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:

Плоская Вселенная не обязательно бесконечна 08.10.2026

Как устроено пространство Вселенной - один из фундаментальных вопросов современной космологии. На первый взгляд может показаться, что если пространство не имеет заметной кривизны, то оно должно простираться бесконечно во всех направлениях. Однако геометрия и топология пространства - не одно и то же, поэтому плоская Вселенная вовсе не обязана быть бесконечной. Новые результаты американских ученых позволяют увереннее говорить о геометрии космоса, но одновременно показывают, почему вопрос о его истинных размерах остается открытым. Ключом к определению геометрии Вселенной стал космический микроволновый фон (CMB) - излучение, сохранившееся с ранних этапов ее развития. Оно представляет собой своеобразный космический снимок очень молодой Вселенной, а распределение температуры в этом излучении содержит информацию о свойствах пространства, через которое свет распространялся на протяжении миллиардов лет. Анализируя характерные особенности CMB, исследователи могут проверять, соответствует ли н ...>>

Музыкальный плеер New Matter Sudo SP-01 08.10.2026

Смартфон давно объединил в одном корпусе практически все устройства, которые раньше человеку приходилось носить с собой по отдельности. Однако именно это удобство для некоторых пользователей стало недостатком: прослушивание музыки постоянно соседствует с уведомлениями, звонками и другими функциями телефона. Стартап New Matter решил обратиться к идее самостоятельного музыкального гаджета и представил портативный плеер Sudo SP-01, внешний вид которого явно отсылает к классическим iPod. Новинка получила компактный металлический корпус размером 103,5х58,6х8,5 мм. Внутри предусмотрено 64 ГБ встроенной памяти, а расширить ее можно с помощью карты microSD объемом до 1 ТБ. Таким образом, Sudo SP-01 рассчитан прежде всего на хранение крупной музыкальной коллекции непосредственно на устройстве, без необходимости постоянно обращаться к памяти смартфона или подключать внешние накопители. Одной из наиболее заметных деталей плеера стало фирменное колесо прокрутки. Оно напоминает легендарный Cl ...>>

Новая ткань одновременно охлаждает человека и получает энергию от движений 07.10.2026

Одежда обычно выполняет довольно простую задачу: защищает тело от окружающей среды и помогает поддерживать комфортную температуру. Однако современные материалы постепенно превращают привычные предметы гардероба в своеобразные носимые устройства, способные не только регулировать теплообмен, но и получать энергию непосредственно от человека. Исследователи из Университета Иллинойса разработали именно такой материал - напечатанную на 3D-принтере ткань, которая одновременно охлаждает тело и вырабатывает электричество во время движения. Новая технология создана в Инженерном колледже Грейнджера. Основой материала служит композит на базе оксида циркония, нанесенный на текстильную подложку. В состоянии покоя такая поверхность способна отражать до 96% солнечного излучения, благодаря чему одежда значительно меньше нагревается под воздействием солнечных лучей. Одновременно материал помогает отводить тепло, выделяемое самим человеком, за счет его излучения в инфракрасном диапазоне. Особенно и ...>>

Случайная новость из Архива Замена подопытных животных на органеллы 16.04.2023 Технология органоидов может уменьшить необходимость тестирования на животных при разработке вакцин, позволяя проводить скрининг большого количества антигенов с меньшими затратами. Органеллы, продуцирующие В-клетки, сегодня, пожалуй, самая популярная тема, когда речь идет о скрининге кандидатов на вакцины против кроличьей лихорадки, также известной как туляремия. Эта увлекательная разработка шаг к долгожданной цели заменить животных для тестирования вакцин перед клиническими испытаниями. Испытания на животных были предметом споров на протяжении многих лет, борцы за права животных и окружающую среду возглавляли борьбу против этой противоречивой практики. Но, кажется, с помощью органоидов необходимость тестирования на животных скоро может уйти в прошлое. Органелы - это скопления клеток, которые ведут себя как настоящие органы. Их выращивают в лаборатории и поддерживают жизнь в условиях, имитирующих природную среду организма. Хотя до использования органоидов вместо трансплантатов еще достаточно далеко, мы уже можем создавать сотни таких органов из селезенки одного животного. Группа под руководством профессора Мэтью Делиса из Корнельского университета и доктора Анкура Сингха из Технологического института Джорджии изготовила органеллы из селезенки мыши и протестировала их на предмет создания вакцины против туляремии. Они ввели в органоиды молекулы-кандидаты для вакцины и проделали то же самое с живыми мышами. Испытания показали, что реакция В-клеток на молекулы была одинакова как в органоидах, так и у мышей. Это большой шаг вперед, поскольку это означает, что мы можем параллельно тестировать большое количество антигенов и сократить затраты. Содержание большого количества мышей в контролируемых условиях может быть дорогостоящим, поэтому этот метод может стать переломным для испытаний, требующих животных, более похожих на человека, например обезьян. Бактерия Francisella tularensis, вызывающая туляремию, ускользает от иммунной системы благодаря полисахаридному покрытию. Вакцины, разработанные только против этого покрытия, вызывают слабую реакцию. Для борьбы с этим авторы использовали подход, при котором часть полисахарида присоединялась к белку-носителю, например, к столбнячному или дифтерийному токсинам, которые иммунная система распознает с большей вероятностью. Сочетая их таким образом, В-клетки воспринимают бактерию как угрозу, но комбинации должны быть проверены, чтобы найти несколько, заслуживающих дальнейшего изучения. По мере усовершенствования технологии органоидов может появиться возможность использовать их для замены все большего количества испытаний, проводимых ныне на животных. Это не только более нравственный подход, но и то, что органеллы, созданные из человеческих клеток, могут уменьшить количество случаев, когда вакцины работают против других видов, но не работают при использовании на людях.

Другие интересные новости:

▪ Растягивание алмаза

▪ Дроны и коронавирус

▪ Электромобиль Mercedes-Benz VISION EQXX

▪ Wi-Fi ускорится вдвое

▪ Эта опасная ветроэнергетика

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Усилители мощности. Подборка статей

▪ статья Галиматья. Крылатое выражение

▪ статья Почему ассенизаторов называют золотарями? Подробный ответ

▪ статья Шалфей мускатный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Самодельный высокоомный вольтметр. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Заземление и защитные меры электробезопасности. Общие требования. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026