Электрмен қамтамасыз ету

Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 61 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

АҚТАУ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ҚЫЗМЕТ КӨРСЕТУ КОЛЛЕДЖІ

«Бекітемін»

«Бекітемін»: Директордың оқу ісі

«Бекітемін»: жөніндегі орынбасары

«Бекітемін»: Каримова А. К.

«Бекітемін»: «» 2019 ж.

Дипломдық жұмыстың

ТАПСЫРМАСЫ

Студент: Кайрғалиев Азамат

Мамандығы: 0902000 «Электрмен қамтамасыз ету»

Біліктілігі: 090203 «Техник-электрик»

Дипломдық жұмыстың жетекшісі: Нәдірханова Дана Таубайқызы

Дипломдық жұмыстың тақырыбы: “Программалық модульмен күн фотоэлектрлік жүйелердің режимдік және қолдану параметрлерін зерттеу”

АТҚҚК бұйрығымен бекітілген

«» 2019 ж. №

Тапсыру мерзімі:

Жұмыстың мазмұны мен көлемі (түсіндірме, есептеу және сараптау бөлімі, теориялық және эксперименталды бөліктері немесе сұрақтардың тізбесін әзірлеу)

Дипломдық жұмыстың материалдарың орындау:

а)

б)

в)

г)

д)

Графикалық материалдардың тізбесі (кесте, сызулар, диаграммалар және графиктер және т. б. )

Консультанттың толық аты-жөні:

Нормоконтролердің толық аты-жөні:

Дипломдық жұмыстың ұсынысы және күнтізбелік жоспардың орындалуы:

№

Жұмыс бөлімдерінің атаулары

пайыз

Жұмысты орындау мерзімі

жоспары бойынша

шынында

№:

Жұмыс бөлімдерінің атаулары:

пайыз:

Жұмысты орындау мерзімі:

№:

Жұмыс бөлімдерінің атаулары:

пайыз:

Жұмысты орындау мерзімі:

№:

Жұмыс бөлімдерінің атаулары:

пайыз:

Жұмысты орындау мерзімі:

№:

Жұмыс бөлімдерінің атаулары:

пайыз:

Жұмысты орындау мерзімі:

Дипломдық жұмыстың жетекшісі

_{(жетекшісің қолы)}

Тапсырма орындауға қабылданды

_{(студенттің қолы)}

Тапсырма берілді « » 2019 ж.

МАЗМҰНЫ

Кіріспе

: І.

Кіріспе: Технологиялық бөлім

: 1

Кіріспе: Күн энергиясын шоғырлатқышы бар күн фотоэлектрлік қондырғыларды пайдалану мәселелері және болашағы

5: 7

: 1. 1

Кіріспе: Концентрленетін электр станцияларының қазіргі жағдайы мен даму бағыты

5: 7

: 1. 2

Кіріспе: Күндік электрстансаларында пайланылатын жартылай өткізгішті түрлендіргіштер

5: 11

: 1. 3

Кіріспе: Фототүрлендіргішті концентраторлы энергоқондырғыларды пайдалану мәселелері мен әлеуеттілігі

5: 13

: ІІ.

Кіріспе: Конструкторлық бөлім

: 2

Кіріспе: Күн радиациясының концентрациясы бар фотоэлектрлік түрлендіргіштерді орындау

5: 20

: 2. 1

Кіріспе:

Күн энергиясын жинаушы қондырғыларда күнді қадағалайтын

бар техникалық шешімдер

5: 22

: 2. 2

Кіріспе: Күн электр стансаларының өнімділігін күн энергиясының концентраторларымен арттыру үшін тапсырмаларды орнату

5: 26

: ІІІ.

Кіріспе: Есепетеу бөлімі

: 3

Кіріспе: Сыртқы фотоэффект

5: 28

: 3. 1

Кіріспе: Күн фотовольтаикалық жүйесінің моделін модельдеу

5: 37

: 3. 2

Кіріспе: Тәжірибелік күн фотоэлектрлік жүйенің негізгі құрылымдық элементтерін таңдау

5: 39

: IV.

Кіріспе: Еңбекті қорғау және қауіпсіздік ережелер бөлімі

: 4

Кіріспе: Экономикалық бөлім

5: 47

: 4. 1

Кіріспе: Игеруге кеткен шығындар есебі

5: 47

: 5

Кіріспе: Өміртіршілік қауіпсіздігі

5: 52

: 5. 1

Кіріспе: Жобаның бейнеленуі

5: 52

: 5. 2

Кіріспе: Өндірістік шудың шама шарттары

5: 55

: 5. 3

Кіріспе: Шудың адам ағзасына зияны мен әсері

5: 55

Кіріспе: Қорытынды

5: 64

Кіріспе: Қолданылған әдебиеттер тізімі

5: 66

КІРІСПЕ

Жақындап келе жатқан жанармай ашаршылық қаупі, қоршаған ортаның ластануы және энергия көздеріне сұраныстың артуы, көптеген дамыған елдердің баламалы энергия көздеріне көңіл бөлуіне алып келеді. Дәстүрлі емес пен қайта жаңартылатын энергия көздеріне күннің, желдің, ағын судың, жер асты жылулықтың және т. б. энергиялары жатады.

Адамзаттың технологиялық үрдісіне байланысты XX ғасырдың екінші жартысында энергияға деген сұраныс өте жылдам аса бастады. Осы уақытқа дейін энергетиканың дамуы аса қатты қиыншылықтарды тудырған жоқ. Энергия көзін арттыру үшін мұнай және газ өндіру көлемін үлкейту арқылы ғана іске асатын еді. Дегенмен өзінің дәстүрлi шикiзат базасы азайып бастаған әлемдiк экономиканың бiрiншi энергетика саласы. 70-ші жылдардың басында көптеген елдерде энергетикалық дағдарыс болды. Дағдарыстың бірден бір себебі қазбалы энергетикалық ресурстардың шектеулігі. Одан басқа, мұнай, газ және көмір химия өнеркәсібінде бағалы шикізат көздері болып саналады. Сондықтан, тек дәстүрлі қазбалы энергия көздері арқылы энергетиканың дамуын жоғарғы деңгейде сақтау аса күрделі болып келеді.

Соңғы кездері жұмыс барысын қауіпсіздендіруге көп шығын талап етуі атомдық энергетикасы тиімді емес болып жатыр.

Пайдалы қазба көздері солардың ішінде көмір мен ядролық жанармайдың жануы қоршаған ортаның ластануы, осының бәрі жердің экологиясының нашарлануына алып келіп отыр. Сонымен қатар жылулық ластануы бар. Әрбір жанармайдың жануы және энергия көздерін тұтынудың өсуі жер бетінің температурасын бір градусқа өсуі мүмкін. Мұндай көлемде жердің энергобалансының бұзылуы қауіпті және қайтымсыз климаттың өзгеруіне алып келеді. Осындай жағдайларға байланысты жердің экологиялық теңгерімін бұзбайтын қайта жаңартылатын энергия көздері кеңінен пайдалануда.

Көптеген қайта жаңартылатын энергия көздері, яғни су энергиясы, механикалық және жылулық әлемдік мұхит энергиясы, желдік және жер асты жылу энергиясы шектеулі әлеуетпен немесе кең қолдануда қиындықтар туғызады. Барлық қайта жаңартылатын энергия көздерінің қосындысы аса көп әлеуетті емес. Бірақ тағы бір энергия көзі бар - Күн.

Күн біздің планетамыз үшін алғашқы және негізгі көз болып табылады. Ол бірақ бар жер бетін жылытады, өзенді қозғалысқа келтіреді, желдің күшін хабарлайды. Оның сәулелерімен 10 триллион тонна жануарлар мен бактериялар қоректенетін 1 квадриллион тонна өсімдек өседі. Осы Күннің арқасында көмірсулардың қоры жиналады, яғни біз қазіргі уақытта жағып жүрген мұнай, көмір, торфа және т. б. Қазіргі уақытта адамзат энергоресурстағы өзінің қажеттілігін қанағаттандыру үшін бір жыл ішінде 10 миллиард тоннадай шартты отын қажет. (Шартты отынның жану жылуы -7000 ккал/кг) .

Күн энергетикасы - күн сәулесінен алынған қандай да бір түрдегі энергияны қолдану. Күн энергетикасы негізінде экологиялық таза бола алатын, яғни зиянды қалдықтарды шығармайтын жаңартылмалы энергиясы қолданылады.

Күн сәулесі сарқылмайтын энергия көзі болып табылады, ол жердің барлық бұрышына түседі, кез келген тұтынушының «қол астында» болады және экологиялық таза қол жететін энергия көзі болып табылады.

Күн жарығын және жылуын қолдану - бұл бізге қажетті энергияның барлық түрін алудың таза, қарпайым және табиғи қабілеті. Күн коллекторларының көмегімен тұрғын үйлерді және коммерциялық ғимараттарды жылытады немесе оларды ыстық сумен қамтамасыз етеді. Параболалық айналармен (рефлекторлармен) шоғырланған күн жарығын жылу алу үшін қолданады(бірнеше мыңдаған Цельсий гралус температураларға) . Оны электр энергиясын өндіру үшін немесе жылыну үшін қолдануға болады. Күннің көмегімен энергияны өндірудің бұдан басқа тағы бір әдісі бар - фотоэлектрлік технологиялар. Фотоэлектрлік - бұл күн радиациясын электр энергиясына түрлендіретін құрылғылар.

Тақырыптың өзектілігі:

Қазіргі кезде күн энергиясын түрлендірудің ең дамыған түрі - күн сәулелердің энергиясын фотоэлектрлік түрлендіргіш арқылы түрлендіру.

Бүгінгі күнде адамзат баласы күн энергиясын жылулық және электрлік энергияға түрлендіруді үйренді. Осы әдісті ары қарай дамыту арқылы фотоэлектрлік жүйелердің неғұрлым тиімді күн энергиясын түрлендігіштерді жасауға мүмкіндік береді.

Сондықтан, күн фотоэлектрлік жүйенің оптика-энергетикалық ерекшеліктерін есептеу әдістері мен зерттеулер өзекті мәселе болып табылады.

Есептік зерттеулер жүргізулер арқылы оптика-энергетикалық күн фотоэлетрлік қондырғының ерекшелігі мен қуатын анықтау;

Күн фотоэлектрлік қондырғының негізгі және қосымша жабдықтарын таңдау;

Параболоидты негізінде күн сәулесінің бөлінуінің экспериментті қондырғыны жобалау.

1 Күн энергиясын шоғырлатқышы бар күн фотоэлектрлік қондырғыларды пайдалану мәселелері және болашағы.

1. 1 Концентрленетін электр станцияларының қазіргі жағдайы мен даму бағыты

Соңғы 15 жылда күн энергетикасы саласы қарқынды дамуда (әлемдегі күн электр энергиясын өндірудің жыл сайынғы өсімі 20% -дан асты) [27] . Оны жеке инвесторлар да, мемлекеттер де қолдады. Зерттеулер қаржыландырылды, тәжірибелік модельдер құрылды, эмпирикалық тәжірибе жинақталды. Күн энергиясын шоғырландыру, оны сақтау, оны сақтау және электр энергиясына айналдыру жолдарын қоса алғанда көптеген жаңа технологиялар әзірленді. Кейбір инновациялар коммерциялық жобаларда сәтті қолданылған, басқалары құрылыста және электр станцияларында қолданылатын болады, ал басқалары әртүрлі себептер бойынша талап етілмейді. Жақсартулардың барлығы дерлік энергияның басқа түрлеріне жарық сәулеленудің конверсиялық тиімділігін арттыруға және генерацияланған электр энергиясының өзіндік құнын төмендетуге бағытталған.

Күн энергиясын жақсарту екі негізгі бағыт бойынша жүзеге асырылады:

- шағын тұрғын немесе әкімшілік нысандарды энергиямен жабдықтауға бағытталған жеке энергетикалық жүйелерді құру:

- өнеркәсіптік көлемде электр энергиясын өндіруге қабілетті күн электр станцияларын құру.

Екінші жағдайда, саланың дамуы екі жолмен жүреді:

- күн энергиясының концентраторлары жоқ кремний фотоэлементтерін қолдану арқылы электр энергиясын тікелей конверсиялауға негізделген күн электр стансаларының құрылысы;

- КЭК бар күн электр станцияларын салу; сонымен бірге электр энергиясын ғана емес, сондай-ақ жылу энергиясын да алу экономикалық тиімді.

Жарияланған дереккөздерде өнеркәсіптік күн энергетикасы саласындағы қазіргі жағдайды қарастырады. 1980-жылдардың ортасында КЭК-ын қолданатын өнеркәсіптік күн электр станцияларының алғашқы үлгілері АҚШ-та жасалды [24] . Қаржылық перспектива болмаған соң бұл технологияны қаржыландыру тоқтатылды. ХХІ ғасырдың басында күн энергиясына бай елдерде, әсіресе Испания, Израиль, Германия және Оңтүстік-Батыс өңірлерінде КЭК-ына қызығушылықтың жаңа толқыны байқалды [4, 16, 22] . Кейінірек, ХХІ ғасырдың екінші онжылдығында Қытайда, Үндістанда, Украинада және басқа елдерде күн энергетикасы жақсарды [1, 12] .

Күн энергиясының әлеуеті айтарлықтай. Әрбір шаршы қашықтық шөлдерде энергиясы жылына 1, 5 миллион баррель мұнайға теңеледі [24] . Сондай-ақ, егер КЭК-ын шамамен 65 000 км ² ауданымен қамтитын болсаң, ал ол Сахара аймағының 1% -нан азырақ, 2008 жылы дүниеде қанша электр энергиясын тұтыылды сонша өндіруге болады. Ал бұл ауданның бестен бір бөлігі Батыс Еуропаның 2008 жылы тұтынылған энергиямен тепе-тең [23] . Күн энергиясының тартымдылығының негізгі көрсеткіші - оның құны.

Капиталдың жоғары қарқындылығына қарамастан, күн энергиясының әлеуеті инвесторлар тарапынан байқаусыз қалмады - шетелдік компаниялар Ausra және MAN шөлді аймақтарды болашақ станцияға айналдыру . Бірақ КЭК-мен жабдықталған электр станциялары инвесторларға дәстүрлі атомдық және жылу электр станцияларына қарағанда арзанырақ және тиімді болған жағдайда ғана тартымды болады. Сонымен қатар, КЭК станциялары жаһандық энергетикалық жүйені жаңа технологияларға бейімдеуді талап етеді. Мұның бәрі осы энергетикалық секторды жақсартуға кедергі келтіреді.

Көптеген елдерде «жасыл тариф» түрінде электр энергиясын өндіруге мемлекеттік субсидиялары бар. Осылайша, Украинада «жасыл тариф» коэффициенті белгіленетін заң қабылданды. Заңға [4] сәйкес электр энергиясын сату тарифі электр станцияларының немесе электр станцияларының түріне және сыйымдылығына байланысты белгіленеді.

Бағалауы бойынша, әлемдегі концентратты электр станцияларын жылына 100 ГВт қуаттылықпен жинақтау үшін қажетті жабдық көлемі, осы уақытқа дейін автомобиль өнеркәсібінің көлеміне сәйкес келеді.

КЭК бар электр станцияларының төрт негізгі түрі бар:

Параболикалық цилиндрлі . Бұл күн радиациясының жылу өндіру үшін ең жақсы дамыған технологиясы болып табылады. Параболикалық цилиндрлерге негізделген станциялар АҚШ пен Испанияда жақсы жұмыс жасап тұр [7] . Параболикалық цилиндрлік концентраторлар (ПЦК) рефлекторлардан тұрады, олардың әрқайсысы күн сәулесінің шоғырланған энергиясын сіңіретін абсорбер түтігіне бағыттайды. Жарық үнемі түтікке бағытталып тұрады, себебі концентратор күнді бақылап тұрады. Параболикалық цилиндрлер жиынтығы бу алу үшін қажетті жылу энергиясы жиналатын гелиополис бар. Бу турбинаны дәстүрлі жылу электр станцияларының схемасына сәйкес электр генераторымен жүргізеді.

Күндік мұнара . Мұндай қондырғылар күннің қозғалысын қадағалайтын және мұнараның жоғарғы жағында орналасқан қабылдағышқа бағыттайтын гелиостаттардың үлкен массалардан тұрады. Күндік мұнаралар мен параболикалық цилиндрлердің ортақ артықшылығы бар: олардың көмегімен технологиялық схемалар тұзды балқыту негізінде жылу энергиясының аккумуляторларын қамтуы мүмкін, сондықтан электр энергиясын өндіру түнде және бұлтты күндерде жалғасуы мүмкін [5] . Бұл электр энергиясының тікелей жинақталуынан әлдеқайда арзан.

Плиталық жүйелер (Stirling қозғалтқыштары мен фотоконвертерлермен) . Күн жүйесіндегі жүйе концентратордың фокусында орналасқан қабылдағышқа күн радиациясын көрсететін табақша тәрізді концентратордан тұрады. Қабылдағыш генераторы бар немесе Stirling қозғалтқышы немесе осы жағдайларда жұмыс істеуге арналған жартылай өткізгіш конвертер болуы мүмкін. Belleville жүйесі Stirling қозғалтқыштарымен жұмыс істейді, бұл шамамен 30% тиімділікке ие, бірақ дизайнның қымбатшылығы мен күрделілігі оның таралуын шектейді [6] . Соған қарамастан, StirlingEnergySystems (АҚШ) компаниясы 2010 жылы осындай қондырғылар негізінде қуаттылығы 1, 5 МВт болатын тәжірибелік электр станциясын іске қосты.

Сызықтық концентраторлар және Френель линзалары . КЭК-ның бұл түрі әлемде ең аз таралған және 2000-шы жылдардың соңында - 2010 жылдың басында белсенді түрде дами бастады. Ол түтіктер немесе жартылай өткізгіш фотоэлементтерден тұратын ресиверге жарық беретін көптеген элементтерден тұратын айналар немесе линзалар арқылы радиацияның шоғырлануына негізделген. Фокус радиациясын сақтау үшін айналар немесе линзалар бір күн ішінде өз орындарын өзгертеді. Сызықтық концентраторлардың (СК) негізгі элементі - жұқа (1 - 2 мм) шағылыстыратын пластиналардан жасалған айна болып табылады.

Бұл жүйенің салыстырмалы қарапайымдылығы, салыстырмалы төмен құны оның өндірісін көздейді. Сызықтық концентраторлардың тағы бір артықшылығы - оларды төбесі тегіс ғимараттарға орнату оңай, құрылыс көлеңкеде болуға мүмкіндік береді, және жасыл аймақтар құру үшін жағдай жасайды. Френель линзалары мен айналарын жарық ағынының фотоэлектрлік түрлендіргіштерімен біріктіріп қолдану арқылы оларды неғұрлым тиімді пайдалануға болады.

Френель линзаларын өндіру қарапайым және арзан, кішкентай аумақта күн энергиясының елеулі тығыздығын жарықтандыруға мүмкіндік береді. Осындай қондырғыларда 1000 кВт / м2 дейінгі ағынның тығыздығына қол жеткізеді. Бұл төмен концентрациясы бірлік деректер элементтерін пайдалану экономикалық тиімсіз болып, соның арқасында 40% дейін сыйымдылығы жоғары шоғырлануы кезінде жұмыс істейтін және тым жоғары бағасын бар қабілетті GaAs, GaLnAs арналған, GaInP, AlGaAs, Ge және басқа да жартылай негізделген гетероқұрылымды каскадтық күн батареяларын пайдалану тиімді етеді.

[2] Френеля линзаларын концентраторлар ретінде пайдалану мүмкіндіктері қарастырылып, күн сәулесінен жоғары дәлдікті қажет етпейтін, жеңіл ағынның біркелкі болуын қамтамасыз ететін линзаларды есептеу мүмкіндігі қарастырылған.

уақытында Френел линзаларының өнімділігін төмендетуді бағалау әдістері сипатталған және органикалық шыны мен органикалық кремний қосылыстарына негізделген линзаларды салыстыруға болады.

Көп жағдайда органикалық шыны Френель линзасы материалы ретінде пайдаланылады, бірақ композициялық шыны-органикалық кремний Френель линзаларының өнімділігін зерттелді [13] .

1996 жылы Ресейде [3] каскадтық күн батареяларын зерттеу жүргізілді. Қазіргі уақытта 40% дейін тиімділігі бар фотоконвертерлердің ғылыми әзірлемелері мен өндірістік үлгілері бар. Энергетикалық қондырғыларды байыту кезінде осындай фотоэлементтерді пайдаланудың әлемдік эмпирикалық тәжірибесі қарастырылды.

Көп өтпелі каскадты фотоэлементтердің құнының жоғары болуына байланысты олардың құнын төмендету үшін күн радиациясының концентрациясы жоғарлатуды талап етті. Сонымен қатар, концентрациясы дәрежесін ұлғайуы, жеткілікті салқындату барысында оның ПӘК-і артады.

Өнертапқырлар мен пайдалы модельдерге арналған мақалаларды, тезистерді және диссертацияларды, сондай-ақ Ресей, Украина, АҚШ және Жапония патенттерін шолу жүргізілді. Ғалымдар мен инженерлердің пікірлері бірнеше бағытта бағытталған: фотоэлементтердің сипаттамаларын жақсарту, күн жүйесіндегі бақылау жүйелерін жетілдіру, жылу жинау мәселесін шешу, күн энергиясы концентраторларын жасау және талдау, күн энергиясын айырбастаудың жаңа схемаларын құру және электр және жылу энергиясын бірлескен өндіру (когенерация) . Жасалынған есептеу әдістері фотоэлектрлік қондырғылардың режимдік және қолдану параметрлерін бағалауға болады;

Оптика-энергетикалық ерекшеліктерін оңтайландыру арқылы күн фотоэлектрлік жүйелердің құнын төмендету жолдарын қарастыру;

Темір жол жүйесінде қолдануға болатын күн фотоэлектрлік жүйелерді құру үшін керекті құрылымдар мен материалдардың жаңа түрін пайдалану бойынша ұсыныстар;

Эксперимент жобасында параболоидты күндік қондырғы жасалынды;

Эксперимент жүзінде фокальды жазықтықта күн сәулесінің бөлінуінің режимдік параметрлері бағаланды.

1. 2 Күндік электрстансаларында пайланылатын жартылай өткізгішті түрлендіргіштер

Бір кристалды кремний негізіндегі құрылымдарды өндіру технологиялық тұрғыдан күрделі және қымбат процесс болып табылады. Сондықтан аморфты кремний (a-Si:H), галий арсениті және поликристалды жартылай өткізгіштер негізіндегі қоспалар сияқты материалдарға назар аударылды.

Аморфты кремний жалғыз кристалдан анағұрлым арзан балама ретінде пайдаланды. Оның негізіндегі алғашқы КЭ 1975 жылы құрылды. Аморфты кремнийдің оптикалық жұтылуы кристалды кремнийден 20 есе жоғары. Сондықтан, көрінетін сәулеленудің айтарлықтай сіңуі үшін, қалыңдығы 0, 5-1, 0 мкм болатын A-Si:H пленкасы 300 мкм қымбат тұратын кремнийдің орнына жеткілікті. Сонымен қатар, кең аймақтың аморфты кремнийлі жұқа қабықшаларын алудың қолданыстағы технологиясының арқасында, бір кристалды кремний негізіндегі күн батареялары үшін қажетті кесу, ұсақтау және жылтырату операциялары талап етпейді. Поликристалды кремнийлі элементтермен салыстырғанда, a-Si:H негізіндегі өнімдер төмен температураларда (300 °C) өндіріледі: арзан әйнек субстраттары қолданылуы мүмкін, ол кремнийді тұтынуды 20 есеге азайтады.

A-Si:H-12% негізіндегі эксперименталды элементтердің максималды тиімділігі кристалды кремний күн батареяларының (~15%) тиімділігіне қарағанда біршама төмен. Дегенмен, a-Si: H негізіндегі элементтер тиімділігінің технологиясын жетілдіру арқылы теориялық 16% -ға жетеді [22] .

Галий арсениті жоғары тиімді күн батареяларын жасайтын ең перспективті материалдардың бірі болып табылады. Бұл оның мынадай ерекшеліктеріне байланысты:

- диапазондағы айырмашылық біркелкі емес күн сәулелерінің клеткалары үшін өте ыңғайлы, 1, 43 эВ;

- күн радиациясын сіңіру қабілетін арттыру: тек бірнеше микроннан тұратын қабаттың қалыңдығын талап етеді;

- жоғары өнімділігімен бірге бұл материалды ғарыштық аппараттарда пайдалану үшін өте тартымды етеді;

- GaAs негізінде батареяларды жылытуға салыстырмалы сезімтал емес;

- GaAs қоспалардың алюминий, мышьяк, фосфор немесе индиймен сипаттамалары күн сәулелерінің жасушаларын жобалау мүмкіндігін кеңейтетін GaAs сипаттамаларын толықтырады.

Галий арсенидті және оған негізделген қорытпалардың басты артықшылығы күн сәулелерінің жасушаларын жобалау үшін мүмкіндіктердің кең спектрі болып табылады. GaAs негізіндегі фотоэлемент түрлі құрамдардың бірнеше қабатынан тұрады. Бұл әзірлеушіге кремний күн батареяларында рұқсат етілетін деңгейімен шектелетін үлкен дәлдікпен заряд тасымалдаушылардың генерациясын басқаруға мүмкіндік береді. GaAs негізіндегі типтік күн батареясы AlGaAs-дың өте жұқа қабатынан тұрады.

Галий арсенитінің басты кемшілігі - бұл оның жоғары құны. Өндірістің құнын төмендету үшін арзан субстраттарда күн батареяларын жасау ұсынылады.

Поликристалды жұқа пленкалар күн энергиясы үшін өте перспективті. Кұн жарығының диселенид мыс және индий сіңіру үшін өте жоғары қабілеті (CuInSe2) - сәулелену 99% осы материалдың (энергетикалық саңылаусыз - 1, 0 эВ) бірінші микрон жұтып [2, 5] . CuInSe2 негізіндегі күн ұяшығының терезесін жасау үшін ең көп таралған материал - CdS. Кейде кадмий сульфидіндегі терезенің мөлдірлігін жақсарту үшін мырыш қосылады. Аздап галлий CuInSe2 қабаты кернеу бос артуына әкеледі, демек, құрылғы өнімділігін арттыру алшақтық енін, арттырады.

Кадмий теллурид (CdTe) фотовольтаиктер үшін тағы бір перспективалық материал болып табылады. Іс жүзінде (1, 44 эВ) және өте жоғары сіңіру қабілеті бар. CdTe қабықша өндірісі өте арзан. Бұдан басқа Zn, Hg және басқа элементтермен CdTe қоспаларын алудың технологиялық жағынан осы қасиеттері бар қабаттарды құру технологиясы өте оңай.

CuInSe2 сияқты, CdTe негізіндегі ең жақсы элементтер CdS-дің терезе қабаты ретінде гетерофункцияны қамтиды. Қола оксиді мөлдір контакт пен жарықтандыру жабын ретінде пайдаланылады. CdTe-ді қолданудағы күрделі мәселе - үлкен ішкі шығындарға әкелетін p-CdTe қабатының жоғары кедергісі. Бірақ ол p-i-n-құрылымында CdTe / ZnTe гетеродымен шешіледі. CdTe қабықшалары заряд тасымалдаушылардың жоғары қозғалғыштығына және олардың негізіндегі күн ұяшықтарына ие - жоғары тиімділік мәндері 10-дан 16% -ға дейін [23] .

Күн батареялары арасында арнайы орынды органикалық материалдарды пайдаланатын батареялар алады. Органикалық бояумен қапталған титан диоксиді негізіндегі күн батареяларының тиімділігі өте жоғары - ~ 11%. Бұл түрдегі күн батареяларының негізі кең диапазондағы жартылай өткізгіш, әдетте органикалық бояғыштың монослабымен қапталған TiO2. Элементтің жұмыс істеу принципі бояғышты фотоэлектрлендіруге және электронның TiO2 өткізгіштік жолына жылдам инъекциясына негізделген. Сонымен қатар, бояғыш молекуласы тотығады, элемент арқылы электр тогы ағып кетеді және трийодид платина электродында йодқа дейін азаяды. Содан кейін йодид фотоэлектродқа электролит арқылы өтеді, онда тотыққан бояғышты қалпына келтіреді.

1. 3 Фототүрлендіргішті концентраторлы энергоқондырғыларды пайдалану мәселелері мен әлеуеттілігі

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.