0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как происходит процесс преобразования лучистой энергии в электрическую

Применение солнечной энергии как альтернативного источника

Здесь вы узнаете:

  • Что такое солнечная энергия
  • Как можно оценить величину солнечной энергии
  • Преобразование солнечной энергии в электричество
  • Плюсы и минусы солнечных электростанций
  • Проблемы использования солнечной энергии
  • Использование солнечной энергии в быту
  • Использование солнечной энергии в химическом производстве
  • Электротранспорт на солнечных батареях
  • Перспективы развития

Солнечная энергия — восполнимый и бесплатный ресурс, который в последние годы особенно активно осваивается. Существуют солнечные электростанции, гелиотермальные электростанции и небольшие бытовые солнечные батареи.

Что такое солнечная энергия

Солнце – это звезда, внутри которой, в непрерывном режиме, происходят термоядерные реакции. Результатом происходящих процессов, с поверхности солнца выделяется колоссальное количество энергии, часть которой нагревает атмосферу нашей планеты.

Солнечная энергия — это источник жизни на планете Земля. Наша планета, и все живые организмы, существующие на ней, получает энергию солнца в виде солнечного света и тепла.

Солнечная энергия является источником возобновляемой и экологически чистой энергии.

Как можно оценить величину солнечной энергии

Специалисты используют для оценки такую величину, как солнечная постоянная. Она равна 1367 ватт. Именно столько энергии солнца приходится на квадратный метр планеты. В атмосфере теряется примерно четверть. Максимальное значение на экваторе – 1020 ватт на квадратный метр. С учётом дня и ночи, изменения угла падения лучей, эту величину следует уменьшить ещё в три раза.

Распределение солнечного излучения на карте планеты

Версии об источниках солнечной энергии высказывались самые разные. На данный момент специалисты утверждают, что энергии высвобождается в результате превращения четырёх атомов H2 в ядро He. Процесс протекает с выделением существенного количества энергии. Для сравнения представьте, что энергия превращения 1 грамма H2 сопоставима с той, что выделяется при сжигании 15 тонн углеводородов.

Преобразование солнечной энергии в электричество

Фотоэлектрические (PV) панели и концентрация солнечной энергии (CSP) объектов захвата солнечного света могут превратить его в полезную электроэнергию. Крыши PV панели делают солнечную энергию жизнеспособной практически в каждой части Соединенных Штатов. В солнечных местах, таких как Лос-Анджелес или Феникс, система 5 киловатт производит в среднем 7000 до 8000 киловатт-часов в год, что примерно эквивалентно использованию электроэнергии типичного домохозяйства США.

В 2015 году почти 800 000 фотоэлектрических систем были установлены на крышах домов по всей территории Соединенных Штатов. Крупномасштабные PV проекты используют фотоэлектрические панели для преобразования солнечного света в электричество. Эти проекты часто имеют выходы в диапазоне сотен мегаватт, а это миллионы солнечных панелей, установленных на большой площади земли.

Фотовольтарика

В этом случае электрический ток появляется вследствие фотовольтарического эффекта. Принцип такой: солнечный свет попадает на фотоэлемент, электроны поглощают энергию фотонов (частиц света) и приходят в движение. В итоге мы получаем электрическое напряжение.

Именно такой процесс происходит в солнечных панелях, основу которых составляют элементы, преобразующие солнечное излучение в электричество.

Сама конструкция фотовольтарических панелей достаточно гибкая и может иметь разные размеры. Поэтому в использовании они очень практичны. К тому же панели имеют высокие эксплуатационные свойства: устойчивы к воздействию осадков и перепадам температур.

А вот как устроен отдельный модуль солнечной панели:

Гелиотермальная энергетика

Тут подход немного другой, т.к. солнечное излучение используется для нагревания сосуда с жидкостью. Благодаря этому она превращается в пар, который вращает турбину, что приводит в выработке электричества.

По такому же принципу работают тепловые электростанции, только жидкость нагревается посредством сжигания угля.

Самый наглядный пример использования данной технологии – это станция Иванпа Солар в пустыне Мохаве. Она является крупнейшей в мире солнечной гелиотермальной электростанцией.

Работает она с 2014 года и не использует никакого топлива для производства электричества – только экологически чистая солнечная энергия.

Котёл с водой располагается в башнях, которые Вы можете видеть в центре конструкции. Вокруг расположено поле из зеркал, направляющих солнечные лучи на вершину башни. При этом компьютер постоянно поворачивает эти зеркала в зависимости от расположения солнца.


Солнечный свет концентрируется на башне

Под воздействием концентрированной солнечной энергии вода в башне нагревается и становится паром. Так возникает давление, и пар начинает вращать турбину, вследствие чего выделяется электричество. Мощность этой станции – 392 мегаватт, что вполне можно сопоставить со средней ТЭЦ в Москве.

Интересно, что подобные станции могут работать и ночью. Это возможно благодаря помещению части разогретого пара в хранилище и постепенном его использовании для вращения турбины.

Солнечные аэростатные электростанции

Это оригинальное решение хоть и не получило широкого применения, но всё же имеет место быть.

Сама установка состоит из 4 основных частей:

  • Аэростат – располагается в небе, собирая солнечное излучение. Внутрь шара поступает вода, которая быстро нагревается, становясь паром.
  • Паропровод – по нему пар под давлением спускается к турбине, заставляя её вращаться.
  • Турбина – под воздействием потока пара она вращается, вырабатывая электрическую энергию.
  • Конденсатор и насос – пар, прошедший через турбину, конденсируется в воду и поднимается в аэростат с помощью насоса, где снова разогревается до парообразного состояния.

Плюсы и минусы солнечных электростанций

Достоинства:

  • Солнечная энергия является возобновляемым источником энергии. При этом сама по себе она общедоступная и бесплатная.
  • Солнечные установки достаточно безопасны в использовании.
  • Подобные электростанции являются полностью автономными.
  • Они отличаются экономностью и быстрой окупаемостью. Основные затраты происходят только лишь на необходимое оборудование и в дальнейшем требуют минимальных вложений.
  • Еще одна отличительная черта – это стабильность в работе. На подобных станциях практически не бывает скачков напряжения.
  • Они не прихотливы в обслуживании и достаточно просты в использовании.
  • Также для оборудования СЭС характерный долгий эксплуатационный период.

Недостатки:

  • Как источник энергии солнечной системы очень чувствительны к климату, погодным условиям и времени суток. Подобная электростанция не будет эффективно и продуктивно работать ночью или в пасмурный день.
  • Более низкая продуктивность в широтах с яркой сменой сезонов. Максимально эффективны в местности, где количество солнечных дней в году наиболее близко к 100%.
  • Очень высокая и малодоступная стоимость оборудования для солнечных установок.
  • Потребность в проведении периодических очисток от загрязнений панелей и поверхностей. Иначе меньшее количество радиации поглощается и падает продуктивность.
  • Значительное повышение температуры воздуха в пределах электростанции.
  • Потребность в использовании местности с огромной площадью.
  • Дальнейшие трудности в процессе утилизации составляющих станции, в особенности фотоэлементов, после окончания срока их эксплуатации.

Как и в любой производственной сфере, в переработке и преобразовании солнечной энергии есть свои сильные и слабые стороны. Очень важно, чтобы преимущества перекрывали недостатки, в таком случае работа будет оправдана.

Сейчас большинство разработок в данной отрасли направлены на оптимизацию и улучшение функционирования и использования уже существующих методов и на разработку новых, более безопасных и продуктивных.

Проблемы использования солнечной энергии

Применение солнечной энергии имеет и некоторые проблемы. Основными из них являются отсутствие Солнца в ночное время и возможность возникновения облачности, осадков и прочих неблагоприятных погодных условий. Есть и еще важная и существенная проблема — низкая эффективность оборудования, в сочетании с высокой ценой. Эта проблема считается разрешимой, многие ученые и инженеры постоянно работают над ее решением.

Использование солнечной энергии в быту

Говоря о том, что солнечная энергия помогает экономить на применении традиционных ресурсов, стоит заметить, что подобное преимущество станет действительно полезным людям, обладающим своими частными участками. Собственный дом дает возможность установить оборудование для преобразования энергии, которое сможет удовлетворять, даже если и не полностью, хотя бы часть энергетических потребностей. Это поможет значительно снизить потребление централизованного энергоснабжения и уменьшить расходы.

Солнечная энергия – это отличный источник для таких процессов:

  • Пассивный обогрев и охлаждение дома. Не следует забывать о том, что Солнце и так греет все, что существует на Земле, и ваш дом не исключение. Поэтому можно усилить благотворное воздействие, внеся на этапе строительства определенные поправки, и использовав специальные техники. Таким образом, вы получите дом с гораздо более комфортной теплорегуляцией без особых вложений.
  • Нагрев воды с помощью солнечной энергии. Применение энергии солнечных лучей для подогрева воды – это самый простой и дешевый способ, доступный человеку. Подобное оснащение можно купить по адекватным ценам. При этом они смогут окупить себя достаточно быстро, ощутимо снизив расходы на централизованное энергоснабжение.
  • Освещение улиц. Это самый простой и дешевый способ использования солнечной энергии. Специальные устройства, которые поглощают за день солнечную радиацию, а в темное время суток освещают участки, очень популярны среди владельцев частных домов и сейчас.

Использование солнечной энергии в химическом производстве

Солнечная энергия может применяться в различных химических процессах. Например:

  • Израильский Weizmann Institute of Science в 2005 году испытал технологию получения не окисленного цинка в солнечной башне. Оксид цинка в присутствии древесного угля нагревался зеркалами до температуры 1200 °С на вершине солнечной башни. В результате процесса получался чистый цинк. Далее цинк можно герметично упаковать и транспортировать к местам производства электроэнергии. На месте цинк помещается в воду, в результате химической реакции получается водород и оксид цинка. Оксид цинка можно ещё раз поместить в солнечную башню и получить чистый цинк. Технология прошла испытания в солнечной башне канадского Institute for the Energies and Applied Research.
  • Швейцарская компания Clean Hydrogen Producers (CHP) разработала технологию производства водорода из воды при помощи параболических солнечных концентраторов. Площадь зеркал установки составляет 93 м². В фокусе концентратора температура достигает 2200°С. Вода начинает разделяться на водород и кислород при температуре более 1700 °С. За световой день 6,5 часов (6,5 кВт·ч/кв.м.) установка CHP может разделять на водород и кислород 94,9 литров воды. Производство водорода составит 3800 кг в год (около 10,4 кг в день).

Водород может использоваться для производства электроэнергии, или в качестве топлива на транспорте.

Электротранспорт на солнечных батареях

Постепенно идёт внедрение солнечных батарей на автомобильном транспорте. Образцы, которые целиком работают от солнечных батарей, пока ещё существуют только в виде концепт-каров. Использование их в массовом масштабе на данный момент невозможно.

В них гелиопанели устанавливаются на поверхность кузова и заряжают аккумуляторы. Те, в свою очередь, обеспечивают питание электромотора. Использование батарей в серийных моделях ограничивается тем, что их используют для питания отдельных узлов автомобиля. Подробнее читайте в статье «Солнечная энергия в автомобилестроении».

Перспективы развития

Энергия Солнца на Земле неиссякаема. Это дает основания прочить постоянное развитие и продвижение технологий получения и переработки солнечной энергии, появление более эффективной аппаратуры, увеличение доли солнечной энергии в общем потреблении человечества. Статистика показывает, что за последние 10 лет в этом направлении сделан гигантский скачок, поэтому будущее у гелиоэнергетики во всех смыслах слова блестящее.

Онлайн журнал электрика

Статьи по электроремонту и электромонтажу

  • Справочник электрика
    • Бытовые электроприборы
    • Библиотека электрика
    • Инструмент электрика
    • Квалификационные характеристики
    • Книги электрика
    • Полезные советы электрику
    • Электричество для чайников
  • Справочник электромонтажника
    • КИП и А
    • Полезная информация
    • Полезные советы
    • Пусконаладочные работы
  • Основы электротехники
    • Провода и кабели
    • Программа профессионального обучения
    • Ремонт в доме
    • Экономия электроэнергии
    • Учёт электроэнергии
    • Электрика на производстве
  • Ремонт электрооборудования
    • Трансформаторы и электрические машины
    • Уроки электротехники
    • Электрические аппараты
    • Эксплуатация электрооборудования
  • Электромонтажные работы
    • Электрические схемы
    • Электрические измерения
    • Электрическое освещение
    • Электробезопасность
    • Электроснабжение
    • Электротехнические материалы
    • Электротехнические устройства
    • Электротехнологические установки

Преобразование лучистой энергии в электрическую

Концентрация и энергия свободных носителей заряда в полупроводниках могут возрастать не только лишь при нагревании, да и под действием лучистой энергии (свет, инфракрасное излучение).

Проводимость полупроводников, обусловленная действием на их лучистой энергии, именуется фотопроводимостью (внутренним фото­эффектом). Явление фотопроводимости лежит в базе деяния группы электрических устройств, именуемых фотосопротивлениями.

Рис. 1 объясняет действие твердого фотоэлемента с запирающим слоем (вентильного фотоэлемента) в фотогенераторном режиме.

