Zastosowanie fotokomórek słonecznych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii

 Komentarze do artykułu

Ogniwa fotowoltaiczne są wykonalną technicznie i ekonomicznie alternatywą dla paliw kopalnych w wielu zastosowaniach. Ogniwo słoneczne może bezpośrednio przekształcać promieniowanie słoneczne w energię elektryczną bez użycia jakichkolwiek ruchomych mechanizmów. Dzięki temu żywotność generatorów fotowoltaicznych jest dość długa. Systemy fotowoltaiczne sprawdzają się od samego początku przemysłowego zastosowania ogniw fotowoltaicznych. Na przykład ogniwa słoneczne są głównym źródłem zasilania satelitów na orbicie okołoziemskiej od lat sześćdziesiątych XX wieku.

W odległych obszarach od lat 1970. XX wieku ogniwa fotowoltaiczne zasilają systemy zasilania poza siecią. W latach 1980. producenci masowo produkowanych towarów konsumpcyjnych zaczęli integrować ogniwa fotowoltaiczne w wielu urządzeniach, od zegarków i kalkulatorów po sprzęt muzyczny. W latach 1990. przedsiębiorstwa użyteczności publicznej zaczęły wykorzystywać ogniwa fotowoltaiczne, aby zaspokoić potrzeby małych użytkowników.

Jednostki pompujące do fotowoltaiki są wydajne i ekonomiczne w praktycznie każdym zastosowaniu do pompowania wody. Amerykańskie firmy energetyczne odkryły, że bardziej ekonomiczne jest uruchamianie pomp wodnych zasilanych energią słoneczną niż konserwacja elektrycznych linii dystrybucyjnych prowadzących do zdalnych pomp. Niektóre zakłady użyteczności publicznej oferują jednostki pompujące zasilane energią słoneczną, aby spełnić życzenia klientów.

Na obszarach wiejskich istnieją inne zastosowania systemów fotowoltaicznych - ładowanie i oświetlanie ogrodzeń elektrycznych; zapewnienie cyrkulacji wody, wentylacji, oświetlenia i klimatyzacji w szklarniach i obiektach hydroponicznych.

Moduły fotowoltaiczne dostarczały energię elektryczną do balonu Breitling Orbiter 3 podczas jego nieprzerwanego lotu dookoła świata. Przez trzy tygodnie w marcu 1999 roku cały sprzęt na pokładzie balonu był zasilany przez 20 modułów zawieszonych pod koszem. Każdy moduł został nachylony tak, aby zapewnić równomierny prąd podczas jazdy oraz naładować pięć akumulatorów do urządzeń nawigacyjnych, zasilić system łączności satelitarnej, zapewnić oświetlenie i podgrzewanie wody. Wszystkie moduły działały idealnie przez całą podróż.

Ogniwa fotowoltaiczne są z powodzeniem wykorzystywane do elektryfikacji wsi. Dziś dwa miliardy ludzi na całym świecie żyje bez elektryczności. Większość z nich znajduje się w krajach rozwijających się, gdzie 75% populacji nie ma dostępu do elektryczności. Odległe wioski często nie są podłączone do sieci.

Ci, którzy nie mają dostępu do prądu z sieci, często korzystają z paliw kopalnych – nafty, oleju napędowego. Z jego użytkowaniem wiąże się szereg problemów:

• import paliw kopalnych wyczerpuje zasoby twardej waluty kraju;
• transport paliwa jest utrudniony przez brak normalnej infrastruktury;
• konserwacja i naprawa generatora jest problematyczna ze względu na brak części zamiennych;
• generator zanieczyszcza środowisko spalinami i generuje dużo hałasu.

Fotowoltaiczne oświetlenie elektryczne jest bardziej wydajne niż lampy naftowe, a instalacja systemu fotowoltaicznego zwykle kosztuje mniej niż rozbudowa sieci. Ponadto wiele krajów rozwijających się znajduje się w regionach o wysokim poziomie promieniowania słonecznego, co oznacza, że ​​przez cały rok mają pod dostatkiem darmowej energii. Produkcja „elektryczności słonecznej” jest prosta i niezawodna, o czym świadczy doświadczenie obsługi dziesiątek tysięcy systemów fotowoltaicznych na całym świecie.

W nadchodzących dziesięcioleciach znaczna część światowej populacji zapozna się z systemami fotowoltaicznymi. Dzięki nim zniknie tradycyjna potrzeba budowy dużych, kosztownych elektrowni i systemów dystrybucyjnych. Wraz ze spadkiem kosztów ogniw słonecznych i rozwojem technologii otworzy się kilka potencjalnie ogromnych rynków ogniw słonecznych. Na przykład ogniwa słoneczne wbudowane w materiały budowlane zapewnią wentylację i oświetlenie domów. Produkty konsumenckie — od narzędzi ręcznych po samochody — skorzystają na zastosowaniu komponentów zawierających komponenty fotowoltaiczne. Przedsiębiorstwa użyteczności publicznej będą również mogły znaleźć nowe sposoby wykorzystania ogniw fotowoltaicznych w celu zaspokojenia potrzeb ludności.

