Закрыть

Добро пожаловать!

Введите, пожалуйста, Ваши логин и пароль

Авторизация
Скачать .xls

Меню

Лента новостей

Сантехнические работы
Сантехнические работы Фотогалерея проекта Краткое описание проекта Сантехнические работы <h2>Сантехнические работы фото</h2>  Предлагаем Вашему вниманию услуги

Сантехнический инструмент
Очень хорошо иметь возможность самостоятельно общаться с сантехникой — привести ее в рабочее состояние после засорения слива, заменить ту или иную деталь, провести профилактические работы по очистке

Герметик для ванной: какой лучше, как выбрать, пользоваться
При проведении ремонта в ванной комнате возникает необходимость в использовании герметизирующих составов. Надо предотвратить попадание воды в зазор между ванной (душевой кабиной) и стеной, между раковиной

52 незаменимых инструмента сантехника
В нашей сантехнической среде ходит много слухов о том, какой должен быть инструмент у сантехника. В этой статье я постараюсь развеять слухи и поделиться именно своим опытом по приобретению и использованию

Виды водопроводных труб и фитингов
Медные водопроводные трубы и фитинги Организация любого водопровода, в том числе и в частном доме, начинается с выбора подходящих водопроводных труб. Затем осуществляются работы с фитингами, склеивание

Инструменты для сантехнических работ
Инструменты для сантехнических работ Для установки навесных элементов сантехники — раковин и моек, —- а также для многих других работ (крепление опор трубопроводов и т. п.) понадобится электродрель

Виды и свойства герметиков. Какой герметик лучше выбрать?
Силиконовый герметик Практически во всех видах строительных работ наступает такой этап, когда возникшие стыки между конструкциями необходимо герметизировать, придать им окончательный завершенный вид,

ИНСТРУМЕНТЫ И УПЛОТНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Инструменты и приспособления для мелкого текущего ремонта Инструменты для монтажа трубопроводной сети Уплотнительные материалы ИНСТРУМЕНТЫ И УПЛОТНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ Инструменты и приспособления

Арматура для старого унитаза
Механизм сливного бачка унитаза старого образца Чтобы устранить любую проблему, возникшую в работе унитаза старого образца, достаточно знать, как устроен сливной бачок и хитрости его починки. Особенности

Как спрятать трубы в туалете простыми способами?
Как спрятать трубы в туалете, которые смотрятся абсолютно не эстетично, портя весь облик туалетной комнаты? Как известно, в туалете проходит общий канализационный стояк , трубы горячего, холодного водоснабжения

Гранит

Откуда Вы узнали про нашу компанию?
 
Печать

Історія створення сонячних батарей

  1. Історія створення
  2. Принцип роботи
  3. існуючі різновиди
  4. найбільші виробники
  5. висновки

Фотоелектричні сонячні панелі являють собою тонкі кремнієві пластини, які перетворять сонячне світло в електрику. Виробництво сонячних батарей сьогодні як ніколи актуально, тому що вони виступають в якості джерел енергії в широкому спектрі областей, в тому числі в телекомунікаційній, космічній галузях, медицині, зв'язку, мікроелектроніці і т.п. Сонячні батареї у вигляді великих масивів використовуються в різних супутниках і сонячних електростанціях.

Історія створення сонячних батарей почалася ще в 19 столітті, а технологія їх виробництва розвивалася на диво швидко Історія створення сонячних батарей почалася ще в 19 столітті, а технологія їх виробництва розвивалася на диво швидко. Причиною служили постійно проводяться дослідження в області перетворення сонячної енергії в електричну. Ще в 1839 році Антуан-Сезар Беккерель представив створену ним хімічну батарею, яка під впливом сонця виробляла електрику. Перша сонячна батарея мала ККД всього 1%. Тобто тільки один відсоток сонячного світла був перетворений в електрику. У 1873 році Віллоубі Сміт виявив чутливість селену до світла, а в 1877 році Адамс і Дей відзначили, що селен під впливом світла виробляє електричний струм. Чарльз Фріттс в 1880 році використав покритий золотом селен для виробництва першого сонячного елемента, який також мав ефективність 1%. Проте, Фріттс вважав свої сонячні елементи революційними. Він розглядав можливість використання безкоштовної сонячної енергії як засіб диверсифікації поставок енергії, пророкуючи, що вироблені сонячні батареї незабаром замінять існуючі електростанції.
З поясненням в 1905 році Альбертом Ейнштейном фотоефекту з'явилися надії на створення сонячних батарей з більш високим ККД, але прогрес виявився незначним. В середині 20 століття дослідження в області діодів і транзисторів дали необхідні для вчених знання. У 1954 році Гордон Пірсон, Дерріл Чапин і Кел Фуллер справили кремнієвий сонячний елемент, який має ККД 4%. Надалі ефективність осередку була підвищена до 15%. Сонячні батареї були вперше використані в сільських районах і віддалених містах в якості джерела живлення для системи телефонного зв'язку, де вони успішно використовувалися протягом багатьох років.
В даний час вироблені сонячні батареї поки не можуть повністю задовольнити потреби в енергії, але вони стали основним джерелом енергії для забезпечення штучних супутників Землі. Існуючі на той час паливні системи та акумуляторні батареї мали дуже велику вагу. Сонячні батареї мають більше значення співвідношення виробленої енергії до ваги, ніж всі інші традиційні джерела енергії, і є економічно більш ефективними.
Поки кількість встановлених великомасштабних енергетичних фотоелектричних систем невелика. Більшість зусиль направлено на забезпечення з їх допомогою електроенергією віддалених і важкодоступних місць. Потужність щорічно встановлюються сонячних електростанцій становить близько 50 мегават. Але сонячні батареї забезпечують лише близько 1 відсотка всієї виробленої в даний час електроенергії. Прихильники сонячної енергетики стверджують, що кількість сонячного випромінювання, що досягає поверхні Землі щороку, могло б легко забезпечити потреби в енергії кілька разів. Але історія створення сонячних батарей повинна пройти довгий шлях, перш ніж здійснити мрію Чарльза Фріттс по отриманню безкоштовної і доступною сонячної енергії.

Історія створення

Так історично склалося, що сонячні батареї - це вже друга спроба людства приборкати безмежну енергію Сонця і змусити її працювати собі на благо. Першими з'явилися сонячні колектори (сонячні термальні електростанції), в яких електрику виробляє нагріта до температури кипіння під сконцентрованими сонячними променями вода.

Першими з'явилися сонячні колектори (сонячні термальні електростанції), в яких електрику виробляє нагріта до температури кипіння під сконцентрованими сонячними променями вода

Сонячна термальна електростанція в іспанському місті Севілья

Сонячні ж батареї виробляють безпосередньо електрику, що набагато ефективніше. При прямій трансформації втрачається значно менше енергії, ніж при багатоступінчастої, як у колекторів (концентрація сонячних променів, нагрівання води та виділення пара, обертання парової турбіни і тільки в кінці вироблення електрики генератором).

Сучасні сонячні батареї складаються з ланцюга фотоелементів - напівпровідникових пристроїв, що перетворюють сонячну енергію безпосередньо в електричний струм. Процес перетворення енергії сонця в електричної струм називається фотоелектричним ефектом.

Дане явище відкрив французький фізик Олександр Едмон Беккерель в середині XIX століття. Перший же діючий фотоелемент через півстоліття створив російський вчений Олександр Столетов. А вже в двадцятому столітті фотоелектричний ефект кількісно описав не вимагає подання Альберт Ейнштейн.

Беккерель, Столетов і Ейнштейн - саме цього «тріо» вчених ми зобов'язані створенням сонячних батарей

Принцип роботи

Напівпровідник - це такий матеріал, в атомах якого або є зайві електрони (n-тип), або навпаки, їх не вистачає (p-тип). Відповідно, напівпровідниковий фотоелемент складається з двох шарів з різною провідністю. В якості катода використовується n-шар, а в якості анода - p-шар.

Зайві електрони з n-шару можуть залишати свої атоми, тоді як p-шар ці електрони захоплює. Саме промені світла «вибивають» електрони з атомів n-шару, після чого вони летять в p-шар займати порожні місця. Таким способом електрони біжать по колу, виходячи з p-шару, проходячи через навантаження (в даному випадку акумулятор) і повертаючись в n-шар.

Схема роботи фотоелемента

Першим в історії фотоелектричним матеріалом був селен. Саме з його допомогою виробляли фотоелементи в кінці XIX і початку XX століть. Але з огляду на вкрай малий ККД (менше 1 відсотка), селену відразу ж почали шукати заміну.

Масове ж виробництво сонячних батарей стало можливим після того як телекомунікаційна компанія Bell Telephone розробила фотоелемент на основі кремнію. Він до цих пір залишається найпоширенішим матеріалом у виробництві сонячних батарей. Правда, очищення кремнію - процес вкрай витратний, а тому мало-помалу пробуються альтернативи: сполуки міді, індію, галію і кадмію.

Правда, очищення кремнію - процес вкрай витратний, а тому мало-помалу пробуються альтернативи: сполуки міді, індію, галію і кадмію

Селен - історично перший, а кремній - наймасовіший матеріал у виробництві фотоелементів

Ясна річ, що потужності окремих фотоелементів недостатньо, щоб живити потужні електроприлади. Тому їх об'єднують в електричний ланцюг, тим самим формуючи сонячну батарею (інша назва - сонячна панель).

На каркас сонячної батареї фотоелементи кріпляться таким чином, щоб їх в разі виходу з ладу можна було замінювати по одному. Для захисту від впливу зовнішніх факторів всю конструкцію покривають міцним пластиком або загартованим склом.

