Menu English Ukrainian Russian Home

Бесплатная техническая библиотека для любителей и профессионалов Бесплатная техническая библиотека


Технология солнечных фотоэлектрических элементов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатная техническая библиотека

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

Комментарии к статье Комментарии к статье

Солнечные фотоэлектрические системы просты в обращении и не имеют движущихся механизмов, однако сами фотоэлементы содержат сложные полупроводниковые устройства, аналогичные используемым для производства интегральных схем. В основе действия фотоэлементов лежит физический принцип, при котором электрический ток возникает под воздействием света между двумя полупроводниками с различными электрическими свойствами, находящимися в контакте друг с другом. Совокупность таких элементов образует фотоэлектрическую панель, либо модуль.

Технология солнечных фотоэлектрических элементов

Фотоэлектрические модули, благодаря своим электрическим свойствам, вырабатывают постоянный, а не переменный ток. Он используется во многих простых устройствах, питающихся от батарей. Переменный же ток, напротив, меняет свое направление через регулярные промежутки времени. Именно этот тип электричества поставляют энергопроизводители, он используется для большинства современных приборов и электронных устройств. В простейших системах постоянный ток фотоэлектрических модулей используется напрямую. Там же, где нужен переменный ток, к системе необходимо добавить инвертор, который преобразует постоянный ток в переменный.

Современное производство фотоэлементов практически полностью основано на кремнии. Около 80% всех модулей производится с использованием поли- или монокристаллического кремния, а остальные 20% используют аморфный кремний. Кристаллические фотоэлементы - наиболее распространенные, обычно они имеют синий цвет с отблеском. Аморфные, или некристаллические - гладкие на вид и меняют цвет в зависимости от угла зрения. Монокристаллический кремний имеет наилучшую эффективность (около 14%), но он дороже, чем поликристаллический, эффективность которого в среднем составляет 11%. Аморфный кремний широко применяется в небольших приборах, таких как часы и калькуляторы, но его эффективность и долгосрочная стабильность значительно ниже, поэтому он редко применяется в силовых установках.

Фотоэлемент представляет собой "сэндвич" из кремния - второго по распространенности на Земле вещества. Девяносто девять процентов современных солнечных элементов изготавливают из кремния (Si), а остальные построены на том же принципе, что и кремниевые солнечные элементы. На один слой кремния наносится определенное вещество, благодаря которому образуется избыток электронов. Получается отрицательно заряженный ("N") слой. На другом слое создается недостаток электронов, он становится положительно заряженным ("P"). Собранные вместе с проводниками, эти две поверхности образуют светочувствительный электронно-дырочный переход. Он называется полупроводником, так как, в отличие от электропровода, проводит ток только в одном направлении - от отрицательного к положительному. При воздействии солнца или другого интенсивного источника света возникает постоянный ток напряжением примерно в 0,5 Вольт. Сила тока (ампер) пропорциональна световой энергии (количеству фотонов). В любой фотоэлектрической системе напряжение почти постоянно, а ток пропорционален размеру фотоэлементов и интенсивности света.

Технология солнечных фотоэлектрических элементов

Фотоэлементы производятся из сверхчистого кремния, смешанного в точной пропорции с некоторыми другими веществами. Сверхчистая кремниевая подложка, из которой делают фотоэлементы, стоит очень дорого. Количества сверхчистого кремния, необходимого для изготовления одного фотоэлектрического модуля мощностью 50 Вт, было бы достаточно для интегральных схем примерно двух тысяч компьютеров. Кроме того, в фотоэлементах присутствуют алюминий, стекло и пластмасса - недорогие и многократно используемые материалы.

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Использование Apple Vision Pro во время операций 16.03.2024

Медицинская команда больницы Кромвеля в Лондоне впервые применила Apple Vision Pro в ходе двух операций на позвоночнике. Это событие подтверждает потенциал гарнитуры в качестве медицинского инструмента, изменяющего подход к хирургической практике. Хотя сами врачи не использовали Vision Pro, операционная медсестра работала с виртуальной реальностью, используя очки во время подготовки и выполнения процедур. Гарнитура позволила просматривать виртуальные экраны в операционной, выбирать инструменты и следить за ходом операции. Программное обеспечение, разработанное компанией eXeX, специализирующейся на создании приложений на основе искусственного интеллекта для хирургии, существенно улучшило процесс оказания медицинской помощи пациентам. Использование Apple Vision Pro открывает новые возможности для разработки приложений в сфере здравоохранения, таких как клиническое образование, планирование операций, обучение и медицинская визуализация. Внедрение Apple Vision Pro в медицинскую пр ...>>

Хранение углерода в Северное море 16.03.2024

Министр энергетики Норвегии Терье Осланд объявил о запуске проекта Longship, нацеленного на создание центрального хранилища углекислого газа в Северном море. Этот амбициозный проект оценивается в $2,6 млрд и направлен на применение технологии CCS (углеродного захвата и хранения) для смягчения воздействия климатических изменений. Норвегия уже имеет опыт в области CCS благодаря успешным проектам Sleipner и Snohvit, и сейчас стремится увеличить объем углерода, запечатываемого под морским дном. План Longship предусматривает создание мощности по захвату и хранению 1,5 млн. тонн углерода ежегодно в течение 25 лет. Несмотря на позитивные перспективы, существуют опасения по поводу долгосрочных последствий такого хранения. Однако сторонники проекта утверждают, что морское хранение углерода имеет ряд преимуществ, включая минимальное воздействие на окружающую среду. Проект Longship осуществляется при участии компаний Equinor, Shell и TotalEnergies через совместное предприятие Northern Li ...>>

Выращены мини-органы из амниотической жидкости человека 15.03.2024

Международная команда ученых под руководством профессора Фань Сюлиня из Университета Чжэцзян разработала уникальный способ выращивания мини-органов из клеток, обнаруженных в амниотической жидкости человека. Этот значительный прорыв в медицине может привести к улучшению диагностики и лечения врожденных заболеваний. Органоиды, представляющие собой трехмерные клеточные структуры, имитирующие органы в меньшем масштабе, были выращены из клеток легких, почек и тонкого кишечника, найденных в амниотической жидкости. Этот метод открывает новые возможности для изучения различных состояний плода и может стать ключом к ранней диагностике и лечению врожденных дефектов. Хотя пока не проводились попытки использования этого метода в лечении, ученые надеются, что их исследования в будущем помогут бороться с серьезными врожденными заболеваниями, которые затрагивают миллионы новорожденных ежегодно. Этот прорыв может изменить практику медицинских вмешательств, позволяя диагностировать и лечить врожд ...>>

Случайная новость из Архива

Легкое железо флеш-бейнит 23.12.2015

Железоуглеродный сплав бейнит (он же игольчатый троостит) представляет собой игольчатую структуру стали, образующуюся при термической обработке в результате так называемого промежуточного превращения аустенита, и состоит из смеси частиц перенасыщенного углеродом феррита и карбида железа. (После усвоения такого количества различных "-итов" становится понятным, почему миллиардеры М.Фридман и В.Рашников вышли из металлургических ВУЗов - голова требуется хорошая).

Миллиардером (или, по крайней мере, миллионером) собирается стать и американский металлург-самоучка Гэри Кола (Gary Cola), который почти пять лет назад пришел к ученым университета штата Огайо и сказал, что изобрел способ повысить прочность стали на семь процентов. После изрядной доли скепсиса инженеры согласились испытать сплав, показанный Кола, и оказалось, что так оно и есть. Более того, материал, названный изобретателем Flash Bainite, можно вытянуть в длину и сделать тоньше на 30% по сравнению с мартенситом - основной структурной составляющей закаленной стали, представляющей собой упорядоченный пересыщенный твердый раствор углерода в a-железе такой же концентрации, как у исходного аустенита.

Придуманный Кола процесс отличается от традиционного тем, что обычная сталь при изготовлении проходит термическую обработку при температуре около 900°C в течение нескольких часов, а то и дней. В процессе изготовления "флеш-бейнита" листы стали прокатываются через пламя температурой 1100°C, а потом погружаются в охлаждающую ванну, причем на все это уходит 10 секунд. Помимо невероятной экономии времени, прочный "флеш-бейнит" так же хорошо поддается прессовке для создания сложных автомобильных форм, как широко применяющаяся двухфазная сталь DP1180. Но "флеш-бейнит" при этом на 25% прочнее.

В 2011 г. материал прошел испытания в Армии США, а в 2013 г. Гэри Кола заключил договоры на испытания с несколькими ведущими автомобильными фирмами (какими - не уточняется из-за положений о конфиденциальности). А только что изобретатель договорился с еще одним производителем об использовании "флеш-бейнитовых" трубок для противоударных балок безопасности в дверях автомобиля и других элементов конструкции. Применение материала Flash Bainite должно дать экономию свыше 30%.

Другие интересные новости:

▪ Происхождение дупла в дереве

▪ Во время сна мы вспоминаем

▪ Новый метод быстрого оптического измерения расстояния

▪ Нетонущий мобильник

▪ Магнит и сверхпровод

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

 

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Компьютерные устройства. Подборка статей

▪ статья Педагогика. Шпаргалка

▪ статья Как муравьи выбирают королеву из нескольких претенденток? Подробный ответ

▪ статья Анестезиолог-реаниматолог. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Система управления микро гидроэлектростанций. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Универсальный цифровой фильтр. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

Имя:


E-mail (не обязательно):


Комментарий:





All languages of this page

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте

www.diagram.com.ua

www.diagram.com.ua
2000-2024