В вентильном фотоэлементе осуществляется контакт 2-ух полу­проводников, один из которых обладает электрической электропроводно­стью, а другой — дырочной. Благодаря диффузии электронов и дырок через n-р-переход во взаимно обратных направлениях появляется контактная разность потенциалов UK. Если полупровод­ника освещаются, в их за счет поглощения световой энергии образуются неосновные сво­бодные носители заряда—электроны в р-полупроводнике и дырки в n-полупроводнике. Эти электроны и дырки под действием электриче­ского поля в свою очередь направляются через п-р-переход: дырки — в дырочный полу­проводник, а электроны — в электрический. Освещение контакта приводит к нарушению равновесия главных носителей заряда, в итоге которого потен­циальный барьер в контакте миниатюризируется, и устанавливается новое состояние равновесия при наименьшем значении его, равном UKC.

Читать еще:  Монтаж цокольного сайдинга Docke-R (Деке)

Разность возможных барьеров в контакте полупроводников в неосвещенном и освещенном состояниях именуется фотоэлектродвижущей силой,

Фото-э. д. с. тем больше, чем лучше освещается полупровод­ник. После соединения полупроводников появляется ток в цепи и про­исходит преобразование лучистой энергии в электронную.

Солнечные термоэлектрические и фотоэлектрические преобразователи. Термодинамическое преобразование солнечной энергии в электрическую. Солнечные электростанции.

Солнечная энергия. Использование солнца как источника электрической энергии.

Солнечные термоэлектрические и фотоэлектрические преобразователи. Термодинамическое преобразование солнечной энергии в электрическую. Солнечные электростанции.

В 1996 году на Всемирной встрече по проблемам солнечной энергии (г.Хараре, Зимбабве) приняты «Всемирная солнечная программа» и «Харарская Декларация по солнечной энергетике и устойчивому развитию», определившие, что солнечная энергия должна играть заметную роль в обеспечении энергией, сохранении использования природных ресурсов и уменьшении деградации окружающей среды.

Источник лучистой энергии — Солнце — ближайшая к Земле звезда, раскалённый плазменный шар радиусом 696 тыс.км. Солнце вращается вокруг своей оси в том же направлении, что и Земля. Светимость Солнца 3,86х10²³ кВт, эффективная температура поверхности около 6000 К, химический состав: водород — около 90% , гелий – 10%, другие элементы – менее 0,1%.

Источник энергии Солнца – ядерные превращения водорода в гелий в центральной области Солнца, где температура около 15 млн К. Энергия из недр Солнца к его поверхности переносится излучением, а затем во внешнем слое, толщиной около 0,2 радиуса шара – конвекцией. Конвективное движение плазмы определяет наличие фотосферной грануляции — солнечных пятен. Интенсивность плазменных процессов на Солнце периодически – через 11 лет меняется. На Землю, находящуюся от Солнца на расстоянии 149 млн км поступает поток солнечной лучистой энергии мощностью около 2 10 17 Вт.

Солнечный спектр можно разделить на три основные группы:

— ультрафиолетовые излучение (длины волны до 0,4 мкм) – 9% интенсивности;

— видимое излучение (длины волны от 0,4 мкм до 0,7 мкм) – 45% интенсивности;

— инфракрасные (тепловое) излучение (длины волны более 0,7 мкм) – 46 % интенсивности;

Для количественной оценки излучения применяется величина, называемая интенсивностью.

Интенсивность Ес[Вт/м 2 ] – эта мощность лучистой энергии, приходящей за пределами земной атмосферы в секунду на квадратный метр площади, перпендикулярной солнечным лучам.

При прохождении через атмосферу солнечный свет ослабляется, в основном за счет поглощения излучения парами воды – облаками (инфракрасное излучение), озоном (ультрафиолетовое излучение), частицами пыли, золы, дыма и аэрозолей, за счет рассеяния светового потока молекулами газов. Все эти поглощения света образуют понятие – оптическая плотность атмосферы или атмосферная масса (АМ).

При нулевой атмосферной массе АМ0 на верхней границе атмосферы и в космическом пространстве интенсивность излучения равна Ес = 1360 Втм².

Величина атмосферной массы АМ1 соответствует оптической плотности чистого безоблачного неба над уровнем моря при расположении Солнца в зените.

Стандартной величиной атмосферной массы является АМ1,5 при θ = 41° 49′ , при которой плотность солнечного излучения Ес = 835 Вт м².

В диапазоне оптических частот существенно проявляется квантовый характер электромагнитного излучения и двойственность природы света – волновая и корпускулярная.

Квант электромагнитного излучения – ФОТОН — элементарная частица, обладающая нулевой массой покоя и скоростью, равной скорости света. Она не имеет ни электрического заряда, ни магнитного момента. Энергия фотонов hν=[ эВ], в излучении с длиной волны λ определяется соотношением

hν = hc λ = 1,24 λ (1)

где h=6,63∙10 -34 Дж∙ с – постоянная Планка;

с= 2,99∙10 8 м/с — скорость света;

λ – длина волны, мкм.

Электрон-вольт – работа, которую необходимо совершить, чтобы переместить электрон между двумя точками с разностью потенциалов 1В.

1 эВ =1,6∙10 -19 Дж.

Граничная длина волны, начиная с которой фотоны будут поглощаться в материале солнечного элемента с шириной запрещенной зоны Еg: λгр= 1,24/ Еg.

Более длинноволновое излучение не поглщается в полупроводнике и, следовательно, бесполезно с точки зрения фотоэлектрического преобразования.

Запрещенная зона — зона, характеризующаяся отсутствием энергетических уровней, различна по ширине для разных материалов.

Солнечное излучение на поверхность Земли зависит от многих факторов:

– широты и долготы местности;

– географических и климатических особенностей; – состояния атмосферы;

– высоты Солнца над горизонтом;

– размещение приемника солнечного излучения на Земле;

– размещение приемника солнечного излучения по отношению к Солнцу и т. д.

Суммарное солнечное излучение, достигающее поверхности Земли, обычно состоит из трех составляющих:

1. Прямое солнечное излучение, поступающее от Солнца на приемную площадку в виде параллельных лучей.

2. Диффузионное или рассеянное молекулами атмосферных газов и аэрозолей солнечное излучение.

3. Отраженнаяземной поверхностью доля солнечного излучения.

Классификация солнечных энергетических установок.Солнечная энергия на Земле используется с помощью солнечных энергетических установок, которые можно классифицировать по следующим признакам:

– по виду преобразования солнечной энергии в другие виды энергии – тепло или электричество;

– по концентрированию энергии – с концентраторами и без кон-центраторов;

– по технической сложности – простые (нагрев воды, сушилки, на-гревательные печи, опреснители и т. д.) и сложные.

Сложные солнечные энергетические установки можно разделить на два подвида.

Первый базируется в основном на системе преобразования сол-нечного излучения в тепло, которое далее чаще всего используется в обычных схемах тепловых электростанций. К таким установкам относятся башенные солнечные электрические станции, солнечные пруды, солнечные энергетические установки с параболоцилиндрическими концентраторами. Сюда же относятся и солнечные коллекторы, в которых происходит нагрев воды с помощью солнечного излучения.

Второй подвид солнечных энергетических установок базируется на прямом преобразовании солнечного излучения в электроэнергию с помощью солнечных фотоэлектрических установок.

В настоящее время в мире и в России наиболее перспективными являются два вида солнечных энергетических установок:

– солнечные фотоэлектрические преобразователи.

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

Физические основы, принцип действия и устройство фотоэлектрического преобразователя

В основе работы фотоэлектрического преобразователя лежит фотоэффект — преобразование энергии электромагнитного излучения в электрическую энергию.

Сущность фотоэффекта состоит в том, что электроны, содержащиеся в каком-либо веществе (твердом, жидком или газообразном), под действием фотонов падающего излучения приобретают энергию, позволяющую им изменять свое энергетическое состояние (например, в полупроводниках — переходить из заполненной валентной зоны в зону проводимости, создавая тем самым электрический ток). Плотность фотоэлектрического тока / пропорциональна мощности поглощаемого излучения Ф: / = М>, где к — коэффициент пропорциональности, зависящий от свойств материала.

Около 60 лет назад впервые энергия солнечного излучения была преобразована в электроэнергию с помощью полупроводниковых фотоэлектрических преобразователей (ФЭП), которые вскоре получили название солнечных элементов (СЭ) [62].

Схема полупроводникового ФЭП показана на рис. 15.1. Поверхностный слой ФЭП выполняется из материала /7-типа с электронной проводимостью У, внутренний — из материала ?/-типа с дырочной

Рис. 15.1. Схема фотоэлектрического преобразователя:

/ — поверхностный слой ФЭП (и-тип); 2 — внутренний слой ФЭП (р-тип); 3, 4 — электрические контакты; 5 — защитное покрытие; б — внешняя нагрузка 1(н

проводимостью 2. Для отвода электрического тока во внешнюю цепь 6 на освещенную поверхность полупроводниковой структуры наносится металлическая сетка (или гребенка), служащая отрицательным электродом 3, к тыльной стороне крепится сплошная металлическая пластина, выполняющая функцию положительного электрода 4. Наружная поверхность ФЭП имеет защитное покрытие из стекла или кварца 5.

Большинство изготавливаемых в настоящее время ФЭП создаются на основе кремния Б1 или германия Се. Эти элементы IV группы периодической системы Менделеева в чистом виде представляют собой диэлектрики. Однако за счет легирования соответствующими малыми примесями из них можно создать полупроводники и-типа или //-типа, обладающие нужными для ФЭП свойствами. Для получения /7-полупроводиика исходный кристалл кремния или германия легируется, например, элементами V группы: фосфором Р, мышьяком Ая, сурьмой БЬ. Для получения полупроводника /7-типа легирование осуществляется элементами III группы, например бором В.

Кремний — один из самых дешевых материалов на Земле —может быть выделен, например, из простого песка. При изготовлении ФЭП кремний подвергают тщательной очистке до высокой степени чистоты, удаляя практически все примеси. Очищенный кремний плавят и вытягивают из расплава монокристалл кремния. При создании кремния /7- или «-типа в расплав кремния добавляют определенное количество легирующей добавки. Процесс завершается изготовлением металлических контактов на полупроводниковых слоях.

Широкое применение в фотоэлектрических преобразователях монокристаллического кремния объясняется рядом причин, главные из которых: достаточно высокая эффективность преобразования (КПД

12—15 % и выше), большой срок работы (20 лет для герметизированных СЭ), значительные ресурсы исходного материала, отработанность технологии получения монокристаллов Бь

Другой перспективный полупроводниковый материал — арсенид галлия ОаА$. Он обладает самой высокой на сегодняшний день эффективностью по превращению лучистой энергии в электрическую — КПД до 27 %. Кроме того, ваАя проявляет стабильность при температурах выше 100 °С. Однако ограниченные запасы и высокая цена этого материала сдерживают его широкое применение.

Следует отметить еще один полупроводниковый материал — сульфид кадмия СбБ. Несмотря на то что КПД сульфидно-кадмиевых элементов меньше, чем кварцевых, и приблизительно равен 8— 10 %, данные элементы проявляют большую стабильность при высоких температурах. Если эффективность кремниевых элементов падает с повышением их температуры, элементы из СбБ сохраняют постоянный КПД при температуре до 90 °С. Это свойство особенно важно в условиях жаркого климата.

Весьма перспективным направлением в создании ФЭП является разработка технологии изготовления тонкопленочных полупроводниковых покрытий, которые наносятся на синтетическую основу с использованием метода вакуумного напыления. Для этого материал нагревают в отдельном сосуде так, чтобы началось его испарение, а затем «испарившиеся» молекулы напыляют на нужную поверхность. Коэффициент полезного действия ФЭП, изготовленного путем нанесения на медь пленки СбБ, составляет

3,5 %. Получение таких пленок может значительно сократить стоимость ФЭП, а следовательно, и стоимость производимой ими электроэнергии. Наибольшие перспективы имеют тонкие пленки из аморфного кремния. Они могут быть использованы для массового дешевого производства ФЭП.

Фотоэлектрический генератор (ФЭГ) или солнечная батарея (СБ) состоят из отдельных полупроводниковых фотопреобразователей (ФЭП) или солнечных элементов (СЭ).

Специальными контактными полосками солнечные элементы с помощью пайки или ультразвуковой сварки соединяются между собой в последовательные группы, которые в свою очередь объединяются параллельно. Количество СЭ, соединенных последовательно, и число групп определяются типоразмером модуля солнечной батареи. Конструктивно модуль СБ представляет собой жесткую металлическую (алюминиевый сплав) или пластиковую раму, на которой размещаются СЭ. Герметизация достигается с помощью стеклянного покрытия с увеличенной оптической прозрачностью и специального герметика. Наиболее распространен модуль размером 330×1200 мм, электрическая мощность которого порядка 50 Вт при температуре

  • 2
  • 25 °С и энергетической освещенности 1000 Вт/м“ [63].
  • 2

На ярком солнечном свете с 1 м» современных солнечных батарей можно получить электрическую мощность от 100 до 200 Вт, при этом не происходит никакого загрязнения окружающей среды вредными химическими веществами, отработанной теплотой и т.п.

Вообще параметры СБ зависят от значения электрического тока, который они должны вырабатывать, и различаются по мощности от нескольких ватт до десятков киловатт, а по размерам — от нескольких квадратных миллиметров до десятков квадратных метров.

Для улучшения выходных электрических характеристик ФЭП используют оптические концентраторы, которые увеличивают количество солнечной энергии, поступающей на элемент от 10 до 1000 раз. В лабораторных условиях с использованием концентраторов эффективность элемента увеличивается от 15 до 27 %. В качестве концентраторов для ФЭП используются специальные линзы Френеля, которые

фокусируют солнечный свет на маленький элемент (размером 1 см» и менее). Однако стоимость ФЭП с концентратором возрастает.

Читать еще:  Как согнуть алюминиевую трубу в домашних условиях: способы, их особенности

Для повышения эффективности солнечных батарей можно также применять солнечные зеркальные отражатели, способствующие увеличению плотности световой энергии, падающей па поверхность СБ. Однако при этом неизбежно повышение температуры поверхности СБ, и в этом случае применение материалов СбБ и ваАя, не меняющих своих характеристик при высоких температурах, более привлекательно, чем кремния.

Об эффективности (КПД) хорошо согласованной с нагрузкой кремниевой СБ, работающей в условиях ясного солнечного дня, можно судить по зависимости, приведенной на рис. 15.2. Видно, что

при интенсивности солнечной радиации 5= 800 Вт/м“ полезная элек-

трическая мощность А практически не превышает 130 Вт/м“. Коэффициент полезного действия СБ составляет

15—16 %. Часть оставшейся непреобразованной лучистой энергии переходит в тепло.

Следует избегать, чтобы эта энергия затрачивалась на нагрев полупроводникового материала ФЭП, так как в этом случае усиливаются колебания кристаллической решетки и возбужденные носители могут преодолевать потенциальный барьер различными «окольными» путями. При повышении рабочей температуры кремниевого ФЭП с 20 до 100 °С его КПД снижается на одну треть. С целью предотвращения нагрева ФЭП применяют различные отражающие покрытия, а также обеспечивают наилучший отвод тепла через механизмы теплопроводности или лучеиспускания.

Рис. 15.2. Зависимость выходной мощности СБ от интенсивности солнечного излучения

Как происходит процесс преобразования лучистой энергии в электрическую

Концентрация и энергия свободных носителей заряда в полупроводниках могут увеличиваться не только при нагревании, но и под действием лучистой энергии (свет, инфракрасное излучение).

Ярким примером преобразования лучистой системы- солнечные батареи, которые стали часто использовать в частных домах.

Проводимость полупроводников, обусловленная действием на них лучистой энергии, называется фотопроводимостью (внутренним фото­эффектом). Явление фотопроводимости лежит в основе действия группы электронных приборов, называемых фотосопротивлениями.

Рис. 1 поясняет действие
твердого фотоэлемента с запирающим слоем (вентильного фотоэлемента) в фотогенераторном режиме.

Рисунок 1. Схема действия твердого фотоэлемента с запирающим слоем (вентильного фотоэлемента) в фотогенераторном режиме.

В вентильном фотоэлементе осуществляется контакт двух полу­проводников, один из которых обладает электронной электропроводно­стью, а другой — дырочной. Благодаря диффузии электронов и дырок через n-р-переход во взаимно противоположных направлениях образуется контактная разность потенциалов UK. Если полупровод­ники освещаются, в них за счет поглощения световой энергии образуются неосновные сво­бодные носители заряда—электроны в р-полупроводнике и дырки в n-полупроводнике. Эти электроны и дырки под действием электриче­ского поля, в свою очередь, направляются через п-р-переход: дырки — в дырочный полупроводник, а электроны — в электронный. Освещение контакта приводит к нарушению равновесия основных носителей заряда, в результате которого потен­циальный барьер в контакте уменьшается, и устанавливается новое состояние равновесия при меньшем значении его, равном UKC.

Разность потенциальных барьеров в контакте полупроводников в неосвещенном и освещенном состояниях называется фотоэлектродвижущей силой,

Фото-э. д. с. тем больше, чем интенсивнее освещается полупровод­ник. После соединения полупроводников возникает ток в цепи, и про­исходит преобразование лучистой энергии в электрическую.

Система преобразования лучистой энергии

Изобретение относится к энергетике, использующей возобновляемые источники энергии, а более конкретно к солнечным энергетическим системам. Система преобразования лучистой энергии содержит солнечные энергетические установки, связанные с энергетической системой потребителя. Она выполнена в виде цепочки солнечных энергетических установок, расположенных по экватору земного шара и подключенных к единому кольцевому экваториальному энергетическому кабелю. К этому кабелю также подключены единые энергетические системы потребителей. Система имеет наземную и водную части. На сухопутных экваториальных участках земного шара солнечные энергетические установки смонтированы на наземных несущих конструкциях, а на водных — на плавучих платформах. Изобретение позволяет обеспечить непрерывную по времени и не зависящую от времени года выработку электроэнергии. 3 ил.

Изобретение относится к энергетике, использующей возобновляемые источники энергии, а более конкретно к солнечным энергетическим системам. Наиболее успешно настоящее изобретение может быть использовано при создании глобальной солнечной энергетической системы, связанной с едиными энергетическими системами потребителей.

Известна солнечная энергетическая система, применяемая в Нидерландах (смотри РЖ ВИНИТИ «Нетрадиционные и возобнавляемые источники энергии» 10, Москва, 2001 год, с.10, реферат 01.10-22Ф.114). Эта солнечная энергетическая система находится в г.Амстердаме в квартале Nieuw Sloten. Фотоэлектрическая установка имеет общую площадь солнечных батарей порядка 2358 м и мощность 250 кВт.Фотоэлектрическая установка включена в электрическую сеть квартала. Солнечные батареи площадью от 150 до 317 м 2 размещены как на крышах зданий с углом наклона 20°, так и на фасаде с углом наклона к горизонту 80°. Система показала свою достаточно высокую эффективность. Планируется оснащение строящихся домов аналогичными системами (80 тыс.м 2 /г).

Однако, очевидно, что данная солнечная энергетическая система обеспечивает выработку электроэнергии только в дневное время суток и в солнечную погоду, которая чаще всего бывает в летнее время года. Это является недостатком этой и любой другой солнечной энергетической системы.

Ближайшим аналогом заявляемого изобретения является солнечная энергетическая система, применяемая в Калифорнии (смотри РЖ ВИНИТИ «Нетрадиционные и возобнавляемые источники энергии» 8, Москва, 1996 год, с.3, реферат 8.90.15). Эта солнечная энергетическая система содержит девять солнечных энергетических установок суммарной мощностью 354 МВт. Они отдают электроэнергию в региональную энергосистему SCE. Установки вводились в эксплуатацию с 1984 по 1990 годы. Увеличение количества установок в системе способствовало снижению себестоимости солнечной электроэнергии.

Однако совершенно очевидно, что и данная солнечная энергетическая система, как и рассмотренная выше, обеспечивает выработку электроэнергии только в дневное время суток и в солнечную погоду. Это является недостатком этой и любой из других известных местных солнечных энергетических систем.

В основу настоящего изобретения была положена задача разработать солнечную энергетическую систему, которая обеспечивала бы непрерывную по времени и не зависящую от времени года выработку электроэнергии.

Поставленная задача решается тем, что система преобразования лучистой энергии содержит солнечные энергетические установки, связанные с энергетической системой потребителя, и выполнена в виде цепочки солнечных энергетических установок, расположенных по экватору земного шара и подключенных к единому кольцевому экваториальному энергетическому кабелю, к которому также подключены единые энергетические системы потребителей, система имеет наземную и водную части, на сухопутных экваториальных участках земного шара солнечные энергетические установки смонтированы на наземных несущих конструкциях, а на водных — на плавучих платформах.

Солнечные энергетические установки объединены в единую энергетическую систему, охватывающую поверхность земного шара кольцом в экваториальной зоне между Северным и Южным тропиками.

Благодаря такому решению под воздействием солнечного излучения непрерывно в течение суток и в течение всего года всегда будет находиться ряд солнечных энергетических установок этой глобальной системы, которые будут непрерывно вырабатывать электрическую энергию и отдавать ее в единую энергетическую систему.

Ниже сущность настоящего изобретения более подробно поясняется конкретными примерами его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

— на фиг.1 схематично представлена карта мира с заявляемой солнечной единой энергетической системой в варианте размещения ее солнечных энергетических установок по экватору земного вара;

— на фиг.2 схематично представлена карта мира с заявляемой солнечной единой энергетической системой в варианте размещения ее солнечных энергетических установок в экваториальной зоне земного шара между Северным и Южным тропиками;

— на фиг.3 схематично представлена карта мира с заявляемой солнечной единой энергетической системой в варианте размещения ее солнечных энергетических установок только на водной поверхности в экваториальной зоне земного шара между Северным и Южным тропиками.

Заявляемая единая глобальная солнечная энергетическая система в наиболее простом варианте исполнения выполнена в виде цепочки солнечных энергетических установок (1) (фиг.1), расположенных по экватору земного вара и подключенных к единому кольцевому экваториальному энергетическому кабелю (2). К единому кольцевому энергетическому кабелю (2) подключены в свою очередь единые энергетические системы потребителей (на чертежах не показано). Солнечная энергетическая система охватывает поверхность земного пара кольцом и имеет наземную и водную части. На сухопутных экваториальных участках земного шара солнечные энергетические установки (1) монтируют на наземных несущих конструкциях. На водных экваториальных участках земного шара солнечные энергетические установки (1) монтируют на плавучих платформах.

В данном варианте сухопутная часть единой глобальной солнечной энергетической системы будет расположена в экваториальных частях Южноамериканского и Африканского континентов, экваториальных частях крупных островов Суматра, Калимантан, Сулавеси и Хальмахера, а также на мелких островах и атоллах Индийского, Тихого и Атлантического океанов.

Водная часть данного варианта единой глобальной солнечной энергетической системы будет расположена в экваториальных частях Индийского, Тихого и Атлантического океанов.

Согласно второму варианту единая глобальная солнечная энергетическая система (фиг.2) расположена в экваториальной зоне земного шара между Северным тропиком (23°27′ северной широты) и Южным тропиком (23°27′ южной широты). При этом солнечные энергетические установки (1) системы расположены равномерно в шахматном порядке на сухопутной и водной поверхностях земного шара между Северным и Южным тропиками. Солнечные энергетические установки (1) равномерно подключены к единому кольцевому экваториальному энергетическому кабелю (2) и единым кольцевым энергетическим кабелям (3 и 4), проложенным параллельно Северному и Южному тропикам соответственно. При этом единые кольцевые энергетические кабели (2), (3) и (4) связаны между собой и к ним подключены единые энергетические системы потребителей (на чертежах не показано).

В данном варианте сухопутная часть единой глобальной солнечной энергетической системы будет равномерно расположена в экваториальных зонах между Северным и Южным тропиками Североамериканского и Южноамериканского, Африканского и Австралийского континентов, Аравийского полуострова, полустровов Индостан и Индокитай, крупных островов Мадагаскар, Суматра, Ява, Калимантан, Сулавеси, Хальмахера, Новая Гвинея, а также на мелких островах и атоллах Индийского, Тихого и

Водная часть данного варианта единой глобальной солнечной энергетической системы будет равномерно расположена в экваториальных частях Индийского, Тихого и Атлантического океанов между Северным и Южным тропиками.

Согласно третьему варианту единая глобальная солнечная энергетическая система выполнена только из солнечных энергетических установок (1) водного базирования (фиг.3). При этом солнечные энергетические установки (1) системы расположены равномерно в шахматном порядке на поверхности Индийского, Тихого и Атлантического океанов между Северным и Южным тропиками. Солнечные энергетические установки (1) аналогично рассмотренному выше варианту равномерно подключены к единому кольцевому экваториальному энергетическому кабелю (2) и единым кольцевым энергетическим кабелям (3 и 4), проложенным параллельно Северному и Южному тропикам соответственно. При этом единые кольцевые энергетические кабели (2), (3) и (4) связаны между собой и к ним подключены единые энергетические системы потребителей (на чертежах не показано).

Электропроизводительность солнечных энергетических установок напрямую зависит от интенсивности солнечного излучения, воздействующего на фотоэлектрические преобразователи установки. Интенсивность солнечного воздействия определяется годовым радиационным балансом, измеряемым в килокаллориях на 1 см 2 в год. Наибольшая интенсивность солнечного излучения на земном шаре наблюдается в экваториальной зоне между Северным и Южным тропиками. Здесь годовой радиационный баланс достигает 120-140 ккал на см 2 в год. При этом на экваторе солнце располагается в зените, т.е. под углом 90° к горизонту 23 сентября (осеннее равноденствие) и 21 марта (весеннее равноденствие). На Северном тропике солнце находится в зените 22 июня (летнее солнцестояние), а на Южном тропике — 22 декабря (зимнее солнцестояние). Таким образом, в экваториальной зоне земли между Северным и Южным тропиками солнце всегда находится в близком к зениту положении.

Под воздействием солнечного излучения постоянно находится порядка 50% поверхности земного шара. Вследствие вращения земного шара зона солнечной освещенности перемещается по его поверхности со скоростью одного оборота в сутки. Выполнение заявляемой системы в виде кольца, охватывающего земной шар в экваториальной зоне между Северным и Южным тропиками, обеспечивает непрерывное, в течение 24 часов, нахождение под воздействием солнечного излучения порядка 50% солнечных энергетических установок. Зона солнечной оснащенности непрерывно перемещается по рабочим поверхностям заявляемой энергетической системы, вследствие чего часть установок прекращает выработку электрической энергии, а другая часть вступает в работу. При этом общее количество солнечных энергетических установок, вырабатывающих электрическую энергию, остается приблизительно постоянным и равным порядка 50% от их числа. Таким образом, заявляемая энергетическая система обеспечивает непрерывную в течение суток выработку электрической энергии. Вследствие симметричного относительно экватора расположения солнечных энергетических установок суммарный объем электрической энергии, вырабатываемой установками, расположенными на одном меридиане, не будет зависеть от времени года. Произведенные заявителем расчеты показали, что в варианте размещения солнечных энергетических установок системы только на водной поверхности колебания ее мощности из-за вращения земли и изменения времен года не превышают 10%. Вследствие всего этого заявляемая глобальная солнечная энергетическая система будет постоянно и независимо от времени суток и года вырабатывать электроэнергию и отдавать ее потребителям.

Читать еще:  Технические характеристики ФБС, виды, размеры

Из приведенных конкретных примеров осуществления заявляемого изобретения для любого специалиста в данной области совершенно очевидна возможность их реализации с одновременным решением поставленной задачи. При этом также очевидно, что при реализации изобретения могут быть сделаны незначительные изменения, которые, однако, не будут выходить за их пределы, определяемые приводимой ниже формулой изобретения.

Реализация заявляемой единой глобальной солнечной энергетической системы вполне возможна при современном развитии техники. Огромный интерес и интенсивные изыскания во всем мире в разработке и реализации изобретений в области энергетики, использующей возобновляемые источники энергии, делают заявляемое изобретение актуальным для внедрения в ближайшем будущем.

Система преобразования лучистой энергии, содержащая солнечные энергетические установки, связанные с энергетической системой потребителя, отличающаяся тем, что она выполнена в виде цепочки солнечных энергетических установок, расположенных по экватору земного шара и подключенных к единому кольцевому экваториальному энергетическому кабелю, к которому также подключены единые энергетические системы потребителей, система имеет наземную и водную части, на сухопутных экваториальных участках земного шара солнечные энергетические установки смонтированы на наземных несущих конструкциях, а на водных — на плавучих платформах.

Преобразование солнечной энергии в электрическую

Фотоэлектрическое преобразование солнечной энергии в электрическую.

Используются два метода — термоэлектрическое и фотоэлектрическое преобразование. В этой статье остановимся на фотоэлектрическом преобразовании.

При фотоэлектрическом преобразовании солнечной энергии используется явление фотоэффекта, открытое Герцем. Фотоэффект ( photos — с греч. «свет») возникает в результате воздействия солнечного излучения на поверхностные слои полупроводника толщиной примерно 2-3 мкм, высвобождая при этом некоторое количество электронов. С появлением в теле полупроводника свободных электронов и при наличии разности электрических потенциалов в нем возникает электрический ток. Разность потенциалов образуется между облучаемой поверхностью полупроводника и его «теневой» стороной. Технически чистый кремний (концентрация примесей

Приборы, основанные на использовании фотоэффекта, называются фотоэлементами. Большинство фотоэлементов изготавливается из кремния. Кремниевые фотоэлементы с р-п-переходами впервые создали американские физики Пирсон и Фаулер в 1952 году. На практике КПД солнечных батарей составляет 10-15%.

Кремний — один из самых распространенных в природе элементов, однако чистый кремний, используемый для солнечных батарей, получить очень трудно. Еще совсем недавно цена такого кремния приближалась к цене чистого золота.

Существуют и германиевые фотоэлементы. Их показатели несколько ниже кремниевых и они не используются в солнечных элементах. Перспективным веществом для солнечных батарей является арсенид галлия. Он мог бы обеспечить более высокий КПД. Однако запасов галлия в природе в десятки тысяч раз менее, чем кремния и встает вопрос о себестоимости получения галлия.

При достигнутом КПД для получения большой выработки электроэнергии требуются большие площади под солнечные батареи. Однако сравнение площади, занимаемой водохранилищами гидроэлектростанций, и площади, необходимой для световых электростанций с той же годовой выработкой электроэнергии, показывает, что площадь солнечных батарей в южных районах будет в 80 раз меньше, чем площадь водохранилища Волжской ГЭС. Необходимо, правда, при этом заметить, что водохранилище более экологично, чем солнечные батареи.

Наибольшим недостатком солнечных батарей, препятствующим их широкому внедрению, является не низкий КПД а высокая себестоимость.

В настоящее время фотоэлектрическое преобразование используют в малых масштабах для специальных целей. Наиболее широкое распространение солнечные электрогенераторы нашли в космической технике.

Первыми космическими аппаратами, снабженными солнечными батареями были американский спутник «Авангард-1» (серия «Эксплорер»), запущенный в марте 1958 года, и третий советский спутник Земли, запущенный на орбиту в мае 1958 года. Свыше года на Луне работал наш «Луноход-1», питаемый от солнечных батарей.

Рассматриваются проекты и по крупномасштабному производству электроэнергии в космосе с последующей ее передачей на Землю. Необходимо заметить, что фотоэлементы в космосе будут работать значительно эффективнее, чем на Земле, так как излучение Солнца там не поглощается атмосферой и облаками (поток солнечной радиации выше в 1,5 раза, чем на поверхности Земли).

Рассмотрим суть одного из таких проектов.

Искусственный спутник Земли выводится на геосинхронную орбиту. Эта орбита удалена от Земли на 35840 км и характеризуется тем, что ее период обращения составляет ровно 24 часа. Предметы, расположенные на этой орбите как бы зависают над Землей. Кстати на этой орбите располагаются трансляционные спутники связи. Сюда удобно поместить и гелиоэлектростанции. На спутнике оборудуется солнечная батарея площадью 65 км2, вырабатывающая постоянный ток, который поступает на микроволновые генераторы, создающие поток энергии – электромагнитные волны с длиной волны 10 см. Выбор такой длины волны обусловлен тем, что такие электромагнитные волны почти не поглощаются атмосферой. С помощью антенны площадью 2,6 км2 поток энергии направляется на Землю к приемной антенне площадью 93 км2. Плотность энергии в пучке 0,38 Вт/см2. По оценкам с помощью такой установки можно получить мощность 10000 МВт, что достаточно для покрытия нужд Нью-Йорка и ряда его окрестностей. Себестоимость получаемой таким образом энергии довольно высока. Оценочный вес такой станции около 20тыс.т. Проект не реализован.

Другой вариант заключается в монтаже сборных панелей солнечных фотоэлектрических элементов в малонаселенных и малоиспользуемых пустынных районах Земли.

Для того чтобы полностью удовлетворить потребности стран, входивших в свое время в СССР, в энергии, нужен квадрат пустыни со стороной примерно 100 км. Коллекторы изготавливаются медными, стальными и алюминиевыми и снабжаются покрытием для уменьшения отражательной способности.

Электроэнергия от солнечных батарей в 100 раз дороже, чем поступающая с тепловых электростанций.