Для захисту від впливу зовнішніх факторів всю конструкцію покривають міцним пластиком або загартованим склом

Мобільний телефон Samsung E1107 оснащений сонячною батареєю

існуючі різновиди

Класифікуються сонячні батареї по потужності електрики, що виробляється, яка залежить від площі панелі і її конструкції. Потужність потоку сонячних променів на екваторі досягає 1 кВт, тоді як в наших краях в хмарну погоду вона може опускатися нижче 100 Вт. Як приклад візьмемо середній показник (500 Вт) і в подальших розрахунках будемо відштовхуватися від нього.

Як приклад візьмемо середній показник (500 Вт) і в подальших розрахунках будемо відштовхуватися від нього

Наручний годинник Citizen Eco-Drive з сонячною батареєю замість циферблата

Найнижчим коефіцієнтом фотоелектричного перетворення мають аморфні, фотохімічні і органічні фотоелементи. У перших двох типів він дорівнює приблизно 10 відсоткам, а в останнього - всього лише 5 відсотків. Це означає, що при потужності сонячного потоку в 500 Вт сонячна панель площею один квадратний метр буде виробляти відповідно 50 і 25 Вт електроенергії.

Монтаж сонячних панелей на даху житлового будинку

На противагу вищезгаданим типам фотоелементів виступають сонячні батареї на основі кремнієвих напівпровідників. Коефіцієнт фотоелектричного перетворення на рівні 20%, а при сприятливих умовах - і 25% для них звична справа. Як результат, потужність метрової сонячної панелі може досягати 125 Вт.

Гоночний електромобіль Honda Dream на сонячних батареях з'явився ще в 1996 р

Конкурувати за потужністю з кремнієвими сонячними батареями здатні хіба що рішення на основі арсеніду галію. Використовуючи це з'єднання, інженери навчилися створювати багатошарові фотоелементи з КФП понад 30% (до 150 Вт електрики з квадратного метра).

Портативна сонячна панель Solarland потужністю 130 Вт і вартістю $ 860

Якщо ж говорити про площу сонячних батарей, то існують як мініатюрні «платівки» потужністю до 10 Вт (для частої транспортування), так і широченні «листи» на 200 Вт і більше (суто для стаціонарного використання).

Безпілотний літак, розроблений NASA Ames Research Center, здатний на сонячній енергії пролетіти від східного узбережжя США до західного

На роботу сонячних батарей може негативно впливати ряд факторів. Наприклад, зі зростанням температури знижується тихоокеанський фотоелементів. Це при тому, що сонячні батареї якраз-то і встановлюють в жарких сонячних країнах. Виходить своєрідна палиця з двома кінцями.

Сонячну батарею Voltaic можна носити у себе за спиною

А якщо затемнити частину сонячної панелі, то неактивні фотоелементи не тільки припиняють виробляти електрику, а й стають додатковою, шкідливої ​​навантаженням.

«Сонячне дерево - культурний і одночасно науковий символ австрійського містечка Глайсдорф

найбільші виробники

Лідерами глобального виробництва сонячних батарей є компанії Suntech, Yingli, Trina Solar, First Solar і Sharp Solar. Перші три представляють Китай, четверта - США, а п'ята, як неважко здогадатися, є підрозділом японської корпорації Sharp.

Перші три представляють Китай, четверта - США, а п'ята, як неважко здогадатися, є підрозділом японської корпорації Sharp

Гольфкар на сонячних батареях - безшумне і екологічно чистий засіб пересування

Американська компанія First Solar не тільки виробляє сонячні батареї, а й бере безпосередню участь в проектуванні і будівництві сонячних електростанцій. Найпотужніша в світі СЕС Агуа-Каліенте , Яка знаходиться в штаті Арізона, США - справа рук інженерів First Solar.

Найбільшу ж українську СЕС «Перово» будувала і постачала сонячними панелями австрійська компанія Activ Solar.

Китайська ж компанія Suntech прославилася тим, що готувала до літньої Олімпіади-2008 футбольний стадіон під назвою «Пташине гніздо» в Пекіні. Виробляється протягом дня за допомогою сонячних батарей електроенергія акумулюється, а потім використовується для освітлення стадіону, поливу трави на футбольному полі і роботи телекомунікаційного обладнання.

Національний стадіон у Пекіні густо засіяний сонячними батареями виробництва Suntech

висновки

Ще два десятиліття тому дивиною здавалися мікрокалькулятори з фотоелементами, що дозволяло не міняти в них «батарейку-таблетку» роками. Зараз же мобільні телефони з вбудованою в задню кришку сонячною панеллю нікого не дивують. А адже це дрібниця в порівнянні з автомобілями і літаками (нехай і безпілотними), які навчилися пересуватися за допомогою однієї лише сонячної енергії.

Майбутнє сонячних батарей бачиться точно таким же світлим, як саме сонце. Хочеться вірити, що саме сонячні батареї дозволять нарешті вилікувати смартфони і планшети від «розеткозавісімості».