Використання сонячних фотоелементів. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Використання сонячних фотоелементів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Альтернативні джерела енергії

Коментарі до статті

Сонячні фотоелементи є цілком реальною технічно та економічно вигідною альтернативою викопному паливу в ряді застосувань. Сонячний елемент може безпосередньо перетворювати сонячне випромінювання на електрику без застосування будь-яких рухомих механізмів. Завдяки цьому термін служби сонячних генераторів досить тривалий. Фотоелектричні системи добре зарекомендували себе від початку промислового застосування фотоелементів. Наприклад, фотоелементи є основним джерелом живлення для супутників на навколоземній орбіті з 1960-х років.

У віддалених районах фотоелементи обслуговують автономні енергоустановки з 1970-х. У 1980-х роках виробники серійних споживчих товарів почали вбудовувати фотоелементи в багато пристроїв: від годинника і калькулятора до музичної апаратури. У 1990-х підприємствах енергопостачання почали застосовувати фотоелементи для забезпечення дрібних потреб користувачів.

Застосування сонячних фотоелементів

Насосні установки, що працюють на сонячних фотоелементах, ефективні та економічно вигідні за умов практично будь-якого застосування водних насосів. Енергетичні компанії США виявили, що економічніше використовувати водяні насоси на сонячній батареї, ніж обслуговувати розподільні електричні лінії, що ведуть до віддалених насосів. Деякі комунальні підприємства пропонують насосні установки на фотоелементах до виконання заявок клієнтів.

У сільських районах знаходиться й інше застосування фотоелектричних систем - заряджання та освітлення електричних огорож; забезпечення циркуляції води, вентиляції, світла та кондиціювання повітря в теплицях та гідропонних спорудах.

Фотоелектричні модулі постачали електрикою повітряну кулю "Breitling Orbiter 3" під час її безпосадкового польоту навколо земної кулі. Протягом трьох тижнів у березні 1999 р. все обладнання на борту повітряної кулі харчувалося від 20 модулів підвішених під кошиком. Кожен модуль був нахилений так, щоб давати рівномірний струм під час руху та заряджати п'ять акумуляторів для навігаційних приладів, живити систему супутникового зв'язку, забезпечувати освітлення та нагрівання води. Усі модулі чудово працювали протягом усієї подорожі.

Фотоелементи успішно застосовуються для електрифікації сіл. Нині два мільярди людей у всьому світі живуть без електрики. Більшість з них - у країнах, що розвиваються, де 75% населення не мають доступу до електроенергії. Віддалені села часто не підключені до мережі.

Ті, хто не має доступу до електроенергії з мережі, часто користуються викопними видами палива - гасом, дизельним паливом. З його використанням пов'язана низка проблем:

імпорт викопного палива виснажує запас валюти, що конвертується в країні;
транспортування палива ускладнюється відсутністю нормальної інфраструктури;
обслуговування та ремонт генератора проблематичний через брак запасних частин;
генератор забруднює навколишнє середовище вихлопами та створює сильний шум.

Електричне освітлення за допомогою фотоелементів ефективніше, ніж гасові лампи, а встановлення фотоелектричної системи зазвичай коштує дешевше, ніж продовження електромережі. Більше того, багато країн, що розвиваються, розташовані в регіонах з високим рівнем сонячної радіації, тобто вдосталь мають безкоштовне джерело енергії цілий рік. Виробництво "сонячної електрики" просто і надійно, що доводить досвід експлуатації десятків тисяч фотоелектричних систем у всьому світі.

Застосування сонячних фотоелементів

Найближчими десятиліттями значна частина світового населення познайомиться з фотоелектричними системами. Завдяки їм зникне традиційна необхідність спорудження великих дорогих електростанцій та розподільчих систем. У міру того, як вартість фотоелементів знижуватиметься, а технологія удосконалюватиметься, відкриється кілька потенційно величезних ринків фотоелементів. Наприклад, фотоелементи, вбудовані в будматеріали, здійснюватимуть вентиляцію та освітлення будинків. Споживчі товари - від ручного інструменту до автомобілів - виграють як використання компонентів, що містять фотоелектричні компоненти. Комунальні підприємства також зможуть знаходити нові способи застосування фотоелементів для задоволення потреб населення.

