Солнечные фотоэлектрические преобразователи (ФЭП)

СОЛНЕЧНЫЕ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ (ФЭП) [c.497]

Ширина запрещенной зоны Eg для полупроводников, используемых в фотоэлектрических преобразователях, показана иа рис. 5.8, из которого видно, что она слабо зависит от температуры. С другой стороны, как видно из рисунка, зависимость КПД фотоэлектрического преобразования энергии от температуры весьма сильна. Видно также, что запрещенные зоны для всех фотоэлектрических полупроводников лежат в видимой части спектра. Под воздействием солнечного излучения в них появляются свободные электроны. На месте, откуда ушел свободный электрон, остается положительно заряженный ион или, как принято говорить, дырка- . Будет протекать и обратный процесс — рекомбинация дырок и электронов. За счет рекомбинации количество фотоэлектронов, создающих ток во внещней цепи, будет уменьшаться. [c.97]

Солнечная энергия. В результате солнечной радиации на поверхность Земли ежегодно поступает в 3 тыс. раз больше энергии, чем потребляется в мире. В настоящее время солнечная энергия используется с помощью термоэлектрического и фотоэлектрического преобразования. Термоэлектрические установки по состоянию на начало 1997 г были в основном использованы в США. Их общая мощность составляла немногим более 330 МВт. Более широко распространены фотоэлектрические преобразователи. Наибольшие мощности таких энергетических установок у Японии (38 МВт), Индии (28 МВт), Г ер-мании (17 МВт), Австралии (13 МВт), Южной Африки (11 МВт) и Мексики (10,3 МВт). Широкое распространение получили в мире солнечные установки горячего водоснабжения и отопления. В Австралии, например, используются 250 тыс. бытовых солнечных водоподогревателей, в Китае насчитывается 400 производителей солнечных панелей с их [c.20]

Наличие большой поверхности р — л-переходного слоя при введении в поверхностные слои кремния небольших количеств бора нашло применение для устройства силовых выпрямителей, детекторов, фотоэлементов. Кремневые фотоэлектрические преобразователи (солнечные батареи) превращают световую энергию в электрическую и имеют к. п. д. 6%, который может быть увеличен до 10% (48). Ряд примеров практического использования солнечных батарей приведен в работах [48-51]. [c.77]

При воздействии повышенной радиации резко снижается эффективность фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) (они отказывают при солнечных вспышках и теряют эффективность при работе в радиационных поясах). [c.143]

Солнечная батарея (СБ) - источник электрической энергии в системе энергопитания КА, состоящий из полупроводниковых фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) (рис. 5.14) и несущей конструкции, на которой укрепляются преобразователи. Представляет собой большое количество последовательно-параллельно соединенных ФЭП. Такое соединение обеспечивает необходимые напряжение и силу тока. Обычно ФЭП скрепляют внахлест, что одновременно обеспечивает их последова- [c.221]

Система ограничения передвижения с использованием фотоэлектронного устройства [60] показана на рис. 7.32, а. Она содержит оптическую головку 1 со специальной лампой и фотоэлектрический преобразователь, выполняющий роль приемника, а также модулирующий и электронно-вычислительный блоки. Головка на регулируемой по высоте подставке закрепляется на одном из кранов. На другом кране (или на тупиковом упоре) установлен рефлектор 2 направленного действия. Модулирующий блок преобразует поступающие от лампы световые лучи в основной луч с частотой 3,9 кГц и луч сравнения с частотой 1,5 кГц. Наличие лучей с различными частотами исключает срабатывание устройства от посторонних источников света а прямых солнечных лучей. При сближении кранов на расстояние (в зависимости от регулировки) от 5 до 20 м отраженный от рефлектора луч попадает на фотоэлектрический преобразователь, где сравнивается с основным лучом. В результате срабатывает реле, включающее систему сигнализации и отключающее электродвигатели механизма передвижения. При повреждении лампы оптической головки кран автоматически останавливается. [c.199]

Назначение. Установка преобразует прямую солнечную радиацию в электричество (с помощью кремниевых полупроводниковых фотоэлектрических преобразователей) и теплоту для бытовых и технологических нужд автономных потребителей для питания электро- ра-дио- и телеаппаратуры, зарядки аккумуляторов, нагрева (вплоть до кипения) воды. [c.68]

Описание устройства. Установка (см.рисунок) состоит из солнечной фотоэлектрической батареи 1, преобразователя 2 постоянного тока в переменный, электромагнитного вибрационного насоса 3 Малыш (НЭБ 1/20. ВБ-01-63). [c.69]

В направлении создания фотоэлектрических источников тока развиты мощности по производству фотоэлектрических преобразователей и солнечных батарей для народного хозяйства в объеме [c.217]

