Eng Ru
Отправить письмо

Солнечная батарея. Вики солнечные батареи

$direct1

Солнечная батарея | Солнечное Вики

Файл:Gleisdorf.Solarbaum.jpg

Солнечная батарея — несколько объединённых фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток.

В отличие от солнечных коллекторов, производящих нагрев материала-теплоносителя, солнечная батарея производит непосредственно электричество. Однако для производства электричества из солнечной энергии используются и солнечные коллекторы: собранную тепловую энергию можно использовать и для вырабатывания электричества. Крупные солнечные установки, использующие высококонцентрированное солнечное излучение в качестве энергии для приведения в действие тепловых и др. машин (паровой, газотурбинной, термоэлектрической и др.), называются Гелиоэлектростанции (ГЕЭС).

Различные устройства, позволяющие преобразовывать солнечное излучение в тепловую и электрическую энергию, являются объектом исследования гелиоэнергетики (от гелиос греч. Ήλιος, Helios — Солнце). Производство фотоэлектрических элементов и солнечных коллекторов развивается высокими темпами в самых разных направлениях. Солнечные батареи бывают различного размера: от встраиваемых в микрокалькуляторы до занимающих крыши автомобилей и зданий.

    История

    25 апреля 1954 года, специалисты компании Bell Laboratories заявили о создании первых солнечных батарей на основе кремния для получения электрического тока. Это открытие было произведено тремя сотрудниками компании — Кельвином Соулзером Фуллером (Calvin Souther Fuller), Дэрилом Чапин (Daryl Chapin) и Геральдом Пирсоном (Gerald Pearson). Уже через 4 года, 17 марта 1958 году, в США был запущен первый спутник с солнечными батареями — Vanguard 1. Спустя всего пару месяцев, 15 мая 1958 года в СССР был запущен Спутник-3, также с использованием солнечных батарей.

    Использование

    Микроэлектроника

    Файл:Solar AA charger 01 Pengo.jpg

    Для обеспечения электричеством и/или подзарядки аккумуляторов различной бытовой электроники — калькуляторов, плееров, фонариков и т. п.

    Электромобили

    Файл:Maker Faire 2008 San Mateo 153.JPG

    Для подзарядки электромобилей.

    Авиация

    Одним из проектов по созданию самолета, использующего исключительно энергию солнца, является Solar Impulse.

    Энергообеспечение зданий

    Файл:Solar cell pannel in Israel01.jpg Файл:Solarhaus Hedwig Maeusdorf.jpg

    Солнечные батареи крупного размера, как и солнечные коллекторы, очень широко используются в тропических и субтропических регионах с большим количеством солнечных дней. Особенно популярны в странах Средиземноморья, где их помещают на крышах домов.

    Новые дома Испании с марта 2007 года оборудованы солнечными водонагревателями, чтобы самостоятельно обеспечивать от 30 % до 70 % потребностей в горячей воде, в зависимости от места расположения дома и ожидаемого потребления воды. Нежилые здания (торговые центры, госпитали и т. д.) должны иметь фотоэлектрическое оборудование [1].

    В Нидерландах запущен проект по созданию оконного стекла «Smart Energy Glass» с функциональностью фотоэлемента (см. сайт проекта  (англ.) ).

    Энергообеспечение населённых пунктов

    Файл:Kvant sun.JPG

    Использование в космосе

    Файл:Earth horizon and International Space Station solar panel array (Expedition 17 crew, August 2008).jpg

    Солнечные батареи — один из основных способов получения электрической энергии на космических аппаратах: они работают долгое время без расхода каких-либо материалов, и в то же время являются экологически безопасными, в отличие от ядерных и радиоизотопных источников энергии.

    Однако при полётах на большом удалении от Солнца (за орбитой Марса) их использование становится проблематичным, так как поток солнечной энергии обратно пропорционален квадрату расстояния от Солнца. При полётах же к Венере и Меркурию, напротив, мощность солнечных батарей значительно возрастает (в районе Венеры в 2 раза, в районе Меркурия в 6 раз).

    Эффективность фотоэлементов и модулей

    Мощность потока солнечного излучения на входе в атмосферу Земли (AM0), составляет около 1366 ватт[2] на квадратный метр (см. также AM1, AM1.5, AM1.5G, AM1.5D [3][4]). В то же время, удельная мощность солнечного излучения в Европе в очень облачную погоду даже днём может[5] быть менее 100 Вт/м². С помощью наиболее распространённых промышленно производимых солнечных батарей можно преобразовать эту энергию в электричество с эффективностью 9—24 %. При этом цена батареи составит около 1—3 долларов США за Ватт номинальной мощности. При промышленной генерации электричества с помощью фотоэлементов цена за кВт·ч составит 0,25 долл. По мнению Европейской Ассоциации Фотовольтаики (EPIA), к 2020 году стоимость электроэнергии, вырабатываемой «солнечными» системами, снизится до уровня менее 0,10 € за кВт·ч для промышленных установок и менее 0,15 € за кВт·ч для установок в жилых зданиях[6].

    В 2009 году компания Spectrolab (дочерняя фирма Boeing) продемонстрировала солнечный элемент с эффективностью 41,6 %[7]. В январе 2011 года ожидалось поступление на рынок солнечных элементов этой фирмы с эффективностью 39 %[8]. В 2011 году калифорнийская компания Solar Junction добилась КПД фотоэлемента размером 5,5x5,5 мм в 43,5 %, что на 1,2 % превысило предыдущий рекорд[9].

    В 2012 году компания Morgan Solar создала систему Sun Simba из полиметилметакрилата (оргстекла), германия и арсенида галлия, объединив концентратор с панелью, на которой установлен фотоэлемент. КПД системы при неподвижном положении панели составил 26—30 % (в зависимости от времени года и угла, под которым находится Солнце), в два раза превысив практический КПД фотоэлементов на основе кристаллического кремния[10].

    В 2013 году компания Sharp создала трёхслойный фотоэлемент размером 4х4 мм на индиево-галлий-арсенидной основе с КПД 44,4 %[11], а группа специалистов из Института систем солнечной энергии общества Фраунгофера, компаний Soitec, CEA-Leti и Берлинского центра имени Гельмгольца создали фотоэлемент, использующий линзы Френеля с КПД 44,7 %, превзойдя своё собственное достижение в 43,6 % [12].

    В 2014 году испанские учёные разработали фотоэлектрический элемент из кремния, способный преобразовывать в электричество инфракрасное излучение Солнца[13].

    Перспективным направлением является создание фотоэлементов на основе наноантенн, работающих на непосредственном выпрямлении токов, наводимых в антенне малых размеров (порядка 200-300 нм) светом (т. е. электромагнитным излучением частоты порядка 500 ТГц). Наноантенны не требуют дорогого сырья для производства и имеют потенциальный КПД до 85%[14][15].

    Максимальные значения эффективности фотоэлементов и модулей, достигнутые в лабораторных условиях[16] Тип Коэффициент фотоэлектрического преобразования, %
    Кремниевые
    Si (кристаллический) 24,7
    Si (поликристаллический) 20,3
    Si (тонкопленочная передача) 16,6
    Si (тонкопленочный субмодуль) 10,4
    III-V
    GaAs (кристаллический) 25,1
    GaAs (тонкопленочный) 24,5
    GaAs (поликристаллический) 18,2
    InP (кристаллический) 21,9
    Тонкие пленки халькогенидов
    CIGS (фотоэлемент) 19,9
    CIGS (субмодуль) 16,6
    CdTe (фотоэлемент) 16,5
    Аморфный/Нанокристаллический кремний
    Si (аморфный) 9,5
    Si (нанокристаллический) 10,1
    Фотохимические
    На базе органических красителей 10,4
    На базе органических красителей (субмодуль) 7,9
    Органические
    Органический полимер 5,15
    Многослойные
    GaInP/GaAs/Ge 32,0
    GaInP/GaAs 30,3
    GaAs/CIS (тонкопленочный) 25,8
    a-Si/mc-Si (тонкий субмодуль) 11,7

    Факторы, влияющие на эффективность фотоэлементов

    Особенности строения фотоэлементов вызывают снижение производительности панелей с ростом температуры.

    Частичное затемнение панели вызывает падение выходного напряжения за счёт потерь в неосвещённом элементе, который начинает выступать в роли паразитной нагрузки. От данного недостатка можно избавиться путём установки байпаса на каждый фотоэлемент панели.

    Из рабочей характеристики фотоэлектрической панели видно, что для достижения наибольшей эффективности требуется правильный подбор сопротивления нагрузки. Для этого фотоэлектрические панели не подключают напрямую к нагрузке, а используют контроллер управления фотоэлектрическими системами, обеспечивающий оптимальный режим работы панелей.

    Производство

    Очень часто одиночные фотоэлементы не вырабатывают достаточной мощности. Поэтому определенное количество PV элементов соединяется в так называемые фотоэлектрические солнечные модули и между стеклянными пластинами монтируется укрепление. Эта сборка может быть полностью автоматизирована.[17]

    Десятка крупнейших производителей

    Крупнейшие производители фотоэлектрических элементов (по суммарной мощности) в 2013 году.[18]

    1. Yingli
    2. Trina Solar (англ.)русск.
    3. Sharp Solar (англ.)русск.
    4. Canadian Solar (англ.)русск.
    5. Jinko Solar (англ.)русск.
    6. ReneSola (англ.)русск.
    7. First Solar
    8. Hanwha Solarone (англ.)русск.
    9. Kyocera
    10. JA Solar (англ.)русск.

    См. также

    Примечания

    Ссылки

    ru.solar.wikia.com

    Солнечная батарея — Википедия

    Солнечная батарея — несколько объединённых фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток, в отличие от солнечных коллекторов, производящих нагрев материала-теплоносителя.

    Различные устройства, позволяющие преобразовывать солнечное излучение в тепловую и электрическую энергию, являются объектом исследования гелиоэнергетики (от гелиос греч. Ήλιος, Helios — Солнце). Производство фотоэлектрических элементов и солнечных коллекторов развивается в разных направлениях. Солнечные батареи бывают различного размера: от встраиваемых в микрокалькуляторы до занимающих крыши автомобилей и зданий.

    Первые прототипы солнечных батарей были созданы итальянским фотохимиком армянского происхождения Джакомо Луиджи Чамичаном.

    25 апреля 1954 года, специалисты компании Bell Laboratories заявили о создании первых солнечных батарей на основе кремния для получения электрического тока. Это открытие было произведено тремя сотрудниками компании — Кельвином Соулзером Фуллером (Calvin Souther Fuller), Дэрилом Чапин (Daryl Chapin) и Геральдом Пирсоном (Gerald Pearson). Уже через 4 года, 17 марта 1958 году, в США был запущен первый спутник с солнечными батареями — Vanguard 1. Спустя всего пару месяцев, 15 мая 1958 года в СССР был запущен Спутник-3, также с использованием солнечных батарей.

    Портативная электроника[править]

    Зарядное устройство

    Для обеспечения электричеством и/или подзарядки аккумуляторов различной бытовой электроники — калькуляторов, плееров, фонариков и т. п.

    Электромобили[править]

    На крыше автомобиля Prius, 2008

    Для подзарядки электромобилей.

    Авиация[править]

    Одним из проектов по созданию самолета, использующего исключительно энергию солнца, является Solar Impulse.

    Энергообеспечение зданий[править]

    Солнечная батарея на крыше дома

    Солнечные батареи крупного размера, как и солнечные коллекторы, широко используются в тропических и субтропических регионах с большим количеством солнечных дней. Особенно популярны в странах Средиземноморья, где их помещают на крышах домов.

    Новые дома Испании с марта 2007 года оборудованы солнечными водонагревателями, чтобы самостоятельно обеспечивать от 30 % до 70 % потребностей в горячей воде, в зависимости от места расположения дома и ожидаемого потребления воды. Нежилые здания (торговые центры, госпитали и т. д.) должны иметь фотоэлектрическое оборудование [1].

    В Нидерландах запущен проект по созданию оконного стекла «Smart Energy Glass» с функциональностью фотоэлемента (см. сайт проекта  (англ.) ).

    Энергообеспечение населённых пунктов[править]

    Дорожное покрытие[править]

    В 2016 году министр экологии и энергетики Франции Сеголян Руаяль заявила о планах построить 1000 км автодорог со встроенными ударо- и термостойкими солнечными панелями. Предполагается что 1 км такой дороги сможет обеспечивать электорэнергетические потребности 5000 людей (без учета отопления)[2].

    Использование в космосе[править]

    Солнечная батарея на МКС

    Солнечные батареи — один из основных способов получения электрической энергии на космических аппаратах: они работают долгое время без расхода каких-либо материалов, и в то же время являются экологически безопасными, в отличие от ядерных и радиоизотопных источников энергии.

    Однако при полётах на большом удалении от Солнца (за орбитой Марса) их использование становится проблематичным, так как поток солнечной энергии обратно пропорционален квадрату расстояния от Солнца. При полётах же к Венере и Меркурию, напротив, мощность солнечных батарей значительно возрастает (в районе Венеры в 2 раза, в районе Меркурия в 6 раз).

    Эффективность фотоэлементов и модулей[править]

    Мощность потока солнечного излучения на входе в атмосферу Земли (AM0), составляет около 1366 ватт[3] на квадратный метр (см. также AM1, AM1.5, AM1.5G, AM1.5D [4][5]). В то же время, удельная мощность солнечного излучения в Европе в очень облачную погоду даже днём может[6] быть менее 100 Вт/м²[источник не указан 976 дней]. С помощью распространённых промышленно производимых солнечных батарей можно преобразовать эту энергию в электричество с эффективностью 9—24 %[источник не указан 976 дней]. При этом цена батареи составит около 1—3 долларов США за Ватт номинальной мощности. При промышленной генерации электричества с помощью фотоэлементов цена за кВт·ч составит 0,25 долл. По мнению Европейской Ассоциации Фотовольтаики (EPIA), к 2020 году стоимость электроэнергии, вырабатываемой «солнечными» системами, снизится до уровня менее 0,10 € за кВт·ч для промышленных установок и менее 0,15 € за кВт·ч для установок в жилых зданиях[7].

    В 2009 году компания Spectrolab (дочерняя фирма Boeing) продемонстрировала солнечный элемент с эффективностью 41,6 %[8]. В январе 2011 года ожидалось поступление на рынок солнечных элементов этой фирмы с эффективностью 39 %[9]. В 2011 году калифорнийская компания Solar Junction добилась КПД фотоэлемента размером 5,5x5,5 мм в 43,5 %, что на 1,2 % превысило предыдущий рекорд[10].

    В 2012 году компания Morgan Solar создала систему Sun Simba из полиметилметакрилата (оргстекла), германия и арсенида галлия, объединив концентратор с панелью, на которой установлен фотоэлемент. КПД системы при неподвижном положении панели составил 26—30 % (в зависимости от времени года и угла, под которым находится Солнце), в два раза превысив практический КПД фотоэлементов на основе кристаллического кремния[11].

    В 2013 году компания Sharp создала трёхслойный фотоэлемент размером 4х4 мм на индиево-галлий-арсенидной основе с КПД 44,4 %[12], а группа специалистов из Института систем солнечной энергии общества Фраунгофера, компаний Soitec, CEA-Leti и Берлинского центра имени Гельмгольца создали фотоэлемент, использующий линзы Френеля с КПД 44,7 %, превзойдя своё собственное достижение в 43,6 % [13]. В 2014 году Институт солнечных энергосистем Фраунгофер создали солнечные батареи, в которых благодаря фокусировке линзой света на очень маленьком фотоэлементе КПД составил 46%[14][15].

    В 2014 году испанские учёные разработали фотоэлектрический элемент из кремния, способный преобразовывать в электричество инфракрасное излучение Солнца[16].

    Перспективным направлением является создание фотоэлементов на основе наноантенн, работающих на непосредственном выпрямлении токов, наводимых в антенне малых размеров (порядка 200-300 нм) светом (т. е. электромагнитным излучением частоты порядка 500 ТГц). Наноантенны не требуют дорогого сырья для производства и имеют потенциальный КПД до 85%[17][18].

    Максимальные значения эффективности фотоэлементов и модулей, достигнутые в лабораторных условиях[19] Тип Коэффициент фотоэлектрического преобразования, %
    Кремниевые
    Si (кристаллический) 24,7
    Si (поликристаллический) 20,3
    Si (тонкопленочная передача) 16,6
    Si (тонкопленочный субмодуль) 10,4
    III-V
    GaAs (кристаллический) 25,1
    GaAs (тонкопленочный) 24,5
    GaAs (поликристаллический) 18,2
    InP (кристаллический) 21,9
    Тонкие пленки халькогенидов
    CIGS (фотоэлемент) 19,9
    CIGS (субмодуль) 16,6
    CdTe (фотоэлемент) 16,5
    Аморфный/Нанокристаллический кремний
    Si (аморфный) 9,5
    Si (нанокристаллический) 10,1
    Фотохимические
    На базе органических красителей 10,4
    На базе органических красителей (субмодуль) 7,9
    Органические
    Органический полимер 5,15
    Многослойные
    GaInP/GaAs/Ge 32,0
    GaInP/GaAs 30,3
    GaAs/CIS (тонкопленочный) 25,8
    a-Si/mc-Si (тонкий субмодуль) 11,7

    Факторы, влияющие на эффективность фотоэлементов[править]

    Особенности строения фотоэлементов вызывают снижение производительности панелей с ростом температуры.

    Частичное затемнение панели вызывает падение выходного напряжения за счёт потерь в неосвещённом элементе, который начинает выступать в роли паразитной нагрузки. От данного недостатка можно избавиться путём установки байпаса на каждый фотоэлемент панели.

    Из рабочей характеристики фотоэлектрической панели видно, что для достижения наибольшей эффективности требуется правильный подбор сопротивления нагрузки. Для этого фотоэлектрические панели не подключают напрямую к нагрузке, а используют контроллер управления фотоэлектрическими системами, обеспечивающий оптимальный режим работы панелей.

    Очень часто одиночные фотоэлементы не вырабатывают достаточной мощности. Поэтому определенное количество фотоэлементов соединяется в так называемые фотоэлектрические солнечные модули и между стеклянными пластинами монтируется укрепление. Эта сборка может быть полностью автоматизирована.[20]

    Десятка крупнейших производителей[править]

    Крупнейшие производители фотоэлектрических элементов (по суммарной мощности) в 2013 году.[21]

    1. Yingli
    2. Trina Solar (англ.)русск.
    3. Sharp Solar (англ.)русск.
    4. Canadian Solar (англ.)русск.
    5. Jinko Solar (англ.)русск.
    6. ReneSola (англ.)русск.
    7. First Solar
    8. Hanwha Solarone (англ.)русск.
    9. Kyocera
    10. JA Solar (англ.)русск.

    wp.wiki-wiki.ru

    Солнечная батарея Википедия

    Солнечная батарея — объединение фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток, в отличие от солнечных коллекторов, производящих нагрев материала-теплоносителя.

    Различные устройства, позволяющие преобразовывать солнечное излучение в тепловую и электрическую энергию, являются объектом исследования гелиоэнергетики (от гелиос греч. Ήλιος, Helios — Солнце). Производство фотоэлектрических элементов и солнечных коллекторов развивается в разных направлениях. Солнечные батареи бывают различного размера: от встраиваемых в микрокалькуляторы до занимающих крыши автомобилей и зданий.

    История[ | код]

    Первые прототипы солнечных батарей были созданы итальянским фотохимиком армянского происхождения Джакомо Луиджи Чамичаном.

    25 апреля 1954 года, специалисты компании Bell Laboratories заявили о создании первых солнечных батарей на основе кремния для получения электрического тока. Это открытие было произведено тремя сотрудниками компании — Кельвином Соулзером Фуллером (Calvin Souther Fuller), Дэрилом Чапин (Daryl Chapin) и Геральдом Пирсоном (Gerald Pearson). Уже через 4 года, 17 марта 1958 года, в США был запущен спутник с использованием солнечных батарей — «Авангард-1». 15 мая 1958 года в СССР также был запущен спутник с использованием солнечных батарей — «Спутник-3».

    Использование[ | код]

    Портативная электроника[ | код]

    Зарядное устройство

    Для обеспечения электричеством и/или подзарядки аккумуляторов различной бытовой электроники — калькуляторов, плееров, фонариков и т. п.

    Электромобили[ | код]

    На крыше автомобиля Prius, 2008

    Для подзарядки электромобилей.

    Авиация[ | код]

    Одним из проектов по созданию самолета, использующего исключительно энергию солнца, является Solar Impulse.

    ru-wiki.ru

    Солнечная батарея — Википедия

    Солнечная батарея — объединение фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток, в отличие от солнечных коллекторов, производящих нагрев материала-теплоносителя.

    Различные устройства, позволяющие преобразовывать солнечное излучение в тепловую и электрическую энергию, являются объектом исследования гелиоэнергетики (от гелиос греч. Ήλιος, Helios — Солнце). Производство фотоэлектрических элементов и солнечных коллекторов развивается в разных направлениях. Солнечные батареи бывают различного размера: от встраиваемых в микрокалькуляторы до занимающих крыши автомобилей и зданий.

    История

    Первые прототипы солнечных батарей были созданы итальянским фотохимиком армянского происхождения Джакомо Луиджи Чамичаном.

    25 апреля 1954 года, специалисты компании Bell Laboratories заявили о создании первых солнечных батарей на основе кремния для получения электрического тока. Это открытие было произведено тремя сотрудниками компании — Кельвином Соулзером Фуллером (Calvin Souther Fuller), Дэрилом Чапин (Daryl Chapin) и Геральдом Пирсоном (Gerald Pearson). Уже через 4 года, 17 марта 1958 года, в США был запущен спутник с использованием солнечных батарей — «Авангард-1». 15 мая 1958 года в СССР также был запущен спутник с использованием солнечных батарей — «Спутник-3».

    Видео по теме

    Использование

    Портативная электроника

    Зарядное устройство

    Для обеспечения электричеством и/или подзарядки аккумуляторов различной бытовой электроники — калькуляторов, плееров, фонариков и т. п.

    Электромобили

    На крыше автомобиля Prius, 2008

    Для подзарядки электромобилей.

    Авиация

    Одним из проектов по созданию самолета, использующего исключительно энергию солнца, является Solar Impulse.

    Энергообеспечение зданий

    Солнечная батарея на крыше дома

    Солнечные батареи крупного размера, как и солнечные коллекторы, широко используются в тропических и субтропических регионах с большим количеством солнечных дней. Особенно популярны в странах Средиземноморья, где их помещают на крышах домов.

    Новые дома Испании с марта 2007 года оборудованы солнечными водонагревателями, чтобы самостоятельно обеспечивать от 30 % до 70 % потребностей в горячей воде, в зависимости от места расположения дома и ожидаемого потребления воды. Нежилые здания (торговые центры, госпитали и т. д.) должны иметь фотоэлектрическое оборудование[1].

    В настоящее время переход на солнечные батареи вызывает много критики среди людей. Это обусловлено повышением цен на электроэнергию, загромождением природного ландшафта. Противники перехода на солнечные батареи критикуют такой переход, так как владельцы домов и земельных участков, на которых установлены солнечные батареи и ветровые электростанции, получают субсидии от государства, а обычные квартиросъемщики — нет. В связи с этим Федеральное министерство экономики Германии разработало законопроект который позволит в ближайшем будущем ввести льготы для арендаторов, проживающих в домах, которые обеспечиваются энергией, поступающей от фотовольтаических установок или блочных тепловых электростанций. Наряду с выплатой субсидий владельцам домов, которые используют альтернативные источники энергии, планируется выплачивать дотации проживающим в этих домах квартиросъемщикам.[2]

    Энергообеспечение населённых пунктов

    Солнечно-ветровая энергоустановка

    Дорожное покрытие

    В 2014 году в Нидерландах открылась первая в мире велодорожка из солнечных батарей.

    В 2016 году министр экологии и энергетики Франции Сеголен Руаяль заявила о планах построить 1000 км автодорог со встроенными ударо- и термостойкими солнечными панелями. Предполагается, что 1 км такой дороги сможет обеспечивать электроэнергетические потребности 5000 людей (без учета отопления)[3]

    [неавторитетный источник? 798 дней] .

    В феврале 2017 года в нормандской деревне французским правительством была открыта дорога из солнечных батарей. Километровый участок дороги оборудован 2880 солнечными панелями. Такое дорожное покрытие обеспечит электроэнергией уличные фонари деревни Tourouvre-au-Perche. Панели каждый год будут вырабатывать 280 мегаватт час электроэнергии. Строительство отрезка дороги обошлось в 5 миллионов евро.[4]

    Использование в космосе

    Солнечная батарея на МКС

    Солнечные батареи — один из основных способов получения электрической энергии на космических аппаратах: они работают долгое время без расхода каких-либо материалов, и в то же время являются экологически безопасными, в отличие от ядерных и радиоизотопных источников энергии.

    Однако при полётах на большом удалении от Солнца (за орбитой Марса) их использование становится проблематичным, так как поток солнечной энергии обратно пропорционален квадрату расстояния от Солнца. При полётах же к Венере и Меркурию, напротив, мощность солнечных батарей значительно возрастает (в районе Венеры в 2 раза, в районе Меркурия в 6 раз).

    Использование в медицине

    Южнокорейские ученые разработали подкожную солнечную батарею. Миниатюрный источник энергии может быть вживлен под кожу человека с целью бесперебойного обеспечения работы приборов, имплантированных в тело, например, кардиостимулятора. Такая батарея в 15 раз тоньше волоса и может заряжаться, если даже на кожу наносится солнцезащитное средство[5].

    Эффективность фотоэлементов и модулей

    Мощность потока солнечного излучения на входе в атмосферу Земли (AM0), составляет около 1366 ватт[6] на квадратный метр (см. также AM1, AM1.5, AM1.5G, AM1.5D[7][8]). В то же время, удельная мощность солнечного излучения в Европе в очень облачную погоду даже днём может[9] быть менее 100 Вт/м²[источник не указан 1051 день]. С помощью распространённых промышленно производимых солнечных батарей можно преобразовать эту энергию в электричество с эффективностью 9—24 %[источник не указан 1051 день]. При этом цена батареи составит около 1—3 долларов США за Ватт номинальной мощности. При промышленной генерации электричества с помощью фотоэлементов цена за кВт·ч составит 0,25 долл. По мнению Европейской Ассоциации Фотовольтаики (EPIA), к 2020 году стоимость электроэнергии, вырабатываемой «солнечными» системами, снизится до уровня менее 0,10 € за кВт·ч для промышленных установок и менее 0,15 € за кВт·ч для установок в жилых зданиях[10][неавторитетный источник? 798 дней].

    В 2009 году компания Spectrolab (дочерняя фирма Boeing) продемонстрировала солнечный элемент с эффективностью 41,6 %[11]. В январе 2011 года ожидалось поступление на рынок солнечных элементов этой фирмы с эффективностью 39 %[12]. В 2011 году калифорнийская компания Solar Junction добилась КПД фотоэлемента размером 5,5×5,5 мм в 43,5 %, что на 1,2 % превысило предыдущий рекорд[13].

    В 2012 году компания Morgan Solar создала систему Sun Simba из полиметилметакрилата (оргстекла), германия и арсенида галлия, объединив концентратор с панелью, на которой установлен фотоэлемент. КПД системы при неподвижном положении панели составил 26—30 % (в зависимости от времени года и угла, под которым находится Солнце), в два раза превысив практический КПД фотоэлементов на основе кристаллического кремния[14].

    В 2013 году компания Sharp создала трёхслойный фотоэлемент размером 4×4 мм на индиево-галлий-арсенидной основе с КПД 44,4 %[15], а группа специалистов из Института систем солнечной энергии общества Фраунгофера, компаний Soitec, CEA-Leti и Берлинского центра имени Гельмгольца создали фотоэлемент, использующий линзы Френеля с КПД 44,7 %, превзойдя своё собственное достижение в 43,6 % [16][неавторитетный источник? 798 дней]. В 2014 году Институт солнечных энергосистем Фраунгофер создали солнечные батареи, в которых благодаря фокусировке линзой света на очень маленьком фотоэлементе КПД составил 46 %[17][неавторитетный источник? 798 дней][18].

    В 2014 году испанские учёные разработали фотоэлектрический элемент из кремния, способный преобразовывать в электричество инфракрасное излучение Солнца[19].

    Перспективным направлением является создание фотоэлементов на основе наноантенн, работающих на непосредственном выпрямлении токов, наводимых в антенне малых размеров (порядка 200—300 нм) светом (то есть электромагнитным излучением частоты порядка 500 ТГц). Наноантенны не требуют дорогого сырья для производства и имеют потенциальный КПД до 85 %[20][21].

    Также, в 2018 году, с открытием флексо-фотовольтаического эффекта, обнаружена возможность увеличения КПД фотоэлементов[22]., а так же засчёт продления жизни горячих носителей (электронов) теоретический предел их эффективности поднялся с 34 сразу до 66 процентов[23].

    Максимальные значения эффективности фотоэлементов и модулей, достигнутые в лабораторных условиях[24][неавторитетный источник? 798 дней] Тип Коэффициент фотоэлектрического преобразования, %
    Кремниевые 24,7
    Si (кристаллический)
    Si (поликристаллический)
    Si (тонкопленочная передача)
    Si (тонкопленочный субмодуль) 10,4
    III-V
    GaAs (кристаллический) 25,1
    GaAs (тонкопленочный) 24,5
    GaAs (поликристаллический) 18,2
    InP (кристаллический) 21,9
    Тонкие пленки халькогенидов
    CIGS (фотоэлемент) 19,9
    CIGS (субмодуль) 16,6
    CdTe (фотоэлемент) 16,5
    Аморфный/Нанокристаллический кремний
    Si (аморфный) 9,5
    Si (нанокристаллический) 10,1
    Фотохимические
    На базе органических красителей 10,4
    На базе органических красителей (субмодуль) 7,9
    Органические
    Органический полимер 5,15
    Многослойные
    GaInP/GaAs/Ge 32,0
    GaInP/GaAs 30,3
    GaAs/CIS (тонкопленочный) 25,8
    a-Si/mc-Si (тонкий субмодуль) 11,7

    Факторы, влияющие на эффективность фотоэлементов

    Особенности строения фотоэлементов вызывают снижение производительности панелей с ростом температуры.

    Частичное затемнение панели вызывает падение выходного напряжения за счёт потерь в неосвещённом элементе, который начинает выступать в роли паразитной нагрузки. От данного недостатка можно избавиться путём установки байпаса на каждый фотоэлемент панели. В облачную погоду при отсутствии прямых солнечных лучей крайне неэффективными становятся панели, в которых используются линзы для концентрирования излучения, так как исчезает эффект линзы.

    Из рабочей характеристики фотоэлектрической панели видно, что для достижения наибольшей эффективности требуется правильный подбор сопротивления нагрузки. Для этого фотоэлектрические панели не подключают напрямую к нагрузке, а используют контроллер управления фотоэлектрическими системами, обеспечивающий оптимальный режим работы панелей.

    Недостатки солнечной электроэнергетики

    • Необходимость использования больших площадей;
    • Солнечная электростанция не работает ночью и недостаточно эффективно работает в вечерних сумерках, в то время как пик электропотребления приходится именно на вечерние часы;
    • Несмотря на экологическую чистоту получаемой энергии, сами фотоэлементы содержат ядовитые вещества, например, свинец, кадмий, галлий, мышьяк и т. д.[25]

    Cолнечные электростанции подвергаются критике из-за высоких издержек.

    Из-за своей низкой эффективности, которая в лучшем случае достигает 20 процентов, солнечные батареи сильно нагреваются. Остальные 80 процентов энергии солнечного света нагревают солнечные батареи до средней температуры порядка 55 °C. С увеличением температуры фотогальванического элемента на 1°, его эффективность падает на 0,5 %. Эта зависимость нелинейна и повышение температуры элемента на 10° приводит к снижению эффективности почти в два раза. Активные элементы систем охлаждения (вентиляторы или насосы) перекачивающие хладагент, потребляют значительное количество энергии, требуют периодического обслуживания и снижают надёжность всей системы. Пассивные системы охлаждения обладают очень низкой производительностью и не могут справиться с задачей охлаждения солнечных батарей[26].

    Производство солнечных модулей

    Очень часто одиночные фотоэлементы не вырабатывают достаточной мощности. Поэтому определенное количество фотоэлементов соединяется в так называемые фотоэлектрические солнечные модули и между стеклянными пластинами монтируется укрепление. Эта сборка может быть полностью автоматизирована[27].

    Пятерка крупнейших производителей

    Крупнейшие производители фотоэлектрических элементов (по суммарной мощности) в 2016 году.[28]

    1. Jinko Solar[en]
    2. Trina Solar
    3. Hanwha QCELLS
    4. Canadian Solar
    5. JA Solar

    См. также

    Примечания

    1. ↑ Spain requires new buildings use solar power
    2. ↑ Арендаторам домов с солнечными батареями будет выплачиваться дотация, Germania.one.
    3. ↑ Франция построит 1000 км дорог с солнечными батареями
    4. ↑ Во Франции открыли первую дорогу из солнечных панелей, theUK.one.
    5. ↑ ТАСС: Наука — Ученые Южной Кореи создали подкожную солнечную батарею
    6. ↑ «Solar Spectra: Air Mass Zero»
    7. ↑ «Solar Photovoltaic Technologies»
    8. ↑ «Reference Solar Spectral Irradiance: Air Mass 1.5»
    9. ↑ По материалам: www.ecomuseum.kz
    10. ↑ «Конкурентоспособность энергетики» // Photon Consulting
    11. ↑ Австралийцы установили новый рекорд КПД солнечных батарей (рус.). Membrana. Membrana (28 августа 2009). Проверено 6 марта 2011. Архивировано 25 июня 2012 года.
    12. ↑ На рынок выходят солнечные батареи с рекордным КПД (рус.). Membrana. Membrana (25 ноября 2010). Проверено 6 марта 2011. Архивировано 25 июня 2012 года.
    13. ↑ Solar Junction Breaks Concentrated Solar World Record with 43,5 % Efficiency
    14. ↑ Как сконцентрировать солнечный свет без концентраторов
    15. ↑ Sharp разработала концентрирующий фотоэлемент с кпд 44,4 %
    16. ↑ Новый рекорд КПД фотоэлемента: 44,7 %
    17. ↑ УЧЁНЫЕ ИЗ ИНСТИТУТА СОЛНЕЧНЫХ ЭНЕРГОСИСТЕМ ФРАУНГОФЕРА РАЗРАБОТАЛИ СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ С КПД 46 % И ЭТО НОВЫЙ МИРОВОЙ РЕКОРД
    18. ↑ New world record for solar cell efficiency at 46 % — Fraunhofer ISE
    19. ↑ All-silicon spherical-Mie-resonator photodiode with spectral response in the infrared region
    20. ↑ Б. Берланд. Фотоэлементы уходят за горизонт: Оптические ректенны солнечных батарей (англ.). Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии США (2003). Проверено 4 апреля 2015.
    21. ↑ Краснок А Е, Максимов И С, Денисюк А И, Белов П А, Мирошниченко А Е, Симовский К Р, Кившарь Ю С. Оптические наноантенны // Успехи физических наук. — 2013. — Т. 183, № 6. — С. 561–589. — DOI:10.3367/UFNr.0183.201306a.0561.
    22. ↑ Александр Дубов. Физики выдавили из солнечных батарей дополнительную энергию. nplus1.ru. Проверено 25 апреля 2018.
    23. ↑ Александр Дубов. Химики продлили жизнь горячим электронам в перовскитных батареях. nplus1.ru. Проверено 20 июня 2018.
    24. ↑ Максимальные значения КПД фотоэлементов и модулей, достигнутые в лабораторных условиях  (недоступная ссылка — история). Nitol Solar Limited. Архивировано 17 июля 2008 года.
    25. ↑ Лапаева Ольга Федоровна. Трансформация энергетического сектора экономики при переходе к энергосберегающим технологиям и возобновляемым источникам энергии (рус.) // Вестник Оренбургского государственного университета. — 2010. — Вып. 13 (119).
    26. ↑ David Szondy. Stanford researchers develop self-cooling solar cells. (англ.). gizmag.com (25 July 2014). Проверено 6 июня 2016.
    27. ↑ Производство фотоэлектрического солнечного модуля. Архивировано 25 июня 2012 года.
    28. ↑ Bloomberg New Energy Finance Tier 1 module maker list, Q2 2016

    Ссылки

    wikipedia.green

    Солнечная батарея — Википедия

    Солнечная батарея — объединение фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток, в отличие от солнечных коллекторов, производящих нагрев материала-теплоносителя.

    Различные устройства, позволяющие преобразовывать солнечное излучение в тепловую и электрическую энергию, являются объектом исследования гелиоэнергетики (от гелиос греч. Ήλιος, Helios — Солнце). Производство фотоэлектрических элементов и солнечных коллекторов развивается в разных направлениях. Солнечные батареи бывают различного размера: от встраиваемых в микрокалькуляторы до занимающих крыши автомобилей и зданий.

    Первые прототипы солнечных батарей были созданы итальянским фотохимиком армянского происхождения Джакомо Луиджи Чамичаном.

    25 апреля 1954 года, специалисты компании Bell Laboratories заявили о создании первых солнечных батарей на основе кремния для получения электрического тока. Это открытие было произведено тремя сотрудниками компании — Кельвином Соулзером Фуллером (Calvin Souther Fuller), Дэрилом Чапин (Daryl Chapin) и Геральдом Пирсоном (Gerald Pearson). Уже через 4 года, 17 марта 1958 года, в США был запущен спутник с использованием солнечных батарей — «Авангард-1». 15 мая 1958 года в СССР также был запущен спутник с использованием солнечных батарей — «Спутник-3».

    Портативная электроника[править | править код]

    Зарядное устройство

    Для обеспечения электричеством и/или подзарядки аккумуляторов различной бытовой электроники — калькуляторов, плееров, фонариков и т. п.

    Электромобили[править | править код]

    На крыше автомобиля Prius, 2008

    Для подзарядки электромобилей.

