Фотоэлементы

  1. Солнечная установка - привлекательный источник энергии
  2. Солнечная радиация
  3. Фотоэлектрические элементы
  4. Фотоэлементы - как это работает?
  5. Среди так называемых Первое поколение мы различаем:
  6. Солнечная установка в Польше
  7. суммирование

Быстрое развитие фотовольтаики, наблюдаемое в последние годы (кратко записанное как PV), вызвало не только заметное увеличение эффективности систем, основанных на таком преобразовании солнечной энергии, но также и серьезное падение их цен. Требование увеличения доли энергии из возобновляемых источников в энергетическом балансе страны не лишено смысла.

Следует отличать тепловое использование солнечной радиации, возникающей в солнечных коллекторах, от фотоэлектрической энергии, которая является способом выработки электроэнергии.

Основным элементом фотоэлектрической системы является фотоэлемент. Под воздействием солнечного света он становится источником постоянного напряжения. Ячейки сгруппированы вместе и соединены вместе, они образуют фотоэлектрические модули, а объединенные модули образуют фотоэлектрическую панель, составляющую основной элемент фотоэлектрической системы, также называемой фотоэлектрическим генератором.

Солнечная установка - привлекательный источник энергии

Малые и средние солнечные системы являются привлекательным источником возобновляемой энергии. Электроэнергия, вырабатываемая в таких системах, обычно напрямую используется локально, что позволяет избежать потерь, связанных с ее передачей. Например, все чаще используются архитектурные технологии, объединяющие фотоэлектрические панели со строительством, такие как крыши или стены, построенные из фотоэлектрических модулей.

Фотогальваника - это область науки и техники, которая занимается преобразованием солнечной энергии в электричество с использованием так называемых фотоэлектрический эффект. Этот эффект основан на излучении электронов с поверхности объекта, кинетическая энергия таких излучаемых фотоэлектронов зависит не от интенсивности падающего света, а от его частоты.

Объяснение и математическое описание фотоэлектрического эффекта мы обязаны Альберту Эйнштейну, который в 1905 году использовал квантовую гипотезу, разработанную Максом Планком в 1900 году. За объяснение этого эффекта Эйнштейн в 1921 году получил Нобелевскую премию.

Текущая интенсивная работа по производству электроэнергии из возобновляемых ресурсов, по которым Солнце проходит в нашем масштабе времени, предполагает, что эта технология будет все больше использоваться в ближайшем будущем.

Солнечная радиация

Солнце, основной объект нашей солнечной системы, а также одна из самых ярких звезд Млечного Пути, является хорошо функционирующим ядерным реактором, который в течение примерно 4,6 миллиардов лет непрерывно заряжает свои планеты и другие объекты. При некотором упрощении можно предположить, что реакция синтеза в нем, главным образом, водорода, в высшие элементы является просто источником энергии излучения.

Солнечная энергия не только формирует погоду Земли, но и необходима для большинства форм жизни на Земле благодаря процессу фотосинтеза, который питает существующие экосистемы. Доступная в настоящее время энергия ископаемого топлива - это не что иное, как энергия солнечного излучения, хранящаяся на Земле от предыдущих геологических эпох.

Поверхность Солнца достигает верхних слоев атмосферы Земли с интенсивностью излучения 1366 Вт / м2, что составляет так называемый солнечная постоянная. Это эквивалентно утверждению, что суммарная мощность потока энергии, достигающего атмосферы, составляет около 174 ПВт (петаватт) = 174 * 1015 Вт.

К счастью, около 30% этой мощности отражается от поверхности атмосферы в космос, а еще 20% поглощается атмосферой благодаря так называемой парниковые газы, в основном пар. Это означает, что приблизительно 89 PW достигает поверхности Земли, что означает в среднем 180 Вт / м2 после географического усреднения и с учетом суточного цикла.

Площадь, освещаемая солнечным светом, падающим перпендикулярно его поверхности в безоблачных условиях, может принимать максимум 1000 Вт / м2. Общая энергия, которая достигает горизонтальной поверхности в течение всего года, составляет от 600 кВтч / (м2 в год) в странах северного региона до более 2500 кВтч / (м2 в год) в странах экваториальной зоны. В Польше это составляет примерно 1100 кВтч / (м2 в год).

Стоит подчеркнуть, что энергия солнечной радиации, полученная Землей, также используемая любым способом человеком, растениями и животными, по сути преобразуется в тепло, а затем излучается в виде инфракрасного излучения в космос.

Фотоэлектрические элементы

Фотоэлемент является источником, который использует фотоэлектрический эффект для выработки электричества, то есть преобразования солнечной энергии, происходящего в полупроводниковых материалах.

Распространение фотоэлектрических элементов, несмотря на значительные затраты по сравнению с традиционными источниками, обусловлено главным образом экологическими соображениями, когда экологические ценности приводят к упущению экономических и практических причин, поскольку солнечная радиация доступна практически везде.

Широкий спектр сотовых приложений связан с автономными (автономными) системами, установленными в местах, где энергия из сети недоступна. Такие системы включают в себя, например, выработку энергии для нужд удаленных телекоммуникационных ретрансляционных станций или станций передачи электроэнергии, автономных систем мониторинга или систем сигнализации и все чаще для нужд обычного домашнего хозяйства (например, кухни и солнечные печи в экваториальной зоне).

Космическая технология также использует фотоэлектрические элементы. Все чаще клетки используются в так называемых бытовая электроника (калькуляторы, садовые фонари, уличные указатели). Известны также применения в профессиональной энергетической промышленности с высокой мощностью - несколько ферм по мощности МВт и солнечные электростанции мощностью 100 МВт (Германия, Испания) мощностью до 400 МВт (Мохаве, США).

Основными преимуществами ячеек являются: необслуживаемость и длительный срок эксплуатации - гарантия 25 лет.

Фотоэлементы - как это работает?

Фотоэлемент представляет собой кремниевую полупроводниковую пластину, внутри которой имеется потенциальный барьер (электрическое поле) в виде pn (положительного ÷ отрицательного) соединения. Солнечное излучение, падающее на фотогальванические элементы, ударяет электроны с их мест в полупроводниковой структуре, создавая пары носителей с противоположными зарядами (электрон с отрицательным зарядом и с «дыркой» положительного заряда, созданный после его разрушения).

Эти заряды затем разделяются электрическим полем, существующим на pn-переходе, что вызывает появление напряжения в элементе. Все, что вам нужно сделать, это подключить энергоемкое устройство к ячейке, и электрический ток протекает. Фотоэлектрические элементы чаще всего изготавливаются из кремния - второго по величине вида кислорода на Земле после кислорода, который возникает, среди прочего, в песке

Одна ячейка может генерировать ток 1 ÷ 7 Вт. Чтобы максимизировать полученные эффекты, ячейки подключаются к фотоэлектрическим модулям (группам ячеек). Ячейки чаще всего изготавливаются в виде панелей площадью 0,2 ÷ 1,0 м2. Фотоэлектрические панели производят постоянный ток, поэтому, чтобы использовать их электричество, нам необходимо установить инвертор (инвертор), который будет преобразовывать ток фотоэлектрических солнечных батарей в переменный ток, обычно называемый переменным.

Относительно низкая эффективность фотоэлектрических элементов зависит от энергии, в зависимости от используемого материала и технологии производства.

Ячейки 1-го поколения считаются ячейками на основе кристаллического кремния, второе поколение - это тонкопленочные, а третье поколение - это ячейки, рассчитанные на то, чтобы превзойти так называемые Барьер Shockley-Queisser, эффективность которого составляет 31% для одного разъема.

Среди так называемых Первое поколение мы различаем:

  • монокристаллические ячейки - из одного монолитного кристалла кремния; они характеризуются высокой эффективностью, обычно 18 ÷ 22%, и высокой ценой; они обычно используются с мощностью до 150-180 Вт на панель; иметь характерный темный цвет;
  • поликристаллические ячейки из кристаллизованного кремния; они характеризуются эффективностью в диапазоне 14 ÷ 18% и умеренной ценой; они обычно используются при мощности более 200 Вт; они обычно имеют характерный синий цвет и четко определенные кристаллы кремния.
  • аморфные ячейки - изготовленные из аморфного, аморфного некристаллизованного кремния - характеризуются низкой эффективностью в диапазоне 6 ÷ 10% и низкой ценой; они обычно имеют характерный слегка бордовый цвет и не имеют видимых кристаллов кремния.

В настоящее время мы также наблюдаем за разработкой элементов второго поколения, т.е. на основе более новых полупроводниковых материалов. Это ячейки, изготовленные с использованием теллурида кадмия CdTe и изготовленные из смеси полупроводников, таких как индий, гал, селен - так называемые. CIGS.

В обеих технологиях весь модуль обычно создается из одной ячейки. В случае первого из них КПД составляет 10 ÷ 12%, но они характеризуются хорошим соотношением цена-качество. В свою очередь, по второй технологии с эффективностью 12 ÷ 14% возможно изготовление методом промышленной печати, что является очень дешевым и эффективным методом производства ячеек.

Ячейки CdTe, CIGS и некоторые из ячеек аморфного кремния представляют собой так называемые тонкопленочные ячейки, в которых слой активного полупроводника имеет толщину несколько микрометров, то есть он почти тоньше, чем в случае поли- или монокристаллического кремния. Тонкопленочные элементы этого поколения, благодаря значительному снижению расхода полупроводниковых материалов, характеризуются выгодным соотношением цена / мощность.

Примером элемента третьего поколения является органический солнечный элемент (ОПВ), в котором органические материалы использовались для поглощения радиации и транспортных нагрузок. Поскольку эти ссылки могут быть сделаны как гибкие, существует возможность широкого использования в строительстве.

Солнечная установка в Польше

Первая в мире фотоэлектрическая станция мощностью 1 МВт - это Lugo (США), запущенная в декабре 1982 года. В 2015 году общая установленная фотоэлектрическая мощность в мире уже превысила 55 ГВт.

Самая большая электростанция в Польше была установлена ​​в гмине. Чениково (около Торуня) в декабре 2016 года. Он состоит из 16 тысяч. панели, каждая по 240 Вт, общей площадью более 24 тысяч. м2, с общей мощностью 3,77 МВт, вырабатывающих ежегодно около 3 500 МВтч электроэнергии.

В польских климатических условиях оптимальное расположение фотоэлектрической установки с точки зрения ее расположения и правильной конструкции способно производить чуть более 1000 кВт-ч на кВт электроэнергии, установленной ежегодно. Обычно этот индикатор для правильной установки колеблется около 950 ÷ 1025 кВт-ч / кВт в зависимости от технологии солнечных батарей, используемого инвертора и местоположения.

В случае установок, для которых использовались устройства со слабыми параметрами (особенно инверторные и солнечные панели), выход энергии может упасть даже ниже 750 кВтч / кВт. Кроме того, некоторые тонкопленочные модули, особенно CIGS и a-Si, дают немного более низкие выходы. В их случае оптимальные установки в Польше достигают примерно 910 ÷ 970 кВтч / кВт, что часто компенсируется гораздо более низкой инвестиционной ценой. На уровень получаемой энергии также влияет способ установки.

Оптимальной настройкой является наклон фотоэлектрических панелей под углом 30 ÷ 40 градусов к югу. Любое отклонение от южного направления и наклона за пределы указанного диапазона приведет к уменьшению энергии, производимой ежегодно. При использовании одних и тех же компонентов наибольший выход будет получен в автономных установках, которые естественным образом охлаждаются потоком свободного воздуха.

