Полупроводниковые солнечные батареи. Справочные данные

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Справочные материалы

 Комментарии к статье

Полупроводниковый р-n переход, способный преобразовывать падающее на него световое излучение в электрический ток, называют фотоэлементом. Если несколько фотоэлементов электрически и механически объединить для совместной работы в качестве источника электроэнергии, получим солнечную батарею.

Основные материалы, используемые для изготовления фотоэлементов, - кремний и арсенид галлия. GaAs обеспечивает более высокий КПД фотопреобразования - до 22 % (у Si - около 17 %), но он существенно дороже кремния. К тому же производство кремния в настоящее время освоено наиболее хорошо. По этим причинам он и является основным материалом для изготовления солнечных батарей.

Под действием света на р-n переход области р и n полупроводника приобретают разнополярные заряды, из-за чего на выводах фотоэлемента появляется напряжение холостого хода. Если к выводам подключить внешнюю цепь с нагрузкой, через нагрузку и фотоэлемент потечет ток, напряжение уменьшится, а при замыкании выводов через фотоэлемент будет течь ток замыкания.

Оптимальным будет такой режим, когда на нагрузке выделяется максимальная мощность. Этому режиму соответствуют рабочее напряжение на нагрузке и рабочий ток через нее.

Конструктивно солнечная батарея представляет собой плоскую панель, состоящую из размещенных вплотную фотоэлементов и электрических соединений, защищенную с лицевой стороны прозрачным твердым покрытием. Число фотоэлементов в батарее может быть различным, от нескольких десятков до нескольких тысяч. Площадь панели у больших промышленных солнечных батарей может достигать тысячи квадратных метров, а максимальная генерируемая мощность - десятков киловатт.

Небольшие солнечные батареи могут служить источниками энергии для зарядки аккумуляторов, работы электродвигателей различного назначения, питания осветительных приборов и радиоэлектронной аппаратуры в полевых условиях. Особенно эффективны эти батареи в регионах с относительно большим числом солнечных дней в году.

В настоящее время общемировая мощность, вырабатываемая солнечными установками, равна 200 МВт при суммарной площади батарей в 2 млн м2.

Ведущие позиции на мировом рынке производства солнечных батарей занимают Япония, Германия и США, которые производят до 70 % всей продукции.

Ниже помещены характеристики некоторых серийных отечественных солнечных установок различного назначения.

Кроме этих установок, предназначенных для решения конкретных задач, отечественная промышленность выпускает ряд солнечных модулей, из которых можно собирать, как из конструктора, источники электрической энергии самой различной мощности. Соответствующей коммутацией модулей можно изменять рабочее напряжение на нагрузке. Параметры модулей сведены в таблицу.

ОСБ

Ориентируемая солнечная батарея ОСБ состоит из двух одинаковых панелей и гидромеханического устройства, обеспечивающего установку панелей в положение максимального облучения солнцем. Батарея смонтирована на устойчивой подставке.

Установка предназначена для зарядки аккумуляторных батарей с номинальным напряжением 12 В и питания радиоэлектронной аппаратуры.

• Номинальная мощность, Вт.....80
• Рабочее напряжение на нагрузке, В.....16,5
• Номинальный поток солнечной энергии, падающий на фоточувствительную поверхность, Вт/м2.....1000
• Площадь фоточувствительной поверхности одной панели, м.....0,42
• Масса батареи, кг.....16
• Рабочий интервал температуры окружающей среды, °С.....-60...+80

БСП-10

Батарея солнечная переключаемая БСП-10 оснащена устройством, позволяющим путем коммутации групп солнечных элементов получать различные значения рабочего напряжения. Рассчитана на питание измерительной и другой радиоэлектронной аппаратуры.

• Номинальная мощность, Вт.....10
• Рабочее напряжение на нагрузке, В.....4,5; 6; 9; 10,5; 12
• Номинальный поток солнечной энергии, падающий на фоточувствительную поверхность, Вт/м2.....1000
• Площадь фоточувствительной поверхности, см2.....1000
• Масса батареи, кг.....2,8
• Рабочий интервал температуры окружающей среды,°С.....-40...+80

СЭФУ

Система энергообеспечения фотоэлектрическая универсальная СЭФУ состоит из 15 солнечных панелей, установленных на подставке, и подключенной к ним буферной аккумуляторной батареи. Система предназначена для питания аппаратуры для стрижки овец, зарядки внешних аккумуляторных батарей и бытового электрообеспечения в условиях отдаленных пастбищ. Система может работать в двух режимах.