    Авиация[править | править код]

    Одним из проектов по созданию самолета, использующего исключительно энергию солнца, является Solar Impulse.

    Энергообеспечение зданий[править | править код]

    Солнечная батарея на крыше дома

    Солнечные батареи крупного размера, как и солнечные коллекторы, широко используются в тропических и субтропических регионах с большим количеством солнечных дней. Особенно популярны в странах Средиземноморья, где их помещают на крышах домов.

    Новые дома Испании с марта 2007 года оборудованы солнечными водонагревателями, чтобы самостоятельно обеспечивать от 30 % до 70 % потребностей в горячей воде, в зависимости от места расположения дома и ожидаемого потребления воды. Нежилые здания (торговые центры, госпитали и т. д.) должны иметь фотоэлектрическое оборудование[1].

    В настоящее время переход на солнечные батареи вызывает много критики среди людей. Это обусловлено повышением цен на электроэнергию, загромождением природного ландшафта. Противники перехода на солнечные батареи критикуют такой переход, так как владельцы домов и земельных участков, на которых установлены солнечные батареи и ветровые электростанции, получают субсидии от государства, а обычные квартиросъемщики — нет. В связи с этим Федеральное министерство экономики Германии разработало законопроект который позволит в ближайшем будущем ввести льготы для арендаторов, проживающих в домах, которые обеспечиваются энергией, поступающей от фотовольтаических установок или блочных тепловых электростанций. Наряду с выплатой субсидий владельцам домов, которые используют альтернативные источники энергии, планируется выплачивать дотации проживающим в этих домах квартиросъемщикам.[2]

    Энергообеспечение населённых пунктов[править | править код]

    Солнечно-ветровая энергоустановка

    Дорожное покрытие[править | править код]

    В 2014 году в Нидерландах открылась первая в мире велодорожка из солнечных батарей.

    В 2016 году министр экологии и энергетики Франции Сеголен Руаяль заявила о планах построить 1000 км автодорог со встроенными ударо- и термостойкими солнечными панелями. Предполагается, что 1 км такой дороги сможет обеспечивать электроэнергетические потребности 5000 людей (без учета отопления)[3]

    [неавторитетный источник? 805 дней] .

    В феврале 2017 года в нормандской деревне французским правительством была открыта дорога из солнечных батарей. Километровый участок дороги оборудован 2880 солнечными панелями. Такое дорожное покрытие обеспечит электроэнергией уличные фонари деревни Tourouvre-au-Perche. Панели каждый год будут вырабатывать 280 мегаватт час электроэнергии. Строительство отрезка дороги обошлось в 5 миллионов евро.[4]

    Использование в космосе[править | править код]

    Солнечная батарея на МКС

    Солнечные батареи — один из основных способов получения электрической энергии на космических аппаратах: они работают долгое время без расхода каких-либо материалов, и в то же время являются экологически безопасными, в отличие от ядерных и радиоизотопных источников энергии.

    Однако при полётах на большом удалении от Солнца (за орбитой Марса) их использование становится проблематичным, так как поток солнечной энергии обратно пропорционален квадрату расстояния от Солнца. При полётах же к Венере и Меркурию, напротив, мощность солнечных батарей значительно возрастает (в районе Венеры в 2 раза, в районе Меркурия в 6 раз).

    Использование в медицине[править | править код]

    Южнокорейские ученые разработали подкожную солнечную батарею. Миниатюрный источник энергии может быть вживлен под кожу человека с целью бесперебойного обеспечения работы приборов, имплантированных в тело, например, кардиостимулятора. Такая батарея в 15 раз тоньше волоса и может заряжаться, если даже на кожу наносится солнцезащитное средство[5].

    Эффективность фотоэлементов и модулей[править | править код]

    Мощность потока солнечного излучения на входе в атмосферу Земли (AM0), составляет около 1366 ватт[6] на квадратный метр (см. также AM1, AM1.5, AM1.5G, AM1.5D[7][8]). В то же время, удельная мощность солнечного излучения в Европе в очень облачную погоду даже днём может[9] быть менее 100 Вт/м²[источник не указан 1058 дней]. С помощью распространённых промышленно производимых солнечных батарей можно преобразовать эту энергию в электричество с эффективностью 9—24 %[источник не указан 1058 дней]. При этом цена батареи составит около 1—3 долларов США за Ватт номинальной мощности. При промышленной генерации электричества с помощью фотоэлементов цена за кВт·ч составит 0,25 долл. По мнению Европейской Ассоциации Фотовольтаики (EPIA), к 2020 году стоимость электроэнергии, вырабатываемой «солнечными» системами, снизится до уровня менее 0,10 € за кВт·ч для промышленных установок и менее 0,15 € за кВт·ч для установок в жилых зданиях[10][неавторитетный источник? 805 дней].

    В 2009 году компания Spectrolab (дочерняя фирма Boeing) продемонстрировала солнечный элемент с эффективностью 41,6 %[11]. В январе 2011 года ожидалось поступление на рынок солнечных элементов этой фирмы с эффективностью 39 %[12]. В 2011 году калифорнийская компания Solar Junction добилась КПД фотоэлемента размером 5,5×5,5 мм в 43,5 %, что на 1,2 % превысило предыдущий рекорд[13].

    В 2012 году компания Morgan Solar создала систему Sun Simba из полиметилметакрилата (оргстекла), германия и арсенида галлия, объединив концентратор с панелью, на которой установлен фотоэлемент. КПД системы при неподвижном положении панели составил 26—30 % (в зависимости от времени года и угла, под которым находится Солнце), в два раза превысив практический КПД фотоэлементов на основе кристаллического кремния[14].

    В 2013 году компания Sharp создала трёхслойный фотоэлемент размером 4×4 мм на индиево-галлий-арсенидной основе с КПД 44,4 %[15], а группа специалистов из Института систем солнечной энергии общества Фраунгофера, компаний Soitec, CEA-Leti и Берлинского центра имени Гельмгольца создали фотоэлемент, использующий линзы Френеля с КПД 44,7 %, превзойдя своё собственное достижение в 43,6 % [16][неавторитетный источник? 805 дней]. В 2014 году Институт солнечных энергосистем Фраунгофер создали солнечные батареи, в которых благодаря фокусировке линзой света на очень маленьком фотоэлементе КПД составил 46 %[17][неавторитетный источник? 805 дней][18].

    В 2014 году испанские учёные разработали фотоэлектрический элемент из кремния, способный преобразовывать в электричество инфракрасное излучение Солнца[19].

    Перспективным направлением является создание фотоэлементов на основе наноантенн, работающих на непосредственном выпрямлении токов, наводимых в антенне малых размеров (порядка 200—300 нм) светом (то есть электромагнитным излучением частоты порядка 500 ТГц). Наноантенны не требуют дорогого сырья для производства и имеют потенциальный КПД до 85 %[20][21].

    Также, в 2018 году, с открытием флексо-фотовольтаического эффекта, обнаружена возможность увеличения КПД фотоэлементов[22]., а так же засчёт продления жизни горячих носителей (электронов) теоретический предел их эффективности поднялся с 34 сразу до 66 процентов[23].

    Максимальные значения эффективности фотоэлементов и модулей, достигнутые в лабораторных условиях[24][неавторитетный источник? 805 дней] Тип Коэффициент фотоэлектрического преобразования, %
    Кремниевые 24,7
    Si (кристаллический)
    Si (поликристаллический)
    Si (тонкопленочная передача)
    Si (тонкопленочный субмодуль) 10,4
    III-V
    GaAs (кристаллический) 25,1
    GaAs (тонкопленочный) 24,5
    GaAs (поликристаллический) 18,2
    InP (кристаллический) 21,9
    Тонкие пленки халькогенидов
    CIGS (фотоэлемент) 19,9
    CIGS (субмодуль) 16,6
    CdTe (фотоэлемент) 16,5
    Аморфный/Нанокристаллический кремний
    Si (аморфный) 9,5
    Si (нанокристаллический) 10,1
    Фотохимические
    На базе органических красителей 10,4
    На базе органических красителей (субмодуль) 7,9
    Органические
    Органический полимер 5,15
    Многослойные
    GaInP/GaAs/Ge 32,0
    GaInP/GaAs 30,3
    GaAs/CIS (тонкопленочный) 25,8
    a-Si/mc-Si (тонкий субмодуль) 11,7

    Факторы, влияющие на эффективность фотоэлементов[править | править код]

    Особенности строения фотоэлементов вызывают снижение производительности панелей с ростом температуры.

    Частичное затемнение панели вызывает падение выходного напряжения за счёт потерь в неосвещённом элементе, который начинает выступать в роли паразитной нагрузки. От данного недостатка можно избавиться путём установки байпаса на каждый фотоэлемент панели. В облачную погоду при отсутствии прямых солнечных лучей крайне неэффективными становятся панели, в которых используются линзы для концентрирования излучения, так как исчезает эффект линзы.

    Из рабочей характеристики фотоэлектрической панели видно, что для достижения наибольшей эффективности требуется правильный подбор сопротивления нагрузки. Для этого фотоэлектрические панели не подключают напрямую к нагрузке, а используют контроллер управления фотоэлектрическими системами, обеспечивающий оптимальный режим работы панелей.

    Недостатки солнечной электроэнергетики[править | править код]

    • Необходимость использования больших площадей;
    • Солнечная электростанция не работает ночью и недостаточно эффективно работает в вечерних сумерках, в то время как пик электропотребления приходится именно на вечерние часы;
    • Несмотря на экологическую чистоту получаемой энергии, сами фотоэлементы содержат ядовитые вещества, например, свинец, кадмий, галлий, мышьяк и т. д.[25]

    Cолнечные электростанции подвергаются критике из-за высоких издержек.

    Из-за своей низкой эффективности, которая в лучшем случае достигает 20 процентов, солнечные батареи сильно нагреваются. Остальные 80 процентов энергии солнечного света нагревают солнечные батареи до средней температуры порядка 55 °C. С увеличением температуры фотогальванического элемента на 1°, его эффективность падает на 0,5 %. Эта зависимость нелинейна и повышение температуры элемента на 10° приводит к снижению эффективности почти в два раза. Активные элементы систем охлаждения (вентиляторы или насосы) перекачивающие хладагент, потребляют значительное количество энергии, требуют периодического обслуживания и снижают надёжность всей системы. Пассивные системы охлаждения обладают очень низкой производительностью и не могут справиться с задачей охлаждения солнечных батарей[26].

    Очень часто одиночные фотоэлементы не вырабатывают достаточной мощности. Поэтому определенное количество фотоэлементов соединяется в так называемые фотоэлектрические солнечные модули и между стеклянными пластинами монтируется укрепление. Эта сборка может быть полностью автоматизирована[27].

    Пятерка крупнейших производителей[править | править код]

    Крупнейшие производители фотоэлектрических элементов (по суммарной мощности) в 2016 году.[28]

    1. Jinko Solar[en]
    2. Trina Solar
    3. Hanwha QCELLS
    4. Canadian Solar
    5. JA Solar

    ru.wikiyy.com

    Полимерные солнечные батареи — Википедия

    Полимерные солнечные батареи — разновидность солнечных батарей, которые производят электричество из солнечного света. Берет свое начало с 1992 года, когда впервые были опубликованы данные о переносе заряда с полупроводникового полимера на акцептор.[1] Относительно новая технология, активно исследуемая в университетах, национальных лабораториях и нескольких компаниях по всему миру. Демонстрируются устройства-прототипы с эффективностью конверсии энергии 11,5 %.[2] Функциональный прототип производства Beletric OPV

    Устройство полимерной солнечной батареи[править]

    Полимерные солнечные батареи обычно представляют собой послойно наложенные друг на друга тонкие пленки из полимерных материалов, выполянющие различные функции.[3] В зависимости от субстрата, толщина одной батареи может быть от 500 нанометров.[4] Так, на прозрачную полимерную основу (субстрат), покрытую проводящим слоем оксида индия-олова, служащую электродом, наносят фотоактивный слой, состоящий из электрон-акцептора и электрон-донора.[5]

    Есть два типа фотоактивных слоев:

    Поверх фотоактивного слоя раполагается металлический электрод, кальциевый, алюминиевый или серебряный, в зависимости от архитектуры батареи. В современных образцах между фотоактивных слоем и электродами помещают дополнительные слои: электрон-проводящие или дырко-проводящие, или соответственно электрон-блокирующие и дырко-блокирующие. Расположение этих слоев относительно фотоактивного слоя определяется архитектурой батареи.[8]

    Архитектура батареи бывает двух типов: прямая (стандартная) или обратная (перевернутая). В перевернутой, как следует из названия, электрические заряды экстрагируются противоположными электродами. Так, исследования показали, что у батарей стандартной архитектуры эффективность выше, чем у перевернутых, однако стабильность ниже. Полимерная солнечная батарея стандартной архитектуры Низкая стабильность обусловлена тем фактом, что в стандартных батареях в качестве электрода используется кальций, который быстро окисляется на воздухе до кальция оксида, который имеет худшую проводимость. В свою очередь, обратная архитектура позволяет использовать в качестве электродов серебро и золото, более устойчивые к окислению.[9]

    Для улучшения экстракции электронов в перевернутых батареях часто используют прозрачные проводящие оксиды, такие как титана оксид и цинка оксид, часто в виде наночастиц или наноструктурированных пленок. В последнее время больше внимания уделяется исследованиям других слоев, способных улучшать экстракцию электронов, в том числе полимерных.

    Для улучшения экстракции дырок применяются прозрачные проводящие полимеры, например смесь поли(3,4-этилендиокситиофена) и полистиролсульфоната (PEDOT:PSS) или другие проводящие оксиды с более подходящими для жтого электронными уровнями, такие как ванадия оксид, молибдена оксид. В последнее время все больший интерес вызывают полупроводники на основе графена и графена оксида.

    Физические процессы в полимерных батареях[править]

    Поглощение света[править]

    В полимерных солнечных батареях фотоактивный слой состоит из двух типов материалов: донора и акцептора. При попадании света на поверхность батареи, донор (обычно сопряженный полимер) поглощает фотон света. Длина волны (т.е. энергия) этого фотона зависит напрямую от химической структуры донора и его организации в пленке слоя (например, кристалличности). Поглощенная энергия фотона возбуждает электрон из основного состояния в возбужденное состояние, или из верхней занятой молекулярной орбитали (англ. HOMO) до низшей свободной молекулярной орбитали (англ. LUMO).[10]

    Экситон[править]

    Полученная в результате такого возбуждения квазичастица называется экситон Френкеля и состоит из дырки (то есть отсутствия электрона, положительного заряда) и возбужденного электрона (отрицательного заряда).[11] Экситон не имеет заряда и не может служить носителем, однако может перемещаться по сопряженной системе донора. В зависимости от спинового состояния экситоны могут быть синглетными и триплетными. Срок жизни синглетного экситона составляет наносекунды, а триплетного около милисекунды или больше. При определенных условиях синглетный экситон может перейти в триплет.[12]

    Экситон перемещается в системе донора не далее 5-20 нм, в зависимости от вида полимера. Далее он имеет две возможности:

    • Диссоциировать и разделиться на отдельные положительный и отрицательный заряды, если экситон встретит на своем пути акцептор;
    • Распасться с излучением поглощенной энергии (путем фосфоресценции или люминесценции, в зависимости от типа экситона), если ближайшая молекула донора расположена за пределами возможной длины перемещения экситона.

