Читать «Альтернативные источники энергии и энергосбережение» онлайн - страница 70
В. Германович
Но с применением более простых по конструкции, а значит, и более дешевых гелиостатов себестоимость электроэнергии, вырабатываемой солнечными электростанциями, должна существенно снизиться.
Фототермические и фотоэлектрические преобразователи света
Существуют два основных способа преобразования солнечной энергии:
♦ фототермический;
♦ фотоэлектрический.
В первом, простейшем,
Солнечный коллектор простой конструкции площадью 1 м2 за день может нагреть 50–70 л воды до температуры 80–90 °C.
Использование солнечных коллекторов позволяет снабжать горячей водой многие дома в южных районах.
И все же будущее солнечной энергетики за прямым преобразованием солнечного излучения в электрический ток с помощью полупроводниковых фотоэлементов — солнечных батарей.
Еще в 30-х годах прошлого века, когда КПД первых фотоэлементов едва доходил до 1 %, об этом говорил основатель Физико-технического института (ФТИ) академик А. Ф. Иоффе. Предвидение ученого воплотилось в жизнь в конце 1950-х годов с запуском искусственных спутников Земли, главным энергетическим источником которых стали
Солнечные элементы — принципы работы
Солнечные элементы (СЭ) изготавливаются из материалов, которые напрямую преобразуют солнечный свет в электричество. Большая часть из коммерчески выпускаемых в настоящее время СЭ изготавливается из кремния (химический символ Si). Устройство солнечного элемента показано на рис. 3.1.
Рис. 3.1.
Типы солнечных элементов. СЭ может быть следующих типов:
♦ монокристаллический;
♦ поликристаллический;
♦ аморфный.
Прежде всего, в СЭ имеется задний контакт и 2 слоя кремния разной проводимости. Сверху имеется сетка из металлических контактов и антибликовое просветляющее покрытие, которое дает СЭ характерный синий оттенок.
В последние годы разработаны новые типы материалов для СЭ. Например, тонкопленочные СЭ из медь-индий-диселенида и из CdTe (теллурид кадмия). Эти СЭ в последнее время также коммерчески используются.
КПД солнечных элементов:
♦ монокристаллические — 12…15 %;
♦ поликристаллические — 11…14 %;
♦ аморфные — 6…7 %;
♦ теллурид кадмия — 7…8 %.
Пиковый ватт. СЭ производит электричество, когда освещается светом. В зависимости от интенсивности света (измеряемой в Вт/м2), солнечный элемент производит больше или меньше электричества: яркий солнечный свет более предпочтителен, чем тень, и тень более предпочтительна, чем электрический свет.
Для сравнения СЭ и модулей необходимо знать так называемую номинальную мощность элемента или модуля. Номинальная мощность, выращенная в ваттах пиковой мощности Wp, — это мера того, сколько электроэнергии может произвести фотоэлектрический модули при оптимальных условиях.