Солнечная батарея

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание:

Введение…………………………………………………………………….3

1. Понятие о солнечной батарее………………………………………….4
2. Устройство солнечных батарей…………………………………….….5
3. Применение солнечных батарей……………………………………….6
4. Принцип работы………………………………………………………...7
5. Достоинства и недостатки……………………………………………...8

Заключение…………………………………………………………………9

Список используемой литературы………………………………………10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

В наше время тема развития альтернативных способов получения  энергии как нельзя более актуальна. Традиционные источники стремительно иссякают и уже через каких-нибудь пятьдесят лет могут быть исчерпаны. И уже сейчас энергетические ресурсы  довольно дороги и в значительной мере влияют на экономику многих государств.

Всё это заставляет жителей  нашей планеты искать новые способы  получения энергии. И одним из наиболее перспективных направлений  является получение солнечной энергии.

Результатом многолетней  работы стало такое устройство как  солнечная батарея (рис.1).[1]

 

Рис. 1. Солнечная батарея

 

 

 

 

 

 

1. Понятие о солнечной батарее

Солнечная батарея — бытовой термин, используемый в разговорной речи или ненаучной прессе. Обычно под термином «солнечная батарея» подразумевается несколько объединённых фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток.

В отличие от солнечных коллекторов, производящих нагрев материала-теплоносителя, солнечная батарея производит непосредственно  электричество. Однако для производства электричества из солнечной энергии  используются и солнечные коллекторы: собранную тепловую энергию можно  использовать и для вырабатывания  электричества. Крупные солнечные  установки, использующие высококонцентрированное  солнечное излучение в качестве энергии для приведения в действие тепловых и др. машин (паровой, газотурбинной, термоэлектрической и др.), называются Гелиоэлектростанции (ГЕЭС).

Различные устройства, позволяющие  преобразовывать солнечное излучение  в тепловую и электрическую энергию, являются объектом исследования гелиоэнергетики. Производство фотоэлектрических элементов  и солнечных коллекторов развивается  быстрыми темпами в самых разных направлениях. Солнечные батареи  бывают различного размера: от встраиваемых в микрокалькуляторы до занимающих крыши автомобилей и зданий.[2]

 

 

 

 

2. Устройство солнечных батарей

Современные солнечные батареи делаются в основном на основе кремния. Существуют две технологии изготовления – монокристаллическая и поликристаллическая. Последняя более современна и используется для получения более дешевых солнечных батарей. Также существуют солнечные батареи созданные на основе теллурида кадмия, селенидов меди индия и галия, а также аморфного кремния. Каждая солнечная батарея состоит из солнечных ячеек.

Сборки солнечных ячеек используются для создания модулей, для выработки  электричества из солнечной энергии. Такие сборки монтируются вместе, для получения группы из солнечных  модулей, которые в свою очередь  устанавливаются на специальные  поворотные устройства или слеллажи, ориентирующие группу солнечных модулей на солнце, которая также включает в себя другой электронный обвес. Такие сборки называются солнечными панелями.[3]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Применение солнечных батарей

Фотогальванические модули обычно заключены в своеобразный корпус. Сверху их покрывают стеклом, которое позволяет солнечному свету проникать до самих ячеек, в тоже время защищая их от внешних механических и химический воздействий. Сзади модули защищены пластиковой крышкой с креплениями. Солнечные ячейки обычно соединены в модулях в серии, чтобы создавать достаточное напряжение, в этом случае они соединяются по последовательной схеме. Параллельное соединение ячеек дает больший ток, но оно проблематично из-за условий внешней среды и электрических эффектов, протекающих в панелях. Например, затенение отдельных строк из ячеек (солнечный модуль имеет строчную структуру) может привести к обратным токам через затененные ячейки от освещенных товарищей. Это может привести к серьезному снижению эффективности и даже выходу ячеек из строя.

Строки из ячеек должны быть самостоятельными элементами, например четыре строки по десять вольт. Для предотвращения теневых  эффектов используются специальные  схемы распараллеливания и защиты строк.

Солнечные модули могут соединяться  в панели последовательно или  параллельно, для достижения необходимого соотношения напряжения и силы тока. Однако специалистами рекомендуется  использовать специальные независимые  системы распределения нагрузки – MPPT (maximum power point trackers). Системы распределения помогают избежать фиксированной цепи, переключая модули в параллельный или последовательный режимы для компенсации затененных участков солнечной панели.

Собранная с солнечной панели энергия  поступает к потребителям через  инвенторы напряжения. В автономных системах, энергия запасается в батареях и используется по надобности.[4]

4. Принцип работы

Солнечная батарея работает следующим  образом:

1. Фотоны ударяются о поверхность  солнечной батареи и поглощаются  её рабочим материалом, например кремнием. 
            2. Фотоны, сталкиваясь с атомами вещества выбивают из него его родные электроны. В результате чего возникает разность потенциалов. Свободные электроны начинают двигаться внутри вещества, чтобы погасить разность потенциалов. Возникает электрический ток. Так как солнечная батарея это полупроводник, электроны движутся только в одном направлении. 
           3. Получаемый ток солнечная батарея преобразует в постоянный и отдает его потребителю или аккумулятору.[5]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Достоинства и недостатки

Достоинства:

1. Общедоступность и неисчерпаемость источника.
2. Теоретически, полная безопасность для окружающей среды, хотя существует вероятность того, что повсеместное внедрение солнечной энергетики может изменить альбедо земной поверхности и привести к изменению климата (однако при современном уровне потребления энергии это крайне маловероятно).

Недостатки:

1. Зависимость от погоды и времени суток.
2. Как следствие необходимость аккумуляции энергии.
3. Высокая стоимость конструкции.
4. Необходимость постоянной очистки отражающей поверхности от пыли.[3]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

У идеальной, на первый взгляд, технологии добычи солнечной энергии  даже сегодня имеется целый ряд  недостатков, однако можно быть уверенными в том, что это всего лишь индикатор  совершенствования солнечной энергетики. Каждый день технологического прогресса  сможет искоренять один недостаток за другим, поэтому это вопрос времени. [3]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

1. Национальный Интернет-портал Республики Беларусь [Электронный ресурс]. Поисковой портал Р.Б.-Минск, 2012. – Режим доступа: http://sunbattery.net/vid_batarey.php?page=sun. -  Дата доступа: 01.03.12.
2. Национальный Интернет-портал Республики Беларусь [Электронный ресурс]. Поисковой портал Р.Б.-Минск, 2012. – Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/ . - Дата доступа: 01.03.12.
3. Национальный Интернет-портал Республики Беларусь [Электронный ресурс]. Поисковой портал Р.Б.-Минск, 2012. – Режим доступа: http://www.dvfond.ru/sun/index.shtml . - Дата доступа: 01.03.12.
4. Национальный Интернет-портал Республики Беларусь [Электронный ресурс]. Поисковой портал Р.Б.-Минск, 2012. – Режим доступа: http://www.powerinfo.ru/sun-power.php. - Дата доступа: 01.03.12.
5. Национальный Интернет-портал Республики Беларусь [Электронный ресурс]. Поисковой портал Р.Б.-Минск, 2012. – Режим доступа: http://sunbattery.net/index.php. - Дата доступа: 01.03.12.