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:

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 Процессор на 2D-транзисторах из дисульфида молибдена 22.11.2023 Научно-исследовательская группа из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) представила инновационный процессор, построенный на основе атомарно-тонких полупроводников из дисульфида молибдена (MoS2). Этот процессор, состоящий из 1024 транзисторов, предлагает новый подход к вычислениям, храня данные внутри процессора и обеспечивая значительное снижение энергопотребления компьютеров. Представленный процессор на основе дисульфида молибдена с интегрированными вычислениями в памяти обозначает значительный перелом в сфере вычислительных технологий. Этот инновационный подход, сфокусированный на хранении и обработке данных внутри процессора, открывает новые перспективы в области энергоэффективности и применения в сфере искусственного интеллекта. Дисульфид молибдена, с его толщиной в три атома, выступает в роли рабочего канала транзисторов, подобно графену в мире полупроводников. Исследователи производят целые пластины этого материала, используемые для создания кристалла процессора, площадью 1 см2. Такая технология производства может быть внедрена на существующих заводах, занимающихся обработкой кремния. Каждый транзистор MoS2 в процессоре оборудован управляющим плавающим затвором, который выполняет роль хранения данных и управления транзистором. Это позволяет процессору выполнять вычисления внутри себя, без необходимости передачи данных на внешние устройства. Разработанный прототип предназначен для выполнения важной операции векторно-матричного умножения, широко применяемой в области цифровой обработки сигналов и искусственного интеллекта. Создав масштабный рабочий прототип, исследователи демонстрируют перспективы массового производства подобных процессоров, что обещает революционные изменения в вычислительной технологии.

Другие интересные новости:

▪ Биометрический сканер Finger Vein Authentication Device

▪ Оригинальные новинки в канун Нового года

▪ Новая Зеландия запустила первую космическую ракету

▪ Доказано существование петли времени

▪ Углекислый газ из влажного воздуха

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Жизнь замечательных физиков. Подборка статей

▪ статья Закон минимума. История и суть научного открытия

▪ статья Почему пчелы танцуют? Подробный ответ

▪ статья Воандзея подземная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Электронный переключатель антенны. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Преобразователь напряжения для зарядных устройств сотовых телефонов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025