Если предварительно усилить солнечное излучение с помощью вогнутых зеркал, то получаемая мощность возрастет. Но фотоэлементы просто будут сгорать при таком интенсивном излечении. Даже для новых жаропрочных фотоэлектрических преобразователей требуется система для отвода тепла.

Самая крупная в мире гелиоустановка расположена в пустыне Мохаве (США). Здесь установлены 9 крупнейших в мире солнечных батарей и вырабатывается 92% мирового производства солнечной энергии. Мощность — 345 МВт.

Преобразование лучистой энергии в электрическую энергию

Пример готового реферата по предмету: Физика

Содержание

1 Процесс преобразования лучистой энергии в электрическую ………. 5

2 Преобразование солнечной энергии в электрическую ……………… 10

3 Фотоэлектрические модули — основа солнечных батарей ………… 15

Список использованной литературы …………………………………… 20

Выдержка из текста

Почти все источники энергии, о которых мы до сих пор говорили, так или иначе используют энергию Солнца: уголь, нефть, природный газ суть не что иное, как «законсервированная» солнечная энергия. Она заключена в этом топливе с незапамятных времен; под действием солнечного тепла и света на Земле росли растения, накапливали в себе энергию, а потом в результате длительных процессов превратились в употребляемое сегодня топливо. Солнце каждый год даст человечеству миллиарды тонн зерна и древесины. Энергия рек и горных водопадов также происходит от Солнца, которое поддерживает кругооборот воды на Земле.

Актуальность работы: я выбрал эту тему, потому что мне хотелось больше узнать про солнечную энергию, способы её преобразования. Я думаю, что преобразование лучистой энергии в электрический ток – единственный, экологический способ получения электрического тока в будущем. Но моя главная задача спрогнозировать возможные методы преобразования энергии солнца в индивидуальной солнечной энергетике.

Цель работы: С помощью системного оператора провести систематизацию способов преобразования лучистой энергии в другие виды энергии полезные для человека.

1. Найти и систематизировать информацию по преобразованию лучистой энергии солнца в различных источниках.

2. Применить «системный оператор» для анализа конструктивных особенностей строения солнечных коллекторов и батарей.

3. Познакомится с новыми разработками в этой области

Список использованной литературы

1. Баланчевадзе В. И., Барановский А. И. и др.; Под ред. А. Ф. Дьякова. Энергетика сегодня и завтра. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 344 с.

2. Более чем достаточно. Оптимистический взгляд на будущее энергетики мира/ Под ред. Р. Кларка: Пер. с англ. – М.: Энергоатомиздат, 1994. – 215 с.

3. Дагаев М. М. Астрофизика.//М:1987,с. 55-61

4. Жуков Г.Ф. Общая теория энергии.//М: 1995., с. 11-25

5. Источники энергии. Факты, проблемы, решения. – М.: Наука и техника, 1997. – 110 с.

6. Илларионов А. Г. Природа энергетики.//М: 1975., с. 98-105

7. Кириллин В. А. Энергетика. Главные проблемы: В вопросах и ответах. – М.: Знание, 1997. – 128 с.

8. Мировая энергетика: прогноз развития до 2020 г./ Пер. с англ. под ред. Ю. Н. Старшикова. – М.: Энергия, 1990. – 256 с.

9. Нетрадиционные источники энергии. – М.: Знание, 1982. – 120 с.

10. Энергетические ресурсы мира/ Под ред. П.С. Непорожнего, В.И. Попкова. – М.: Энергоатомиздат, 1995. – 232 с.

11. Тимошкин С. Е. Солнечная энергетика и солнечные батареи. М., 1966, с. 163-194

12. Юдасин Л. С.. Энергетика: проблемы и надежды. – М.: Просвещение, 1990. – 207с.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Преобразование — лучистая энергия

Преобразование лучистой энергии в электрическую в фотоэлемен — — те осуществляется в результате отрыва электронов от атомов различных веществ под воздействием световой энергии. [1]

Преобразование лучистой энергии в электрический заряд пироэлектрической мишени не имеет принципиальных ограничений по длине волны. Это является большим преимуществом пирокона. Поскольку пироэлектрический эффект зависит от изменения температуры в каждой точке мишени, пирокон не воспроизводит теплового изображения стационарного объекта, а передает только динамику тепловой картины. Поэтому ИК-излучение, вызывающее изменение температуры пироэлектрической мишени, должно быть переменным. [2]

Фотоэлементы служат для преобразования лучистой энергии в электрическую энергию. [3]

Фотоэлектрическими называют приборы для преобразования лучистой энергии в электрическую энергию. Обратное преобразование энергии осуществляют излучающие приборы. [4]

Следовательно, в данной схеме происходит преобразование лучистой энергии в электрическую. [6]

О днако источники и физические механизмы преобразования лучистой энергии в системе атмосфера-подстилающая поверхность очень сильно, особенно в полосах поглощения атмосферных газов, зависят от длины волны. В этой связи вычисления интегральных характеристик радиационного поля практически невозможны без детальных исследований спектральных характеристик излучения. С повышением требований к точности расчета радиационного баланса системы должно использоваться все более высокое спектральное разрешение и при определении интегральных радиационных характеристик должны учитываться все более тонкие физические эффекты, оказывающие влияние на перенос лучистой энергии. [7]

Инфракрасные лучи, поглощаясь телами, вызывают преобразование лучистой энергии в тепловую. [8]

Фотоэлектрическими называют полупроводниковые приборы, предназначенные для преобразования лучистой энергии в электрическую энергию. [9]

В настоящем параграфе коротко остановимся на примерах преобразования химической, тепловой и лучистой энергии в электрическую. [11]

В основе зрительного процесса человека лежит фотохимическ ( преобразование лучистой энергии . Лучистый поток, отраженный ( рассматриваемого предмета ( объекта наблюдения), проходя через npi зрачную наружную роговую оболочку глаза ( рис. 4.1), через зрачо ] который является диафрагмируемым отверстием радужной оболочю попадает внутрь глаза. После преломления в хрусталике лучистый m ток проходит сквозь стекловидное тело ( жидкость, заполняющую m лость глазного яблока) и фокусируется на центральной ямке внутренне поверхности глазного яблока, покрытой сетчатой. При этом на сетча ке образуется обратное и уменьшенное изображение объекта наблюд ния. [12]

Фотоэлектрический способ регистрации основан на фотоэлектрическом эффекте — преобразовании лучистой энергии в электрическую. [13]

Принцип действия нагревателей с инфкрасными излучателями основан на преобразовании лучистой энергии в тепловую внутри материала заготовки, помещенной в зону действия излучателей. Этот процесс состоит в следующем. А это и есть превращение лучистой энергии в тепловую, которое выражается в повышении температуры ( в разогреве) заготовки. [14]

В настоящей главе не будут рассматриваться физические процессы, лежащие в основе преобразования лучистой энергии в электрическую. [15]

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector