Виды и характеристики солнечных батарей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

 Комментарии к статье

Солнечная батарея состоит из отдельных элементов, соединенных последовательно-параллельно (рис. 1.3, 1.4).

Элементы применяются в портативных устройствах радиоэлектронной техники, для миниатюрных светильников (на светодиодах) и зарядных устройств сотовых телефонов.

Прототипом современных солнечных элементов являют фотоумножители (ФЭУ).

Фотоумножители

Фотоумножители, обладающие высоким усилением и быстродействием, получили широкое распространение в дозиметрических приборах, использующих сцинтилляторы - вещества, реагирующие на проникающую в них ионизирующую частицу вспышкой света.

Рис1 3. Элемент с наименованием EL44. Напряжение 1,6 В, ток 25 мА.

Рис.1.4. Элемент RS5415.5. Напряжение 1,2 В, ток 22 мА

Параметры некоторых фотоумножителей отечественного производства приведены в табл 1.3.

Таблица 1.3. Фотоумножители

Процесс преобразования световой (photons) энергии в электрическую (voltage) называется PV-эффект. Он был открыт в 1954 году, когда ученые обнаружили, 4to кремний (этот элемент - основа обыкновенного песка) создает электрическую энергию, когда его освещают солнечным светом. Вскоре солнечные элементы стали применять для питания электронной аппаратуры космических спутников и небольших электронных устройств таких, как калькуляторы и наручные часы.

Когда аккумулятор для зарядки подсоединяется к солнечной панели, обычно в цепь необходимо включать контроллер для предупреждения перезаряда. Эта схема использует параллельный способ подключения. При этом способе солнечная панель всегда подключена к аккумулятору через последовательный диод. Когда солнечная панель заряжает аккумулятор до желаемого максимального напряжения, схема параллельно солнечной панели подключает нагрузочный резистор, чтобы поглощать избыточную мощность с солнечной панели.

Функция полезной мощности, отдаваемой солнечной батареей в нагрузку, зависит от вырабатываемого напряжения, которое в свою очередь зависит от инсоляции - то есть от интенсивности солнечного света - и температуры самой батареи. Работа йа кривой зависимости ток/напряжение где-либо еще кроме точки максимальной получаемой мощности, приводит к снижению эффективности работы и потере доступной энергии. Следовательно, контроль точки максимальной мощности является необходимой функцией в передовых системах управления источниками солнечной энергии, так как это может увеличить практическую эффективность часто на 30% и более.

Системы, получающие энергию от возобновляемых источников, таких как солнечные батареи или ветровые генераторы, обычно накапливают энергию в аккумуляторах, а затем отдают ее в нагрузку. Часто, оба этих процесса происходят независимо. Периодическое вычисление оставшегося заряда аккумулятора гарантирует хорошую и продолжительную его работу, то же относится и к контролю тока, отдаваемого аккумулятором в нагрузку. Текущий заряд батареи вычисляется исходя из ее ранее вычисленного заряда, плюс полученная энергия при заряде или минус энергия, отданная в нагрузку.

Фотоэлектрический преобразователь

ФЭП применяются в условиях хорошей освещенности.

Различают несколько типов солнечных кремневых батарей; самый эффективный тип (ФЭП) изготавливают из монокристаллического кремния. КПД таких (ФЭП) доходит до 24%.

Распространенные ФЭП на основе монокристаллов имеют эффективность до 17,5%. Срок эксплуатации практически неограничен, помимо незначительного потемнения технологического полимера, одновременно являющегося герметиком для фотопластин; исходя из этого срок эксплуатации может достигать четверти века.

Времена, когда солнечные панели были очень громоздкими, хрупкими и нежными, постепенно уходят в прошлое и производители предлагают все более экстремальные варианты этих экологических источников энергии.

ФЭП из поликристаллического кремния имеют максимальный КПД до 15%, срок эксплуатации приближенный к сроку эксплуатации монокристаллического кремния. Себестоимость поликристаллического кремния незначительно ниже монокристаллического.

Электронных устройств на основе фотоэлементов очень много. Причем миниатюрные фотоэлементы, такие, как представлены на рис. 1.3 и 1.4 имеют малую мощность и, соответственно, малую стоимость. Однако, в радиолюбительских разработках уместно применять эти недорогие фотоэлементы и даже составлять из них солнечные батареи небольшой мощности. Как один из примеров рассмотрим устройство фонарика с "солнечным" элементом.