В перспективе для оптимального использования затрачиваемых в настоящее время средств и времени, по-видимому, следует разрабатывать в качестве автомобильных силовых установок двигатели Стирлинга с теплоаккумулирующими системами, позволяющими получить экономию электроэнергии. Высококачественные очищенные топлива дефицитны. Электроэнергию будут получать при сгорании угля, в термоядерных реакторах за счет атомного распада, а в XXI в. с помощью фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии и термоядерного синтеза. [c.313]

Использование солнечной энергии для космических энергоустановок является весьма перспективным. В этом случае для обеспечения малых мощностей, необходимых для энергосистем небольших исследовательских космических летательных аппаратов, широко применяются фотоэлектрические преобразователи. Количество получаемой энергии фактически неограниченно и обратно пропорционально квадрату расстояния от космического летательного аппарата до Солнца. Солнечная энергия может быть использована как для прямого преобразования в электрическую в солнечных элементах, так и для получения высоких температур с помощью концентраторов, необходимых для работы двигателей. [c.344]

Пленки л- 1 Н, получаемые разложением силана, обладают высокими фотоэлектрическими свойствами, что обеспечивает их успешное применение в фотоэлектрических преобразователях солнечной энергии (солнечных батареях). Однако необходимые для их нанесения газообразные компоненты обладают повышенной опасностью. Так, силан взрыво- и пожароопасный газ, самовоспламеняющийся при контакте с воздухом, а фосфин и диборан — газы высокой токсичности. [c.16]

Зависимость фотопроводимости Оф пленок а-31 Н от энергии фотонов Еф излучения (кривая /) показана на рис. 9. Определяли фотопроводимость как разность между электропроводностями пленки а-51 Н при воздействии излучения с данной длиной волны и в темноте. На рис. 9 показана также зависимость интенсивности солнечного излучения / от энергии фотонов (кривая 2). Как видно из этого рисунка, кривые / и 2 хорошо согласуются друг с другом максимум фоточувствительности соответствует области длин волн, в которой наблюдается максимальная интенсивность солнечного излучения. Это послужило одной из основных причин широкого использования гидрогенизированного аморфного кремния в фотоэлектрических преобразователях (ФЭП) солнечной энергии — солнечных батареях. Другой причиной является низкая стоимость гидрогенизированного аморфного кремния по сравнению со стоимостью моно-кристаллических полупроводников, традиционно используемых в этой области. [c.19]

Рис. 10. Структуры ячеек фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии на основе гидрогенизированного аморфного кремния

Полная себестоимость этих операции с течением времени значительно упала, но все же остается довольно высокой. В 1980 г. стоимость секции солнечной батареи составляла около 10 долл/Вт (в ценах 1975 г.). Министерством энергетики С1ПЛ выдвинут ряд контрольных цифр на ближайшее десятилетне по разработке солнечных элементов. Их себестоимость в 1986 г. не должна превышать 0,5 долл/Вт (в ценах 1975 г.), а КПД должен составлять 17 %. Если эти цели будут достигнуты, то конкурентоспособность фотоэлектрических преобразователей энергии будет бесспорно высока. [c.101]

Известны методы термодинамического преобразования солнечной энергии в электрическую, основанные на использовании циклов тепловых двигателей, термоэлектрического и термоэмиссионного процессов, а также прямые методы фотоэлектрического, фотогальваническо-го и фотоэмиссионного преобразований. Наибольшее практическое применение получили фотоэлектрические преобразователи и системы термодинамического преобразования с применением тепловых двигателей. [c.16]

Предложенная ЭНИНом солнечная фотоэлектрическая термодинамическая электростанция, состоит из 20 отдельных модулей. В конструкции модулей предполагается использовать зеркальные параболоцилинд-ричсские концентраторы солнечной энергии со 100-кратным концентрированием и приемники с арсенид-галлиевыми фотоэлектрическими преобразователями, рабочая температура которых составляет 100-110°С. Тепло, снимаемое при охлаждении ФЭП, утилизируется на паровом бутан-пропановом турбогенераторе. [c.232]

Заслушав и обсудив положения ЭНИНа по программе разработки солнечных фототермодинамических электростанций нового поколения с арсенид-галлиевыми фотоэлектрическими преобразователями, результаты вы10[олненных в 1992-1994 гг. предварительных НИОКР в данном новом научно-энергетическом направлении, секция "Нетрадиционные источники энергии" НТС РАО "ЕЭС России" постановляет [c.235]