• Номинальная мощность, Вт, в режиме питания стригальной машины.....250
• зарядки внешних аккумуляторных батарей.....200
• Рабочее напряжение на нагрузке, В, в режиме питания стригальной машины.....41
• зарядки внешних аккумуляторных батарей 16,5
• Номинальный поток солнеч­ной энергии, падающий на фоточувствительную поверхность панелей, Вт/м2.....1000
• Общая площадь фоточувствительной поверхности системы, м2.....2,2
• Масса фотоэлектрической батареи, кг.....36
• Рабочий интервал температуры окружающей среды, °С.....-60...+80

ПСЭ

Переносная солнечная электростанция ПСЭ состоит из двух или четырех панелей, шарнирно скрепленных между собой таким образом, что могут быть компактно сложены в походную сумку. Станция предназначена для электропитания радиоаппаратуры и измерительных приборов в туристических походах, геологических партиях, альпинистских лагерях.

• Номинальная мощность, Вт, в исполнении с двумя панелями 50 с четырьмя панелями.....100
• Рабочее напряжение на нагрузке, В.....12,5±2
• Номинальный поток солнечной энергии, падающий на фоточувствительную поверхность панелей, Вт/м2.....1000
• Площадь фоточувствительной поверхности одной.....0,26
• Масса электростанции, кг двупанельной.....3,8
• четырехпанельной.....6,8
• Рабочий интервал температуры окружающей среды,°С.....60...+80

ФЭС-60

Фотоэлектрическая станция ФЭС-60 представляет собой две фоточувствительные панели, установленные на жесткой подставке. Станция предназначена для электропитания механизмов откачки меда, водяного насоса, бытовых электроприборов и приемопередающей аппаратуры в условиях выездной пасеки.

• Номинальная мощность, Вт.....80
• Рабочее напряжение на нагрузке, В.....12
• Номинальный поток солнечной энергии, падающей на фоточувствительную поверхность, Вт/м2.....600
• Номинальная производительность насоса при подъеме воды на высоту 7 м, м3/ч.....0,5
• Площадь фоточувствительной поверхности панелей, м2.....0,84
• Масса станции, кг.....35
• Рабочий интервал температуры окружающей среды, °С.....-40...+70

Автор: А.Юшин, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Справочные материалы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Дефицит витамина B12 удваивает риск депрессии 21.01.2026

Питание и баланс микроэлементов играют ключевую роль не только для физического, но и для психического здоровья. Недавние исследования ирландских ученых показывают, что недостаток витамина B12 способен значительно повышать риск развития депрессии у пожилых людей, влияя на работу нервной системы и общее самочувствие. Витамин B12 необходим для правильного формирования эритроцитов, поддержания нервной системы и синтеза ДНК. Его дефицит может проявляться широким спектром симптомов: усталостью, слабостью, запорами, потерей аппетита и веса. У некоторых людей наблюдаются нарушения памяти, дезориентация и снижение когнитивных функций, доходящее до деменции. Особое внимание ученых привлекает анемия, которая является одним из самых опасных последствий недостатка B12. Она может возникать также при дефиците других витаминов группы B, включая фолиевую кислоту, и требует ранней диагностики и коррекции для предотвращения необратимых изменений в организме. Новое исследование показало, что у по ...>>

Бойлер Superheat добывает Bitcoin 21.01.2026

Стартап Superheat представил необычное решение - бытовой водонагреватель с функцией майнинга криптовалюты, который позволяет одновременно греть воду и генерировать доход от вычислительных операций. Модель Superheat H1 сочетает в себе накопительный бойлер объемом 190 литров и специализированный ASIC-компьютер, предназначенный для добычи Bitcoin. При работе чипов выделяется тепло, которое через встроенный теплообменник используется для нагрева воды. Таким образом, энергия, обычно теряемая при майнинге, эффективно применяется в бытовых целях. Разработчики отмечают, что расходы на электроэнергию для владельца устройства сопоставимы с затратами на обычный электрический бойлер. При этом доход от майнинга может частично или полностью компенсировать стоимость подогрева воды, превращая бытовую технику в потенциальный источник дополнительного дохода. Цена Superheat H1 составляет около 2000 долларов, что на 30-40% выше стандартных аналогов, но компенсируется инновационной функциональностью. ...>>