О модулях солнечных батарей

Модули солнечных батарей конструктивно реализуются в виде монолитного ламината спаянных монокристаллических элементов.

Каркасная солнечная батарея выполнена в виде панели, заключенной в каркас из алюминиевого профиля. Панель представляет собой фотоэлектрический генератор, состоящий из стеклянной плиты с заламинированными на ней элементами.

К внутренней стороне корпуса модуля прикреплен диодный блок, под крышкой которого размещены электрические контакты, предназначенные для подключения модуля.

Бескаркасные модули представляют собой ламинат на алюминии, стеклотекстолите, а также - без всякой подложки. Солнечные элементы расположены между двумя слоями ламинирующей пленки ЭВА (этил-винил-ацетат). Лицевая сторона защищена оптически прозрачной пленкой типа ПЭТ (полиэтилентерефталат), а тыльная - либо подложкой (стеклотекстолит, алюминий), либо той же пленкой ПЭТ без дополнительных требований к оптическим характеристикам.

Солнечные батареи сохраняют работоспособность:

• в диапазоне температур от -50°C до +75°C;
• атмосферном давлении 84-106,7 кПа;
• относительной влажности до 100%;
• дождя интенсивностью 5мм/мин;
• снеговой или гололедно-ветровой нагрузки до 2000 Па.

Солнечная батарея являет собой, прежде всего, законченный фотоэлектрический преобразователь, который был рассмотрен выше, его технические характеристики справедливы как для отдельных элементов, так и для солнечных батарей.

Автор: Кашкаров А.П.

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Мясной стейк выращен из вырезки 20.03.2023 Швейцарский стартап Mirai Foods представил первый в мире стейк, выращенный из клеток. Стартап давно работает над созданием культивируемого мяса. Теперь в компании утверждают, что им удалось совершить первый настоящий прорыв. Технология уже получила три патента и название Fibration Technology. В Mirai Food заявили, что открытие связано с естественным возобновляемым клеточным процессом, позволяющим выращивать ткани, имитирующие обычное мясо. "Стейк из филе - это самый сложный вызов: он состоит из разных типов клеток, которые при правильном сочетании приводят к сложной структуре мяса", - говорит основатель стартапа. Стейк был изготовлен в биореакторе собственной разработки. Мясо стейка создано из длинных культивируемых мышечных волокон, которые затем соединяются ферментами и дополняются культивированной жировой тканью. Процесс создания мяса таким образом занимает пять дней, после чего "выходит центральная часть вырезки, из которой можно нарезать стейки практически любой толщины". "Мы можем предложить реальную альтернативу обычному мясу, используя нашу технологию, можно приготовить и съесть настоящий стейк - и знать, что ни одно животное не погибло ради него и климат не нанесен вред. Питание - это огромный рычаг для повышения уровня защиты климата животных: ожидается, что к 2050 году спрос на мясо удвоится. При этом традиционные методы производства мяса уже не могут удовлетворить этот спрос", - заявил гендиректор стартапа. Компания собирается возглавить отрасль по производству цельных кусков мяса путем культивирования, в которой большинство продуктов до сих пор больше похожи на фарш для бургеров и наггетсов. При этом уже с начала этого года британская компания BSF Enterprises представила цельную свиную вырезку, а японские специалисты отрасли утверждают, что они также разработали цельный стейк из культивируемых клеток. Но, по словам швейцарского стартапа, они способны производить культивированное мясо без использования генной инженерии. Использование ГМО очень ограничено в ЕС, поэтому в компании утверждают, что концентрируются на преимуществах европейских потребителей.

Другие интересные новости:

▪ Рентгеновский лазер на столе

▪ Выключатели Schneider Merten D-Life с дистанционным управлением смартфоном

▪ Электричество ведет себя как вода

▪ Гиперзвуковой биплан

▪ Социальные сети становятся основным источником информации

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Охрана труда. Подборка статей

▪ статья Щерба Лев Владимирович. Знаменитые афоризмы

▪ статья Почему из Бриллиантовой руки удалили сцену с ядерным взрывом? Подробный ответ

▪ статья Отравления. Причины отравлений. Профилактика отравлений. Угарный газ. Медицинская помощь

▪ статья Удаления с одежды наиболее часто встречающихся пятен. Простые рецепты и советы

▪ статья Аварийное питание 220 вольт от аккумулятора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025