Самые общие подсчеты показывают, что в лунном карьере размером 100 на 100 метров и глубиной 10 метров (объем рыхлого вещества в естественном залегании) содержится значительное количество различных материалов. Уже сейчас можно сказать, что такой карьер обеспечит получение около 40 тысяч тонн кремния, пригодного, например, для изготовления ячеек солнечных батарей. Этого количества [хватит для кремниевых фотоэлектрических преобразователей общей площадью примерно 12 км . При современной эффективности типовых солнечных батарей такая гелиоэлектростанция по мощности будет равна, например, Пово-Воронежской АЭС или в три раза превысит мощность Днепрогэса. [c.375]

Фотоэлектрические преобразователи обладают рядом важн достоинств они эффективно функционируют как при прямом, т и при рассеянном солнечном излучении у них нет движущи> частей продолжительность их безотказной работы может достип 100 лет. Солнечные панели легко монтируются из любого чис модулей. Поэтому они пригодны для создания как небольших, т и весьма крупных энергетических установок. [c.16]

Надо отметить, что КПД наших солнечных панелей устуг лучшим зарубежным. Именно благодаря наличию высокоэфф( тивных фотоэлектрических преобразователей многие из наш конкурентов собирают с панели такой же площади больший у] жай энергии. Кроме того, финансовые и технические возмож сти позволяют им конструировать солнцемобили с панелями бо. шой площади и каплевидными корпусами из сверхлегких высо) прочных материалов из авиакосмического арсенала. Только тa машины развивают высокие скорости. [c.146]

За последние годы в мире особенно заметен научно-технический прогресс в сооружении установок по использованию НВИЭ и в первую очередь фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии, ветроэнергетических агрегатов и биомассы. [c.5]

Сейчас свыше 30 стран мира используют процесс прямого преобразования солнечной энергии в электрическую для различных целей. Суммарная мощность произведенных во всем мире солнеадых фотоэлектрических преобразователей (СФЭП) или солнечных батарей составила в 1990 г. - 51 МВт, в том числе США - 35%, Япония - 34%, Европа - 19%, другие - 12%. [c.11]

Использование солнечной энергии в СССР развивается в направлении создания солнечных электростанций, фотоэлектрических преобразователей и систем солнечного теплоснабжения. Наиболее осво еиньгм направлением является выработка низкопотенциальной теплоты для использования в целях горячего водоснабжения и отопления обще- [c.217]

Фотоэлектрическое преобразование солнечной энергии в электричество с использованием силиконовых солнечных элементов было разработано в 1955 г. фирмой Белл лабораториз (США) и стало с тех пор основной энергетической базой для космической техники. При затратах 10—15 тыс. долл, на пиковый 1 кВ-т и к. п. д. порядка 12—15 % производство электроэнергии этим методом обходится в 50—100 раз дороже, чем традиционным путем. Своего рода технологическая революция, подобная миниатюризации ЭВМ, потребуется для того, чтобы фотоэлектрическая энергия смогла стать важным элементом в мировой энергетике. Возможно, первые шаги в этом направлении прорыва проводятся в работе, организованной Электроэнергетическим исследовательским институтом США (EPPI) с объемом финансирования 25—30 млн. долл, на 1978—1983 гг. Работа направлена в основном на разработку термофотоэлектрических преобразователей, в которых включение металлического элемента между солнечным светом и солнечным элементом увеличивает использование инфракрасных лучей. Как сообщалось в 1977 г., работы, проводимые в Станфордском университете, позволили увеличить коэффициент преобразования с обычных 12% до 26% есть надежда на увеличение к. п. д. до 35 %> т. е. до уровня крупных электростанций. В этом направлении ведется много работ, и были указания, что разработка конкурентоспособных солнечных элементов в 1979 г. при использовании специальных аморфных сплавов в тонких пленках возможна [c.218]

Менее распространены прямые преобразователи энергии, в рабочем процессе которых отсутствует стадия сгорания топлива в этих устройствах полезная внешняя работа в форме энергии электрического тока получается непосредственным превращением внутренней энергии тел или полей в электрическую энергию. В зависимости от характера рабочего процесса различают электрохимические преобразователи (генераторы), в которых электрическая энергия выделяется в результате токообразующих химических реакций между рабочими веществами солнечные батареи, превращающие лучистую энергию Солнца в электрическую энергию посредством фотоэлектрических эффектов магнитогидродинамические генераторы, в которых энтальпия сильно нагретого и поэтому ионизованного газа при течении в магнитном поле преобразуется в электрическую энергию. [c.140]

Концепция предлагаемой СЭС основана на сравнительно недавнем открытии в России (ФТИ им.А.Ф.Иоффе), заключающемся в том, что при рабочей температуре полупроводниковых арсенид-галлиевых преобразователей около ИО С, сохраняется эффект повыщецного фотоэлектрического кпд (>20%) при стократном (и выше) концентрировании солнечной энергии. [c.232]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...