Установка солнечного генератора на крыше при сохранении вентиляционного пространства снижает эффективность по сравнению с автономной установкой на 2 ÷ 5%. В свою очередь, отсутствие вентиляции панелей на крыше является причиной падения КПД на 7 ÷ 10%. По этой причине в случае систем, встроенных в крышу, важно изготавливать вентиляционные каналы или использовать панели из ячеек с максимально низким температурным коэффициентом мощности.

Польское фотоэлектрическое общество (PTPV) заявляет, что на конец 2016 года в нашей стране было установлено более 17,5 тысяч. фотоэлектрические системы общей мощностью 192,82 МВт . Все большую долю в установленном в Польше потенциале фотоэлектрических электростанций имеют микроустановки.

473 фотоэлектрических установок общей мощностью 99,1 МВт, лицензированных Управлением по регулированию энергетики, а также более 17 тысяч, должны были быть представлены для фотоэлектрического потенциала в Польше в конце прошлого года. Фотоэлектрические системы 94,72 МВт подключены к сети для отчетности. Согласно PTPV со ссылкой на данные URE, существует 286 систем с мощностью ниже 100 кВт среди систем с лицензией Управления по регулированию энергетики. Их средняя мощность составляет 26,5 кВт. Тем не менее, свыше 100 кВт в Польше насчитывается 187 фотоэлектрических систем. Их средняя мощность составляет 490 кВт. Системы мощностью свыше 1 МВт - 25 с общей мощностью 30,4 МВт.

Например, вы все еще можете указать приблизительную цену для домашней установки (с инвертором) мощностью около 4 кВт. Это около 20000. Или около 5000 злотых zł / кВт. Он может обеспечить около 3600 кВтч в год.

Стоит также упомянуть о существующих программах помощи, заявив о 25% стоимости установки, а также о программе Prosument, включенной в Закон об энергетике.

суммирование

Обсуждается важность фотовольтаики как лучшей развивающейся технологии для возобновляемых источников энергии. На этом фоне были охарактеризованы энергетические качества Солнца. Области применения этой технологии указаны с указанием преимуществ, возникающих в результате ее использования, когда питание от сети отсутствует. Построение фотоэлектрических элементов нескольких последующих поколений обсуждается вместе с их характеристиками. Наконец, представлен уровень развития фотоэлектрической отрасли в Польше.

Доктор Инь. Петр Кубский

Фото: Виссманн, Будерус

Похожие

29 евро замена аккумулятора: как только на iPhone можно, вот как это работает
Как именно работает замена батареи? У нас есть важная информация для вас. Разработчики Geekbench имеют
Конвергенция колес - что это такое и как это влияет на вождение?
Отсутствие выравнивания колес, к сожалению, является распространенной проблемой. Часто бывает, что водитель неосознанно использует автомобиль с таким дефектом. Чаще всего это вызвано не халатностью, а невежеством. Что такое конвергенция колес и как это влияет на нашу машину? Что такое схождение колес? Проще говоря, это значение, которое определяет положение передних или задних колес относительно
Данные - это новая бизнес-валюта
13,5 млрд. Долл. США - это стоимость глобальных данных в 2017 году, оцененная в отчете «Global Data Market Size», разработанном OnAudience. Аналитики также ожидают быстрого роста рынка в Польше. Спрос на цифровую информацию растет быстрыми темпами. В прошлом году в глобальном масштабе было зафиксировано 40-процентное увеличение расходов на ежегодные данные. И, по оценкам, стоимость рынка данных на конец 2018 года уже достигнет уровня 18,2 миллиарда долларов, - указывает отчет OnAudience,
Как украсить современный зал?
Хотите знать, как должен выглядеть идеальный зал в семейной квартире? Вы хотите изменить расположение ваших шкафов и полок? Black Red White предлагает, в какую мебель стоит инвестировать и на что обратить особое внимание при обустройстве современного прихожей. Коридор - это первая комната, которую вы видите сразу после пересечения порога дома. Здесь вы приветствуете и прощаетесь со своими гостями. Зал должен выглядеть хорошо и современно,
Крупнейшая солнечная ферма в Польше в середине 2015 года.
Energa SA начнет свою работу не позднее середины 2015 года в Черникове, недалеко от Торуня (Куявско-Поморское воеводство), крупнейшей в Польше солнечной фермы мощностью 3,8 МВт. © danielschoenen
Хранение энергии в электромобилях - песня будущего в Польше
Использование электромобилей в качестве накопителя энергии может принести много преимуществ в балансировке энергосистемы. Трудности и детерминанты в этой области представляют Моника Богдал и Нина Кузниеркевич, юристы департамента энергетики юридической фирмы Piszcz i Wspólnicy.
"Но как это ?!" Уходите сами - смущение или спасение?
Путешествие в одиночку не является чем-то новым, но оно все еще вызывает любопытство человека. Вы можете жить в одиночестве, ходить в кино без друзей, участвовать в курсах или усердно работать без поддержки других, но когда вы сталкиваетесь с идеей одинокого путешествия, вы вызываете общий ужас. И вы видите этот взгляд в стиле «что это? Нет друзей?! ". Только разве одиночные путешествия действительно такие страшные, скучные и бессмысленные? От однодневного прогула
Ценообразование - Как рассчитать розничную цену?
Прежде чем поставщик может предложить свой продукт для продажи третьим лицам, он должен установить цену продажи или предложить этот продукт, т.е. рассчитать цену. При определении цены продажи необходимо учитывать следующие вопросы: Какую цену покупатели готовы платить за товар? Какова цена других поставщиков, предлагающих аналогичный продукт? Какова стоимость самого
Локальная среда как образовательная среда
человек в течение своей жизни он постоянно подвергался процессу воспитания и социализация. Этот процесс зависит от многих факторов, среди прочих из образовательной среды, то есть многомерного жизненного пространства человека, набора условий жизни для данного человека и факторов, которые формируют его личность. Основной образовательной и социализирующей средой является семья,
Как заказать курьер DPD
Использование услуг дешевого курьера DPD не требует множества действий. Благодаря онлайн-формам на SzybkiKurier.eu вы можете быстро и качественно отправить посылку, проверить ее где наш груз и найти
Dekoral среди самых ценных польских брендов 2010
Бренд Dekoral вновь оказался в престижном рейтинге самых ценных польских брендов, подготовленном ежедневной газетой «Rzeczpospolita», заняв самое высокое место среди производителей строительной химии.

