно самые низкие цены, если брать в данном конструктиве и функциональности шкафов. Просьба запросы по срокам сборке щитов и ценам присылать на email 5711893@bk.ru

22.6.2022



Все новости
 

Календарь
   


ООО "ИлИра" +7 (925) 738-31-18 Москва Дмитровское ш. д 107 Яндекс.Метрика