Виды и характеристики солнечных батарей

August 16, 2012 by admin Комментировать »

Солнечная батарея состоит из отдельных элементов, соединенных последовательно-параллельно (рис. 1.3, 1.4).

Элементы применяются в портативных устройствах радиоэлект­ронной техники, для миниатюрных светильников (на светодиодах) и зарядных устройств сотовых телефонов.

Прототипом современных солнечных элементов являют фотоум­ножители (ФЭУ).

Фотоумножители

Фотоумножители, обладающие высоким усилением и быстро­действием, получили широкое распространение в дозиметрических приборах, использующих сцинтилляторы – вещества, реагирующие на проникающую в них ионизирующую частицу вспышкой света.

Рис. 1.4. Элемент RS5415.5 Напряжение 1,2 В, ток 22 мА

Параметры некоторых фотоумножителей отечественного произ­водства приведены в табл 1.3.

Таблица 1.3. Фотоумножители

Область максимальной спектральной чувстви­тельности, лм

300-600

380-480

300-600

420-460

340-440

Чувствительность, А/лм (при напряжении пита­ния, кВ)

1(0,9),

10(1,4)

10(>0,8);

100(1,9)

10(1,2);

100(1,0)

10(0,8);

100(1,25)

10(0,9),

1000(1,3)

Габариты (по баллону), мм

021,5×73

022,5×64

030×90

030×90

Процесс преобразования световой (photons) энергии в электри­ческую (voltage) называется РV-эффект. Он был открыт в 1954 году, когда ученые обнаружили, ч!*о кремний (этот элемент – ос­нова обыкновенного песка) создает электрическую энергию, когда его освещают солнечным светом. Вскоре солнечные элементы стали применять для питания электронной аппаратуры космических спут­ников и небольших электронных устройств таких, как калькуляторы и наручные часы.

Когда аккумулятор для зарядки подсоединяется к солнечной па­нели, обычно в цепь необходимо включать контроллер для предуп­реждения перезаряда. Эта схема использует параллельный способ подключения. При этом способе солнечная панель всегда подклю­чена к аккумулятору через последовательный диод. Когда солнечная панель заряжает аккумулятор до желаемого максимального напря­жения, схема параллельно солнечной панели подключает нагрузоч­ный резистор, чтобы поглощать избыточную мощность с солнечной панели.

Функция полезной мощности, отдаваемой солнечной батареей в нагрузку, зависит от вырабатываемого напряжения, которое в свою очередь зависит от инсоляции – то есть от интенсивности солнеч­ного света – и температуры самой батареи. Работа йа кривой зави­симости ток/напряжение где-либо еще кроме точки максимальной получаемой мощности, приводит к снижению эффективности ра­боты и потере доступной энергии. Следовательно, контроль точки максимальной мощности является необходимой функцией в передо­вых системах управления источниками солнечной энергии, так как это может увеличить практическую эффективность часто на 30 % и более.

Системы, получающие энергщо от возобновляемых источников, таких как солнечные батареи или ветровые генераторы, обычно на­капливают энергию в аккумуляторах, а затем отдают ее в нагрузку. Часто, оба этих процесса происходят независимо. Периодическое вычисление оставшегося заряда аккумулятора гарантирует хорошую и продолжительную его работу, то же относится и к контролю тока, отдаваемого аккумулятором в нагрузку. Текущий заряд батареи вы­числяется исходя из ее ранее вычисленного заряда, плюс получен­ная энергия при заряде или минус энергия, отданная в нагрузку.

Фотоэлектрический преобразователь

ФЭП применяются в условиях хорошей освещенности.

Различают несколько типов солнечных кремневых батарей; самый эффективный тип (ФЭП) изготавливают из монокристаллического кремния. КПД таких (ФЭП) доходит до 24%.

Распространенные ФЭП на основе монокристаллов имеют эф­фективность до 17,5%. Срок эксплуатации практически неограничен, помимо незначительного потемнения технологического полимера, одновременно являющегося герметиком для фотопластин; исходя из этого срок эксплуатации может достигать четверти века.

Времена, когда солнечные панели были очень громоздкими, хруп­кими и нежными, постепенно уходят в прошлое и производители предлагают все более экстремальные варианты этих экологических источников энергии.

ФЭП из поликристаллического кремния имеют максимальный КПД до 15%, срок эксплуатации приближенный к сроку эксплуа­тации монокристаллического кремния. Себестоимость поликристал­лического кремния незначительно ниже монокристаллического.

Источник: Кашкаров А. П., Ветрогенераторы, солнечные батареи и другие полезные конструк¬ции. – М.: ДМК Пресс, 2011. – 144 с.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты