Menu English Ukrainian Rosyjski Strona główna

Bezpłatna biblioteka techniczna dla hobbystów i profesjonalistów Bezpłatna biblioteka techniczna


ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Elementy fotowoltaiczne. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii

Komentarze do artykułu Komentarze do artykułu

Urządzenia do bezpośredniej konwersji światła lub energii słonecznej na energię elektryczną nazywane są fotokomórkami (w języku angielskim Photovoltaics, od greckich fotografii - światło i nazwa jednostki siły elektromotorycznej - wolt). Konwersja światła słonecznego na energię elektryczną odbywa się w ogniwach słonecznych wykonanych z materiału półprzewodnikowego, takiego jak krzem, które pod wpływem światła słonecznego wytwarzają prąd elektryczny.

ogniwa fotowoltaiczne

Łącząc ogniwa fotowoltaiczne w moduły, a te z kolei między sobą, można budować duże stacje fotowoltaiczne. Największą jak dotąd taką stacją jest 5-megawatowa instalacja Carris Plain w amerykańskim stanie Kalifornia. Sprawność instalacji fotowoltaicznych wynosi obecnie około 10%, jednak pojedyncze ogniwa fotowoltaiczne mogą osiągnąć sprawność na poziomie 20% lub więcej.

Historia

Historia ogniw fotowoltaicznych sięga 1839 roku, kiedy to francuski fizyk Edmond Becquerel odkrył efekt fotowoltaiczny. Potem nastąpiły dalsze odkrycia:

  • W 1958 roku małe (poniżej 1 wata) baterie fotowoltaiczne zasilały nadajnik radiowy amerykańskiego satelity kosmicznego Avangard. Ogólnie rzecz biorąc, badania kosmiczne odegrały ważną rolę w rozwoju ogniw słonecznych.
  • Podczas kryzysu naftowego w latach 1973-74. Kilka krajów jednocześnie uruchomiło programy fotowoltaiczne, co doprowadziło do zainstalowania i przetestowania ponad 3100 systemów fotowoltaicznych w samych Stanach Zjednoczonych. Wiele z nich nadal działa.

Rynek fotowoltaiczny

Obecny stan rynku ogniw fotowoltaicznych charakteryzuje się dość stabilnym wzrostem, około 20% rocznie, ale wielkość produkcji fotokomórek pozostaje dość niska. Światowa produkcja modułów w 1998 r. wynosiła około 125 MW, podczas gdy cena spadła z 50 USD/W w 1 r. do 1976 USD/W w 5 r. Jednak kilowatogodzina energii elektrycznej wytwarzanej przez system fotowoltaiczny jest nadal 1-1999 razy droższa niż tradycyjna energia elektryczna ( w zależności od konkretnej lokalizacji i rodzaju systemu). Tym samym rynek ogniw fotowoltaicznych nadal zajmuje niewielką niszę w światowej gospodarce. Nadal jednak stale rośnie w tych segmentach rynku, w których ogniwa słoneczne są konkurencyjne, na przykład w autonomicznych systemach oddalonych od sieci energetycznej.

W wielu regionach świata postęp jest namacalny. Japoński rząd inwestuje 250 mln dolarów rocznie w zwiększenie mocy produkcyjnych z 40 MW (1997) do 190 MW (2000). Kraje europejskie realizują własne programy, kierując się potrzebą niezależności energetycznej i względami środowiskowymi. Programy te, w połączeniu z kwestiami środowiskowymi, takimi jak zmiany klimatu, mają potencjał, aby znacznie przyspieszyć rozwój tej branży. Shell Solar zbudował największą w Niemczech fabrykę ogniw fotowoltaicznych o rocznej mocy 10 MW, która ma zostać zwiększona do 25 MW. Koszt budowy zakładu to 50 milionów marek niemieckich.

Zalety

Wysoka niezawodność

Ogniwa fotowoltaiczne zostały zaprojektowane do użytku w kosmosie, gdzie naprawa jest albo zbyt droga, albo niemożliwa. Do tej pory ogniwa fotowoltaiczne są źródłem zasilania prawie wszystkich satelitów na orbicie okołoziemskiej, ponieważ działają bezawaryjnie i prawie nie wymagają konserwacji.

Niskie koszty eksploatacji

Ogniwa słoneczne działają na darmowym paliwie - energii słonecznej. Bez ruchomych części wymagają niewielkiej konserwacji. Ekonomiczne systemy fotowoltaiczne są idealnym źródłem energii elektrycznej dla stacji komunikacyjnych w górach, boi nawigacyjnych na morzu oraz innych odbiorców zlokalizowanych z dala od linii energetycznych.

przyjazne dla środowiska

Ponieważ systemy fotowoltaiczne nie spalają paliwa i nie mają ruchomych części, są ciche i czyste. Ta funkcja jest niezwykle przydatna tam, gdzie generatory diesla i lampy naftowe są jedyną alternatywą dla uzyskania światła i mocy.

Modułowość

System fotowoltaiczny można sprowadzić na dowolny wymiar. Właściciel takiego systemu może go zwiększyć lub zmniejszyć, jeśli zmieni się jego zapotrzebowanie na energię elektryczną. Wraz ze wzrostem zużycia energii i możliwości finansowych, właściciel domu może co kilka lat dokładać moduły. Rolnicy mogą dostarczać zwierzętom wodę pitną za pomocą mobilnych systemów pomp.

Niskie koszty budowy

Instalacje fotowoltaiczne są zwykle zlokalizowane blisko konsumenta, co powoduje, że linie energetyczne nie muszą być przeciągane na duże odległości, jak w przypadku podłączania do linii energetycznych. Ponadto nie jest potrzebny transformator obniżający napięcie. Mniej przewodów to niższe koszty i krótszy czas instalacji.

Koszt energii elektrycznej wytworzonej przez system fotowoltaiczny

Wiele małych systemów fotowoltaicznych, które zasilają kilka żarówek i telewizor, jest znacznie tańszych niż alternatywa polegająca na przedłużeniu linii energetycznej, wymianie i utylizacji jednorazowych baterii lub uruchomieniu generatora diesla. Koszt energii elektrycznej wyprodukowanej w dużych instalacjach mogących zasilić budynek mieszkalny wyrażony jest w koszcie jednej kWh. Zależy to od kosztu początkowego systemu, warunków pożyczki (na spłatę kosztów początkowych), kosztu eksploatacji systemu, przewidywanej żywotności i ogólnej wydajności.

Przy typowych stopach procentowych kredytów i średnim czasie życia koszt energii słonecznej w USA w 1998 r. wynosił od 20 do 50 centów za kWh.

Obszar systemu fotowoltaicznego

Najpopularniejsze moduły (krzem krystaliczny) wytwarzają 100-120 watów na metr kwadratowy (W/m2). Zatem moduł o powierzchni jednego metra kwadratowego wytwarza wystarczającą ilość energii elektrycznej, aby zasilić jedną 100-watową żarówkę. Na skalę przemysłową elektrownia fotowoltaiczna zajmująca kwadratową działkę o boku około 160 km mogłaby zaopatrywać w energię elektryczną całe Stany Zjednoczone. Najlepszym rozwiązaniem jest jednak umieszczenie modułów fotowoltaicznych na dachach budynków lub wkomponowanie ich w ściany elewacyjne.

Jest to tańsza opcja, ponieważ oszczędza materiały budowlane.

Zobacz inne artykuły Sekcja Alternatywne źródła energii.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Znaleziono gwiazdy drugiej generacji 27.04.2021

Zespół astronomów przeprowadził badanie spektroskopowe 23 gwiazd w gromadzie kulistej NGC 6544 w ramach przeglądu APOGEE.

Naukowcy kierowani przez Felipe Granę z Papieskiego Katolickiego Uniwersytetu Chile w Santiago przeprowadzili analizę chemiczną gwiazd NGC 6544 z gałęzi czerwonych olbrzymów (RGB) i odkryli, że olbrzymy mają średnią metaliczność około -1,44 i obfitość pierwiastka alfa 0,2. Dla gwiazd z asymptotyczną gałęzią olbrzyma (AGB) wartości te wynosiły odpowiednio -1,66 i 0,25.

Według naukowców 14 z 23 badanych gwiazd miało różne struktury chemiczne, co czyni je tak zwanymi gwiazdami drugiej generacji, czyli obiektem kosmicznym, który powstał z substancji wzbogaconej w pierwiastki ciężkie (cięższe od helu).

Gromada kulista NGC 6544 znajduje się w odległości około 8 tysięcy lat świetlnych od Ziemi. Jest to gromada o średniej gęstości, która znajduje się 326 lat świetlnych od płaszczyzny galaktycznej, co jest najbliższą odległością, jaką odkryli naukowcy.

Oddział czerwonych olbrzymów (RGB), zwany także pierwszą gałęzią olbrzymów. Jest to etap ewolucji gwiazd, w których jądrach hel-4 łączy się z węglem-12 w wyniku potrójnej reakcji alfa.

W gwiazdach z asymptotyczną gałęzią olbrzymów (AGB) termojądrowe spalanie helu zachodzi w zewnętrznej powłoce zdegenerowanego rdzenia węglowo-tlenowego (czasami ze spalaniem wodoru w zewnętrznej powłoce jądra).

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Nowe zastosowanie urządzeń ultradźwiękowych

▪ LG wprowadza na rynek ultrawyraźny 84-calowy telewizor 3D

▪ Programowalny syntezator częstotliwości NBC12430

▪ Akumulatory paliwowe - pojemność potrojona

▪ Farmy wiatrowe mogłyby działać na Marsie

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

 

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ część witryny Uwaga dla ucznia. Wybór artykułu

▪ Silni zawsze obwiniają słabych. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Czym jest operetka? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Agrest odrzucony. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Subwoofer do domu, dla rodziny. Kilka sztuczek. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Normy dotyczące testowania sprzętu elektrycznego i urządzeń do instalacji elektrycznych konsumentów. Silniki prądu przemiennego. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Imię i nazwisko:


Email opcjonalny):


komentarz:





Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua

www.diagram.com.ua
2000-2024