Солнечная энергия

Солнечная энергия.

Солнечная энергетика — непосредственное использование солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнечная энергетика использует возобновляемый источник энергии, является экологически чистой, то есть не производящей вредных отходов.

Процесс перехода энергии в фотоэлектрическом преобразователе из одного состояния в другое основан на так называемом фотовольтаическом эффекте, возникающем в неоднородных полупроводниковых структурах при воздействии на них солнечного света. Нужно сказать, что эффективность преобразования зависит от электрофизических характеристик полупроводниковых элементов, оптических свойств преобразователя, среди которых самым важным является фотопроводимость, обусловленная явлениями внутреннего фотоэффекта в полупроводниках при облучении их светом.

Во время облучения модуля солнечным светом у границы n - и p-слоёв в результате «перетечки» зарядов образуются объединенные зоны с некомпенсированным объёмным положительным зарядом в n-слое и объёмным отрицательным зарядом в p-слое.

Таким образом, на этом переходе возникает барьер (разность потенциалов). Именно благодаря этой особенности p — n-перехода и можно объяснить факт возникновения фото - электродвижущей силы при облучении преобразователя солнечным светом.

План получения энергии:

1)

Солнечный свет попадает на фотоэлементы.

2)

«Перетечка».

3)

В результате притяжения протонов и электронов образуется заряженное электрическое поле.

Поток солнечной энергии, падающий на установленный под оптимальным углом фотоэлемент, зависит от широты, сезона и климата и может различаться в два раза для заселённой части суши

Атмосферные явления (облака, туман, пыль и др.) не только изменяют спектр и интенсивность падающего на поверхность Земли солнечного излучения, но и изменяют соотношение между прямым и рассеянным излучениями, что оказывает значительное влияние на некоторые типы солнечных электростанций, например, с концентраторами или на элементах широкого спектра преобразования. Прикладные исследования

Фотоэлектрические преобразователи работают днём и с меньшей эффективностью работают в утренних и вечерних сумерках. При этом пик электропотребления приходится именно на вечерние часы. Кроме того, производимая ими электроэнергия может резко и неожиданно колебаться из-за смены погоды. Для преодоления этих недостатков на солнечных электростанциях используются эффективные электрические аккумуляторы

Эффективность фотоэлектрических элементов падает при их нагреве.

Состав фотоэлементов.

Солнечные элементы - это электронные устройства, где за счет фотоэлектрического эффекта свет преобразуется в электроэнергию. Каждый элемент производит немного энергии, поэтому для обеспечения электроснабжения в достаточном объеме необходимы батареи таких соединенных друг с другом элементов. Элемент состоит из тонкого слоя полупроводникового материала, обычно кремния. В некоторых солнечных элементах применяют другой полупроводник - арсенид галлия. Они менее эффективны, чем кремниевые, но могут работать при гораздо более высоких температурах, благодаря чему их можно применять на спутниках, подвергающихся мощному воздействию лучей Солнца в космосе. На энергии солнечных элементов работают большинство искусственных спутников; она также используется в некоторых электронных калькуляторах и часах.

Отработавшие фотоэлементы, хотя и незначительная их часть, в основном специального назначения, содержат компонент (кадмий).

Типы фотоэлектрических элементов:

Монокристаллические кремниевые.

Поликристаллические кремниевые.

Тонкоплёночные.

Достоинства солнечной энергетики:

- Общедоступность и неисчерпаемость источника.

- Теоретически, полная безопасность для окружающей среды.

Применение фотоэлементов:

- Фотоэлектрические элементы могут устанавливаться на различных транспортных средствах: лодках, электромобилях и гибридных автомобилях, самолётах, дирижаблях и т. д. В Италии и Японии фотоэлектрические элементы устанавливают на крыши ж/д. поездов. Они производят электричество для кондиционеров, освещения и аварийных систем.

(«Гелиос» - первый самолет, летавший на энергии Солнца)

- Фотоэлектрические элементы вырабатывают электроэнергию, которая используется для бортового питания транспортного средства, или для электродвигателя электрического транспорта.

Но фотоэлементы зависимы от внешних условий.

1)облачность и осадки сильно снижают образование электричества.

( Климатическая карта. Зеленым и желтым отмечены зоны с наивыгодными условиями для установки фотоэлементов )

2)высокая температура приводит в негодность приборы.