Застосування сонячних фотоелементів

Європейський Союз поставив за мету подвоїти частку відновлюваних джерел енергії до 2010 р. Одним із важливих компонентів є виробництво 1 млн. фотоелектричних систем (500000 вбудованих у дахи будівель та експорт 500000 сільських систем) загальною встановленою потужністю 1 ГВт. Фірма "BP Amoco" (один зі світових лідерів з продажу нафтопродуктів) збирається використовувати сонячну енергію на 200 своїх нових станціях обслуговування в Британії, Австралії, Німеччині, Австрії, Швейцарії, Нідерландах, Японії, Португалії, Іспанії, Франції та США. Програма вартістю 50 млн. доларів включає застосування 400 сонячних панелей, загальною потужністю 3,5 МВт і зниження викидів вуглекислого газу на 3500 тонн щорічно.

Завдяки цьому проекту "BP Amoco" стане одним із найбільших у світі споживачів сонячної електрики, а також одним із найбільших виробників сонячних елементів та модулів. Сонячні панелі будуть виробляти більше електрики, ніж потрібно для освітлення та водяних насосів, тому система буде підключена до мережі. Вдень надлишок електроенергії подаватиметься в мережу, а вночі з неї поповнюватиметься брак енергії. Світовий ринок фотоелементів до 2010 року має становити 1000 МВт, а до 2050 р. – 5 млн. МВт, якщо вірити прогнозу президента компанії "BP Solar".

Фотоелектричні елементи виробляють електрику з продуктивністю, що змінюється залежно від рівня сонячної радіації. Фотоелементи об'єднують у модулі, які становлять основний компонент фотоелектричних систем. Модулі розраховані на різну напругу, аж до кількох сотень вольт. Досягають цього шляхом з'єднання фотоелементів та модулів у серії. Для живлення приладів змінного струму необхідно використовувати інвертори.

Коефіцієнт корисної дії фотоелементів розраховується як відсоткове співвідношення між енергією, що надійшла на фотоелемент та електроенергією, що надійшла до споживача. Існує відмінність між теоретичною, лабораторною та практичною ефективністю. Важливо знати різницю між ними, а для користувачів фотоелементів, звичайно, має значення лише практичний ККД.

Практичний ККД фотоелементів масового виробництва:

монокристалічний кремній: 16 – 17%;
полікристалічний кремній: 14 – 15%;
аморфний кремній: 8 – 9%.

Фотоелектричні системи зазвичай поділяють на:

Автономні системи, які складаються лише з фотоелектричних панелей. Крім того, до них можуть входити регулятори та акумулятори.
Гібридні системи, що є комбінацією фотоелементів і додаткових засобів для виробництва електрики, таких як вітер, дизельне паливо або природний газ. У таких системах часто використовуються акумулятори та регулятори меншого розміру.
Системи, з'єднані з електромережею, фактично є невеликими електростанціями, що постачають електроенергію в загальну енергомережу.

Дивіться інші статті розділу Альтернативні джерела енергії.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Будинок на воді 16.11.2009

У німецькому місті Ольденбург почали зводити плавучі будинки. Будинок площею 40 квадратних метрів та верандою 17 квадратних метрів забезпечений опаленням, газовою плитою, холодильником, біотуалетом та всім необхідним для життя. Він може стояти на якорі або буксируватися річками і каналами.

Будинки з Ольденбурга мають попит не тільки в Німеччині, а й у Голландії.

Інші цікаві новини:

▪ 20-ядерний процесор Apple M1 Ultra

▪ Вуличний телевізор Samsung Terrace

▪ Механічна бабка

▪ Представлено специфікацію MIPI CSI-2 v2.0

▪ Logitech Wireless DJ Music System

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Афоризми знаменитих людей. Добірка статей

▪ стаття Рух – все, мета – ніщо. Крилатий вислів

▪ стаття Чому 1942 року французи самі затопили весь свій флот? Детальна відповідь

▪ стаття Глисти. Медична допомога

▪ стаття Практичне використання геотермальних вод. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Загадки про хмари, грім та блискавку

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт