Анализ использование фотоэлектрических установок

Зав. кафедрой Э и НИЭ

В.Сафонов

«___» _____________ ____ г.

ВВОДНАЯ ЛЕКЦИЯ

Основные направления развития солнечной энергетики

Основные вопросы:

1. Анализ использования фотоэлектрических и тепловых солнечных установок

1.1. Анализ использование фотоэлектрических установок

1.2. Анализ использование тепловых солнечных установок

1.3. Использование концентрированного солнечного излучения в гелиоустановках

2. Теплофотоэлектрические установки

2.1 Комбинированные теплофотоэлектрические установки

2.2 Комбинированная выработка тепла и электроэнергии солнечными установками

2.3 Использование концентраторов в комбинированных солнечных установках

Литература:

1. Дж. Даффи, У.А. Бекман. Тепловые процессы с использованием солнечной энергии. Пер. с англ. М.: Мир. 1977 г.. п. 1, 2, 3, 4.

2. Харченко Н.В. Индивидуальные солнечные установки. М. Энергоатомиздат. 1991.

3. Андреев В.М. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения. М. Наука. 1989.

4. Раушенбах Г. Справочник по проектированию солнечных батарей. Пер. с англ. М. Энергоатомиздат. 1983.

.

Разработал:

Преподаватель кафедры Э и НИЭ

В. В. Кувшинов

«___» ___________ ____ г.

Анализ использования фотоэлектрических и тепловых солнечных установок

На данный момент существуют различные виды и типы солнечных установок, оснащенных фотоэлектрическими батареями и тепловыми гелиоколлекторами. Одними из основных препятствий на пути использования является их высокая себестоимость и низкая эффективность. Современная тенденция разработки солнечных установок идет по пути уменьшения энергоемкости конструкций, снижения материалов на их производство, при этом задачей исследователей во всех странах остаётся увеличение энергоотдачи гелиосистем. Такое на первый взгляд несоответствие достигается путём использования в гелиоустановках солнечных концентраторов, селективных покрытий, систем слежения за Солнцем. Перспективным направлением повышения энергоотдачи установок и как следствие уменьшения их энергоемкости является использование установок с рабочей поверхности, которых одновременно вырабатывается тепло и электроэнергия.

Анализ использование фотоэлектрических установок

Проблемы повышения мощностных характеристик серийных фотоэлектрических установок, решаются на различных уровнях, включая:

- Повышение коэффициентов полезного действия при преобразовании энергии солнечного излучения в электрическую энергию за счет использования новых материалов;

- Усовершенствование технологий производства;

- Использование концентраторов солнечного излучения для уменьшения площади дорогих полупроводниковых материалов;

Для повышения мощности уже готовых солнечных установок использовалось увеличение плотности потока солнечной радиации. Это достигается установкой на них концентраторов солнечной энергии. Исследователи большинства стран направляют свои усилия на разработку таких типов концентраторов, которые уменьшают себестоимость выработки полезной энергии установкой, просты в обслуживании и изготовлении.

Современные серийные фотоэлектрические установки представляют собой плоские панели солнечных модулей (батарей) ориентированных перпендикулярно направлению распространения солнечных лучей. Основой для фотоэлектрических модулей являются солнечные элементы, сделанные из монокристаллического, поликристаллического или аморфного кремния. Существуют также промышленные арсенит-галлиевые солнечные батареи с концентраторами на основе линз Френеля. В настоящее время, для наземного использования, на промышленный поток поставлены в основном кремниевые солнечные батареи.

На Украине освоено производство солнечных элементов. Они выращиваются на базе монокристаллического и мультикристаллического кремния различных размеров и характеристик. В основном это псевдоквадратные пластины размером до 125х125 мм и толщиной до 300 мкм. В зависимость от класса средний КПД серийных элементов 14,5-15,5 %, максимальная мощность до 1,7 Вт, при токе до 3,15 А и напряжении 0,53 В, ток короткого замыкания до 3,4 А, напряжение холостого хода до 0,64 В.