Комментарии

Прочитайте больше , Так не пора ли нам узнать, как все это работает?
Мы находим это немного странным, особенно учитывая, что у Moto Z Play есть новый разъем USC типа C - мы считаем, что это здорово, но у кого есть кабель для передачи данных для Type-C?
Мы находим это немного странным, особенно учитывая, что у Moto Z Play есть новый разъем USC типа C - мы считаем, что это здорово, но у кого есть кабель для передачи данных для Type-C?! Это должно быть на самом деле, дорогие люди Lenovo. Но: это в значительной степени единственная критика, все остальное довольно убедительно, как показывает следующий тест. СОДЕРЖАНИЕ 1. Обработка / Валентность 2. Дисплей / операция
Итак, как это работает?
Итак, как это работает? Есть три режима игры; «Ручной режим» - подключение Joy-Cons к базовому блоку для воспроизведения на ходу; «Режим ТВ», который соединяет систему через док-станцию ​​с телевизором, при этом контроллеры подключаются к центральному модулю - рукоятке Joy-Con - или синхронизируются с «Pro Controller» в стиле Xbox (приобретается отдельно) и «Настольный режим» ', в которой используется встроенная подставка, позволяющая отображать экран в любом месте в вертикальном положении, с
Навики - как это работает в бесплатной версии?
Навики - как это работает в бесплатной версии? Я не буду писать, что Навики был бы поражен таким изданием. С телефона мы можем рассчитать маршрут только в двух режимах - повседневном и коротком , что не всегда приносит наилучшие результаты.
И даже если Mate10 Pro превосходит в этой конкретной точке, это так честно - кого это волнует?
И даже если Mate10 Pro превосходит в этой конкретной точке, это так честно - кого это волнует? Кто работает с двумя, тремя смартфонами одновременно и оценивает, правильно ли телефон назначил бутерброд на картинке категории продуктов? Итак, наличие NPU обещает одно - процессор имеет встроенное решение, которое позволяет вам узнать, как пользоваться телефоном, какое приложение вы используете при загрузке смартфона, при тренировке, при переходе на работу и возвращении на работу. Признает,
Интернет кредитный счет - как это работает?
Интернет кредитный счет - как это работает? Вы можете заимствовать быстрые онлайн-кредиты на свой счет, не выходя из дома и не выполняя множество формальностей - все зависит от используемых вами услуг. Проверьте, какие онлайн-кредиты обычно находятся в: Вы можете одолжить деньги , заполнив онлайн-заявку в любое время - просто введите необходимые данные, такие как PESEL, зарегистрированный адрес, номер телефона или номер банковского счета.
Так что, если мы знаем среднюю заработную плату в компании (например, в нашем примере 5000 злотых), поскольку мы не знаем, какова изменчивость вознаграждения?
Так что, если мы знаем среднюю заработную плату в компании (например, в нашем примере 5000 злотых), поскольку мы не знаем, какова изменчивость вознаграждения? Все ли сотрудники получают одинаковую сумму? А может, менеджер завышает значение средней зарплаты? Я приглашаю вас прочитать текст о стандартном отклонении. Это один из инструментов, который позволяет анализировать разброс значений вокруг среднего.
Как это работает и стоит ли покупать машину таким образом?
Как это работает и стоит ли покупать машину таким образом? выбор лизинг для многих предпринимателей это выгоднее и удобнее, чем банковский кредит. Проверьте, является ли это решение одинаково привлекательным в то время,
Как это выглядит в Польше?
Как это выглядит в Польше? Компания SW Research недавно спросила польских предпринимателей о том, как они финансируют свои проекты. Наиболее, на 1/5, используются субсидии ЕС. 19,6 процента он использует средства родственников и друзей и 16,7%. компании получили финансирование из венчурных фондов. Однако большинство проектов финансировалось из собственных ресурсов. Конечно, у каждого из этих решений есть свои плюсы и минусы. Большим преимуществом венчурного капитала является то, что
Как это работает?
Как это работает? Правила, по которым работает лизинг, не претерпели существенных изменений на протяжении веков. В этих отношениях арендодатель предоставляет арендатору, например, автомобиль, хотя это только один из многих видов лизинговых операций. Клиент платит ему рассрочку на ограниченное время. Это хорошее решение во многих отношениях - особенно когда речь идет о налоговых вопросах. Каждый взнос рассматривается как понесенные расходы, которые служат для вычета НДС. Лизинг,
Если бы я точно знал, почему я гладил кошку в данный момент и почему я сделал это именно так, а не иначе, я бы назвал это прикосновение жестом свободной воли?
Если бы я точно знал, почему я гладил кошку в данный момент и почему я сделал это именно так, а не иначе, я бы назвал это прикосновение жестом свободной воли? Тот факт, что мальчик отказывается от выбора, является синонимом уничтожения мира. Никто День

Фотоэлементы - как это работает?
Что такое конвергенция колес и как это влияет на нашу машину?
Что такое схождение колес?
Хотите знать, как должен выглядеть идеальный зал в семейной квартире?
Вы хотите изменить расположение ваших шкафов и полок?
Quot;Но как это ?
Quot; Уходите сами - смущение или спасение?
И вы видите этот взгляд в стиле «что это?
Нет друзей?
Только разве одиночные путешествия действительно такие страшные, скучные и бессмысленные?