Unia Europejska postawiła sobie za cel podwojenie udziału energii odnawialnej do 2010 roku. Ważnym elementem jest wyprodukowanie 1 miliona systemów fotowoltaicznych (500000 500000 dachów i 1 200 systemów wiejskich na eksport) o łącznej zainstalowanej mocy 50 GW. BP Amoco (jeden z wiodących na świecie sprzedawców produktów naftowych) zamierza wykorzystywać energię słoneczną na 400 swoich nowych stacjach paliw w Wielkiej Brytanii, Australii, Niemczech, Austrii, Szwajcarii, Holandii, Japonii, Portugalii, Hiszpanii, Francji i USA. Program o wartości 3,5 milionów dolarów obejmuje wykorzystanie 3500 paneli fotowoltaicznych o łącznej mocy XNUMX MW oraz redukcję emisji dwutlenku węgla o XNUMX ton rocznie.

Dzięki temu projektowi BP Amoco stanie się jednym z największych na świecie konsumentów energii słonecznej, a także jednym z największych producentów ogniw i modułów słonecznych. Panele słoneczne będą generować więcej energii elektrycznej niż potrzeba do oświetlenia i pomp wodnych, więc system zostanie podłączony do sieci. W ciągu dnia nadwyżki energii elektrycznej będą dostarczane do sieci, aw nocy braki energii będą z niej uzupełniane. Światowy rynek ogniw fotowoltaicznych do 2010 roku powinien osiągnąć 1000 MW, a do 2050 - 5 mln MW, według prognozy prezesa BP Solar.

Ogniwa fotowoltaiczne wytwarzają energię elektryczną, której wydajność zmienia się w zależności od poziomu promieniowania słonecznego. Ogniwa fotowoltaiczne łączone są w moduły, które stanowią główny składnik systemów fotowoltaicznych. Moduły są przystosowane do różnych napięć, do kilkuset woltów. Osiąga się to poprzez szeregowe łączenie fotokomórek i modułów. Inwertery muszą być używane do zasilania urządzeń elektrycznych prądu przemiennego.

Sprawność fotokomórek obliczana jest jako procentowy stosunek energii dostarczonej do fotokomórki do energii elektrycznej dostarczonej do odbiorcy. Istnieje różnica między wydajnością teoretyczną, laboratoryjną i praktyczną. Ważne jest, aby znać różnicę między nimi, a dla użytkowników ogniw słonecznych liczy się oczywiście tylko praktyczna wydajność.

Praktyczna wydajność ogniw fotowoltaicznych produkowanych seryjnie:

• krzem monokrystaliczny: 16 - 17%;
• krzem polikrystaliczny: 14 - 15%;
• krzem amorficzny: 8 - 9%.

Instalacje fotowoltaiczne zazwyczaj dzielimy na:

1. Samodzielne systemy składające się wyłącznie z paneli fotowoltaicznych. Ponadto mogą zawierać regulatory i baterie.
2. Systemy hybrydowe, które są połączeniem ogniw fotowoltaicznych i dodatkowych środków do wytwarzania energii elektrycznej, takich jak wiatr, olej napędowy czy gaz ziemny. Systemy te często wykorzystują mniejsze baterie i regulatory.
3. Systemy podłączone do sieci to w rzeczywistości małe elektrownie, które dostarczają energię elektryczną do sieci publicznej.

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 Najpotężniejszy laser rentgenowski na świecie 21.09.2023 Linac Coherent Light Source II (LCLS-II), najpotężniejszy na świecie laser na swobodnych elektronach rentgenowskich (XFEL), został pomyślnie uruchomiony w Narodowym Laboratorium Akceleratorów SLAC, podlegającym jurysdykcji Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych. Ten najnowszy laser rentgenowski, zaktualizowany w oparciu o źródło światła spójnego Linac (LCLS), zapewnia niespotykane dotąd możliwości, które mogą zapoczątkować nową erę w badaniach rentgenowskich. Eksperci uważają, że LCLS-II, dzięki potencjałowi badania wewnętrznej struktury i właściwości materiałów na poziomie atomowym i molekularnym, może doprowadzić do rewolucyjnych odkryć w opracowywaniu materiałów o unikalnych właściwościach. Odkrycia te będą z kolei miały wpływ na różne gałęzie przemysłu, od elektroniki, przez magazynowanie energii, po przemysł lotniczy i kosmiczny. LCLS-II wytworzy promieniowanie rentgenowskie, które jest ponad 10 000 razy jaśniejsze niż istniejący laser na swobodnych elektronach LCLS firmy SLAC. Szybkość generowania błysków rentgenowskich również wzrośnie ze 120 błysków na sekundę do miliona błysków na sekundę.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Bezpłatne szyfrowane połączenia z iPhone'a

▪ Pieprz kontra sól

▪ Przenośna konsola do gier Logitech G CLOUD

▪ Radio snajperskie

▪ SAMSUNG przygotowuje dyski twarde 0,85 cala, TOSHIBA planuje je wyprodukować

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Dla początkującego radioamatora. Wybór artykułu

▪ artykuł Roalda Dahla. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Gdzie można zwiedzić kościół św. Jakuba Bonda? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Wymagania dotyczące przechowywania i transportu surowców, wyrobów gotowych i odpadów produkcyjnych

▪ artykuł Wzmacniacz ultraszerokopasmowy. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Co się stało z rabusiami? Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

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

www.diagram.com.ua
2000-2024