Сонячні елементи. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Альтернативні джерела енергії

 Коментарі до статті

Багато хто з нас не підозрює, що спосіб отримання електроенергії із сонячного світла відомий близько 130 років. Явище фотоефекту вперше спостерігав Едмон Беккерель у 1839р. Це випадкове відкриття залишалося непоміченим до 1873 р., коли Уіллоубі Сміт виявив подібний ефект при опроміненні світлом селенової пластини. І хоча його перші досліди були недосконалі, вони знаменували собою початок історії напівпровідникових сонячних елементів. У пошуках нових джерел енергії в лабораторії Белла винайшли кремнієвий сонячний елемент, який став попередником сучасних сонячних фотоперетворювачів. Лише на початку 50-х років 20 століття сонячний елемент досяг відносно високого ступеня досконалості.

Перетворення енергії в сонячних елементах (ФЕП) ґрунтується на фотовольтаїчному ефекті у неоднорідних напівпровідникових структурах при впливі на них сонячного випромінювання. На цій сторінці ми не ставимо собі за мету вдаватися у фізику цього непростого явища, тому коротко опишемо практичну сторону справи.

Використовувати енергію сонячних елементів можна так само як і енергію інших джерел живлення з тією різницею, що сонячні елементи не бояться короткого замикання. Кожен із них призначений підтримки певної сили струму при заданому напрузі. Але на відміну від інших джерел струму, характеристики сонячного елемента залежать від кількості падаючого на його поверхню світла. Наприклад, хмара, що набігла, може знизити вихідну потужність більш ніж на 50%. Крім того, відхилення в технологічних режимах спричиняють розкид вихідних параметрів елементів однієї партії. Отже, бажання забезпечити максимальну віддачу від фотоелектричних перетворювачів призводить до необхідності сортування елементів вихідного струму. Як наочний приклад "вшивої вівці псує все стадо" можна навести наступний: у розрив водопровідної труби великого діаметра врізати ділянку труби з набагато меншим діаметром, в результаті водотік різко скоротиться. Щось аналогічне відбувається і в ланцюжку з неоднорідних за вихідними параметрами сонячних елементів.

Кремнієві сонячні елементи є нелінійними пристроями та його поведінка не можна описати простою формулою типу закону Ома. Замість неї пояснення характеристик елемента можна користуватися сімейством простих розуміння кривих - вольтамперних характеристик (ВАХ)

Напруга холостого ходу, що генерується одним елементом, злегка змінюється при переході від одного елемента до іншого в одній партії і однієї фірми виробника до іншої і становить близько 0.6 В. Ця величина не залежить від розмірів елемента. Інакше справа зі струмом. Він залежить від інтенсивності світла та розміру елемента, під яким мається на увазі площа його поверхні.

Елемент розміром 100*100 мм у 100 разів перевершує елемент розміром 10*10 мм і, отже, він за тієї ж освітленості видасть струм у 100 разів більший.

Навантажуючи елемент, можна побудувати графік залежності вихідної потужності від напруги, отримавши щось подібне на рис.

Пікова потужність відповідає напрузі близько 0,47 В. Таким чином, щоб правильно оцінити якість сонячного елемента, а також задля порівняння елементів між собою в однакових умовах, необхідно навантажити його так, щоб вихідна напруга дорівнювала 0,47 В. Після того, як сонячні елементи підібрані до роботи, необхідно їх спаяти. Серійні елементи мають струмознімальні сітки, які призначені для припаювання до них провідників.

Батареї можна складати у будь-якій бажаній комбінації. Найпростішою батареєю є ланцюжок із послідовно включених елементів. Можна також з'єднати паралельно ланцюжки, отримавши так звану послідовно-паралельну сполуку.

Важливим моментом роботи сонячних елементів є температурний режим. При нагріванні елемента на один градус понад 25^оЗ він втрачає у напрузі 0,002, тобто. 0,4%/градус. На рис.3 наведено сімейство кривих ВАХ для температур 25^о С та 60^о С.

У яскравий сонячний день елементи нагріваються до 60-70^оЗ втрачаючи 0,07-0,09 на кожен. Це і є основною причиною зниження ККД сонячних елементів, що призводить до падіння напруги, що генерується елементом.

ККД звичайного сонячного елемента нині коливається не більше 10-16 %. Це означає, що елемент розміром 100*100 мм за стандартних умов може генерувати 1-1,6 Вт.

Стандартними умовами для паспортизації елементів у всьому світі визнаються такі:

- освітленість 1000 Вт/м²

- температура 25^оС

- Спектр АМ 1,5 (сонячний спектр на широті 45^о)

Публікація: alternativenergy.ru

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 Гендерні стереотипи поширюються навіть на немовлят 02.05.2016 Вчені з Сассекського університету у Великій Британії та Ліонського університету у Франції показали, що ми схильні наділяти рисами мужності та жіночності навіть немовлят. У дослідженні дорослі судили про ступінь виразності гендерних якостей за тональністю плачу дитини, хоча насправді між голосовими характеристиками хлопчиків і дівчаток немає значної різниці до пубертата. Дослідники записали спонтанний плач 15 хлопчиків та 13 дівчаток. Після чого спеціально було змінено висота звуків, й інші характеристики залишилися без змін. У дослідженні брали участь дорослі, деякі мали дітей, деякі немає. Виявилося, що дорослі часто помилково вважають, ніби немовлята з пронизливішим плачем - жіночої статі, а володарі нижчої тональності - чоловічої. Якщо учасники знали заздалегідь стать дитини, то за висотою тону плачу дитини робили висновки про ступінь виразності мужності та жіночності. "Якщо дорослий вже знав, що немовля, плач якого у високій тональності, - хлопчик, він описував його як менш мужнього. І аналогічно дівчатка з низьким по тональності плачем описувалися як менш жіночні", - пояснив один із дослідників Девід Ребі (David Reby) із Сасекського університету. Крім того, з'ясувалося, що чим вище тональність плачу, тим інтенсивнішим здається дискомфорт дитини людям, які слухають цей плач. При цьому цікаво, що чоловіки, які знали, що плаче хлопчик, частіше перебільшували його дискомфорт. "Дослідження показує, що ми схильні помилково приписувати те, що ми знаємо про дорослих, дітей: чоловіки мають нижчі голоси, ніж жінки. Тоді як насправді тон голосу дітей не відрізняються між статями аж до періоду статевого дозрівання", - пояснив ще співавтор дослідження Ніколя Матевон (Nicolas Mathevon).

Інші цікаві новини:

▪ Квантова флейта

▪ Самозаліковується програмне забезпечення

▪ Сонячні торнадо допоможуть зеленій енергетиці

▪ Двоногі мавпи

▪ Дискові масиви Winchester Systems FlashDisk FX

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Конспекти лекцій, шпаргалки. Добірка статей

▪ стаття Мати Тереза. Крилатий вислів

▪ стаття Чому волосся у деяких людей в'ється? Детальна відповідь

▪ стаття Заступник директора з управління персоналом. Посадова інструкція

▪ стаття Транзисторний УМЗЛ. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Режекторний фільтр, що настроюється. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

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

www.diagram.com.ua
2000-2024