Фотоэлектрический принцип

Фотоэлектрическое преобразование солнечной энергии в электрическую называют прямым превращением, так как в этом процессе отсутствует рабочее тело, состояние которого периодически меняется при контакте с источникам имеющими различные температуры.

Суть явления заключается в том, что при попадании солнечного излучения на полупроводник последний активизируется и становится электропроводником. До недавнего времени КПД монокристаллического фотопреобразователя кремния не превышал 12-13%. Поэтому предпринимаются попытки увели­чить его.

Алюминий, кремний, фосфор (арсенид галлия, сульфид кадмия)

Мировая практика показывает, что установленная мощность фотоСЭС может колебаться в широких пределах. Для небольших потребителей — кот­теджей, сельскохозяйственных ферм, жилых зданий она составляет 1-10 кВт. Причем станции монтируются прямо на крышах зданий, не требуя специальных площадок. Фотопреобразователями облицовывают фасады зданий, что служит современными элементами архитектуры. Такая тенденция характерна для Германии, Нидерландов, Швейцарии, США, Японии и других стран. В Германии, например, площадь крыш, пригодных для установки солнечных модулей, составляет более 650 км². Даже при КПД 8% подобная система представляет собой рассредоточенную фотоСЭС мощностью 52 ГВт. Разные стра­ны эксплуатируют фотоСЭС значительной единичной мощности. Самая крупная Кариса-Плейнз в Калифорнии имеет мощность 7,2 МВт. Италия рас­полагает станцией в 3,3 МВт. Известная фирма в США «Соларекс» снабдила своими фотопреобразователями крышу крупного спортивного комплекса по плаванию и прыжкам в воду в Атланте, где проходила летняя Олимпиада в 1996 г. Зал рассчитан на 10 тыс. зрителей. Фотомодули обеспечили всю энер­гетику здания.

Гибридная фотоСЭС -- ГЭС запущена в действие в испанском городе Толедо. Фотоэлектрический генератор установленной мощности Р=1 МВт со стоит из двух наклонных панелей по 450 кВт и одной панели 100 кВт с одно осной следящей системой. Станция подключена к линии электропедачи и компенсирует нехватку энергии в летний период, когда в бассейне ГЭС не достаточно воды.

Постепенно солнечные модули внедряются на транспорте. Солнцемобили представляют собой легкие конструкции на 3- или 4-колесных шасси с большими «энергетическими поверхностями», т.е. фотоэлектрическими преобразователями. Мощность электродвигателей солнцемобилей невелика. Однако они позволяют развивать достаточно большие скорости. В некоторых странах — Швейцарии, Японии, Австралии регулярно проводятся соревнования этих машин. В Австралии солнцемобили должны преодолеть более 3000 км только с помощью солнечной энергии. Средняя развиваемая скорость достигает 85-115 км/ч.

Германия проводит соревнования моторных лодок и катеров, оборудованных солнечными модулями. На Женевском озере в Швейцарии задумана эксплуатация прогулочного судна на 20 посадочных мест с приводом от солнечных батарей.

В Англии эксплуатируются большегрузные автомобили — рефрижераторы для перевозки мяса, на крыше и боковых стенках кузовов которых смонтированы фотопреобразователи. Энергии этой системы вполне достаточно для привода компрессора холодильной установки.

Дата добавления: 2015-11-26