Стратегическое значение меди 20.01.2026

Эксперты предупреждают, что без своевременного наращивания добычи и переработки меди глобальная экономика может столкнуться с серьезным дефицитом уже в ближайшие десятилетия. По прогнозам аналитиков S&P Global, мировой спрос на медь к 2040 году вырастет на 50% и достигнет 42 миллионов метрических тонн. При этом предложение рискует не успеть за ростом потребления, что создаст напряженность на мировых рынках. Об этом в интервью телеканалу CNBC рассказал вицеголова S&P Global Даниэл Ергин. Основным драйвером роста спроса эксперты называют глобальную электрификацию. Медь играет ключевую роль в строительстве дата-центров, развитии энергетических сетей, производстве электромобилей и в оборонной промышленности. Без этого металла реализация масштабных энергетических и технологических проектов будет невозможна. Ергин отметил, что к 2040 году мировое потребление электроэнергии увеличится на 50%, что эквивалентно ежегодному вводу в эксплуатацию около 650 атомных электростанций. М ...>>

Случайная новость из Архива Измерение сверхмалой гравитации 19.03.2021 Точные эксперименты позволили измерить притяжение между объектами массой всего 0,09 грамма и показали, что закон Ньютона действует и на этом уровне. Со времен Исаака Ньютона известно, что сила гравитационного притяжения между парой объектов прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Появившаяся в начале ХХ века Общая теория относительности, которая рассматривает гравитацию как геометрические деформации пространства-времени, точнее описывает поведение массивных тем на астрономических масштабах. Но как ведет себя гравитация на противоположной стороне шкалы, на уровне элементарных частиц, - неизвестно. Даже проверки ньютоновских формул проводят, как правило, с объектами массой порядка килограммов и граммов: их гравитация так мала, что измерить ее крайне непросто. Однако недавно команде Тобиаса Вестфаля (Tobias Westphal) из Австрийской академии наук удалось провести такую работу для золотых сфер массой всего 90 миллиграммов, зарегистрировав гравитационную силу рекордно малой величины. В основе экспериментов - схема, изобретенная еще Генри Кавендишем, который таким способом впервые измерил гравитационные взаимодействия между предметами в своей лаборатории. Для этого он закрепил тестовую массу (свинцовый шар) на конце деревянного коромысла, подвешенного за нить, и уравновесил вторым таким же шаром. С тестовым грузом медленно сближался второй, более массивный шар, притяжение которого заставляло коромысло слегка вращаться. Регистрируя закручивание нити, можно было точно оценить величину вращения и рассчитать силу притяжения между массами. Тобиас Вестфаль и его коллеги провели аналогичный эксперимент, тестовыми грузами в котором служили золотые сферы массой всего 90 миллиграммов, закрепленные на миниатюрном стеклянном коромысле и подвешенные на тончайшей кремниевой нити. Отклонение коромысла регистрировали по повороту установленного на нем зеркальца, которое освещалось лазерным лучом. И, конечно, работая на таком уровне точности, ученым пришлось производить эксперименты в глубоком вакууме и тщательно экранировать электромагнитные поля с помощью клетки Фарадея. Тщательные измерения показали, что формула Ньютона продолжает работать и на масштабе миллиграммовых масс. Рассчитав гравитационную постоянную (G) на основе своих измерений, ученые показали, что она всего на девять процентов отличается от стандартного принятого значения. Но главное - авторы продемонстрировали, что такие измерения в принципе возможны и позволяют регистрировать сверхмалые силы гравитации. Быть может, когда-нибудь они помогут понять их работу и на уровне элементарных частиц.

Другие интересные новости:

▪ Охлаждение крыльев бабочек

▪ Ученые определили важность релятивистских эффектов для объектов

▪ Глобальное потепление приводит к обесцвечиванию кораллов

▪ Лазер может подглядывать в замочную скважину

▪ Медицинские киберпиявки

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Технологии радиолюбителя. Подборка статей

▪ статья Джон Максвелл Кутзее. Знаменитые афоризмы

▪ статья Что странного в красноносом олене Рудольфе? Подробный ответ

▪ статья Контролер газового хозяйства. Должностная инструкция

▪ статья Измеритель емкости электролитических конденсаторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Поднятие выбранной карты, возвращенной в колоду. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026