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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Камни в печени и спорт 14.04.2000 Занятия спортом по два-три часа в неделю на 20 процентов уменьшают вероятность того, что вам понадобится операция по удалению желчного пузыря, набитого камнями. Изучены медицинские карты более 60 тысяч сотрудников американских больниц и клиник, в основном обслуживающего персонала (от этих людей, всегда находящихся "под рукой" у врачей, легче получить и согласие на обследование, и все необходимые сведения об образе жизни). Оказалось, что среди тех, кому пришлось удалять желчный пузырь (а таких набралось 3257 человек), преобладали ведущие малоподвижный образ жизни. Причем, чтобы избежать операции, необязательно серьезно заниматься физкультурой и спортом, достаточно, например, 2-3 часа в неделю ходить пешком. Пока нет бесспорного объяснения такой зависимости, но предполагают, что активные движения мышц предотвращают застой желчи в пузыре, а значит, и образование камней.

Другие интересные новости:

▪ Выращены мини-органы из амниотической жидкости человека

▪ Удобрения из бурого угля

▪ SSD Micron P420m

▪ Аккумулятор нового типа на основе углерода

▪ Бумага, сохраняющая энергию электричества

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Автомобиль. Подборка статей

▪ статья История нового времени. Шпаргалка

▪ статья Что такое секстант? Подробный ответ

▪ статья Соответствие проектов требованиям техники безопасности

▪ статья Усилитель низкой частоты на микросхеме LA4183. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Масляные краски. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026