    Для полимерных солнечных батарей последний путь представляет собой потерю эффективности: важны только экситоны, которые могут диссоциировать. Энергия сопряжения дырки и электрона в экситоне в полимерных системах очень высока, около 0,5-1 эВ и поэтому при комнатной температуре термодинамической составляющей недостаточно, чтобы разделить экситон на заряды.[13] Поэтому для разделения экситона важны два аспекта: отсутствие порядка в системе (англ. disorder) и присутствие второго компонента, акцептора.

    Низшая свободная молекулярная орбиталь акцептора должна иметь меньшую энергию, чтобы инициировать диссоциацию экситона и облегчить переход электрона на молекулы акцептора. Так, диссоциация экситона происходит на границе двух фаз: донора и акцептора, поэтому эффективность диссоциации экситонов намного выше в системах со смешанными фазами.[14] Качество границ двух фаз, так называемого интерфейса, во многом определяет эффективность батареи, в особенности силу генерируемого тока. При диссоциации экситона, электрон переходит на акцептор, а дырка остается в фазе донора.

    Комплекс переноса заряда[править]

    Однако, после диссоциации дырка и электрон не являются отдельными зарядами. Они пребывают на границе раздела фаз в связанном состоянии в виде так называемого переходного комплекса или комплекса переноса заряда (англ. charge transfer complex), состоящий из электрона и дырки, все еще связанных между собой, но с меньшей энергией, чем в экситоне.[15] Такой комплекс может или разделиться окончательно под действием внутреннего поля (определяемого разницей в энергетических уровнях донора и акцептора) или же рекомбинировать (объединиться в электрон на основном уровне без выделения энергии путем излучения).[16] Подобная рекомбинация назвается сдвоенной (geminate), потому что оба рекомбинирующих партнера имеют общее происхождение (из одного и того же экситона).

    Транспорт электронов[править]

    Если же электрону и дырке удалось разделиться, то они перемещаются до электродов, где экстрагируются соответствуюшими электродами. Электрон перемещается по фазе акцептора до катода, а дырка – по фазе донора до анода. Если на своем пути отдельные заряды встречают противоположный заряд, который не попал к электроду по каким-то причинам, то они также рекомбинируют.[17] Такая рекомбинация называется не-сдвоенная, потому что рекомбинирующие электрон и дырка имеют различное происхождения (из разных экситонов). Рекомбинация зарядов является одним из факторов, ограничивающих эффективность солнечных батарей, так как рекомбинированные заряды не могут быть экстрагированы.[18]

    Поскольку для успешного транспорта зарядов каждая фаза должна быть непрерывной во всем фотоактивном слое, чтобы заряд беспрепятственно добрался до электродов, наилучшая экстракция наблюдается в батареях, где слой акцептора нанесен на слой донора без перемешивания. Однако для диссоциации экситонов такой подход неэффективен из-за маленькой границы раздела фаз.

    Так, оптимальная морфология фотоактивного слоя представляет собой компромисс между транспортом электронов и диссоциацией экситонов на границе фаз. Оптимальная морфология слоя зависит от большого числа факторов: химической структуры донора и акцептора, их термических свойств, температуры и растворителя, а также метода получения слоя.[19][20][21]

    Сравнение с кремниевыми батареями[править]

    В сравнении с устройствами, основанными на кремниевой технологии, полимерные солнечные батареи легки (что важно для автономных датчиков малых размеров), доступны, недороги в производстве, гибки, оказывают незначительное влияние на окружающую среду, однако энергетический выход едва достигает одной четверти обычных кремниевых солнечных батарей.[22][23] Полимерные солнечные батареи также страдают значительным эффектом деградации: их эффективность снижается под воздействием окружающей среды. Хорошие защитные покрытия до сих пор не разработаны.

    Открытым вопросом остаётся степень коммерческой конкуренции с кремниевыми солнечными батареями. Несмотря на то, что полимерные ячейки относительно дёшевы в производстве, индустрия кремниевых солнечных батарей имеет важное промышленное преимущество, будучи способной использовать кремниевую инфраструктуру, развитую для компьютерной индустрии. Однако, производители солнечных батарей находятся в невыгодном положении, поскольку вынуждены конкурировать с более крупной компьютерной индустрией в снабжении высококачественным кремнием.

    Эффективность остаётся проблемой для этого типа технологии. Традиционные кремниевые батареи достигают эффективности 20 % и более. Наивысшая эффективность достигнута для солнечных батарей, используемых для питания космических спутников. Такие батареи демонстрируют эффективность до 40 %, что, соответственно, в два раза выше, чем имеют «наземные» батареи.

    Другие солнечные батареи третьего поколения[править]

    1. ↑ N.S. Sariciftci, L. Smilowitz, A.J. Heeger,F. Wudl, Photoinduced Electron Transfer from Conducting Polymers onto Buckminsterfullerene, Science 258, (1992) 1474
    2. ↑ NREL Таблица эффективности солнечных батарей
    3. ↑ Polymer-Solar-Cells
    4. ↑ Scientists develop ultra-thin solar cells
    5. ↑ The layer stack
    6. ↑ Yu, G.; Pakbaz, K.; Heeger, A. J. Appl. Phys. Lett. 1994, 64 (25), 3422–3424.
    7. ↑ Мир современных материалов - Перспективная альтернатива: полимерные солнечные батареи
    8. ↑ Litzov I., Brabec C.Development of Efficient and Stable Inverted Bulk Heterojunction (BHJ) Solar Cells Using Different Metal Oxide Interfaces. Materials 2013, 6, 5796-5820
    9. ↑ Electrodes
    10. ↑ How do polymer solar cells work
    11. ↑ Улавливание лучей: органические солнечные батареи делают прыжок вперед
    12. ↑ Энергию можно передавать с помощью триплетных экситонов
    13. ↑ Экситон
    14. ↑ Ориентация молекул определяет эффективность органических солнечных батарей
    15. ↑ M. C.; Sariciftci, N. S. Prog. Polym. Sci. 2013, 38 (12), 1929–1940. Open Access
    16. ↑ 11.3. Генерация и рекомбинация в полупроводниках и диэлектриках
    17. ↑ Генерация носителей заряда.
    18. ↑ Процессы рекомбинации неравновесных носителей тока в полупроводниках
    19. ↑ Более эффективные солнечные батареи
    20. ↑ Органические солнечные батареи
    21. ↑ Раскрыт секрет повышения эффективности солнечных элементов
    22. ↑ Полимерные солнечные батареи
    23. ↑ Разбираемся в многообразии видов солнечных панелей

    wp.wiki-wiki.ru

    Солнечная батарея — Википедия РУ

    Солнечная батарея — объединение фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток, в отличие от солнечных коллекторов, производящих нагрев материала-теплоносителя.

    Различные устройства, позволяющие преобразовывать солнечное излучение в тепловую и электрическую энергию, являются объектом исследования гелиоэнергетики (от гелиос греч. Ήλιος, Helios — Солнце). Производство фотоэлектрических элементов и солнечных коллекторов развивается в разных направлениях. Солнечные батареи бывают различного размера: от встраиваемых в микрокалькуляторы до занимающих крыши автомобилей и зданий.

    История

    Первые прототипы солнечных батарей были созданы итальянским фотохимиком армянского происхождения Джакомо Луиджи Чамичаном.

    25 апреля 1954 года, специалисты компании Bell Laboratories заявили о создании первых солнечных батарей на основе кремния для получения электрического тока. Это открытие было произведено тремя сотрудниками компании — Кельвином Соулзером Фуллером (Calvin Souther Fuller), Дэрилом Чапин (Daryl Chapin) и Геральдом Пирсоном (Gerald Pearson). Уже через 4 года, 17 марта 1958 года, в США был запущен спутник с использованием солнечных батарей — «Авангард-1». 15 мая 1958 года в СССР также был запущен спутник с использованием солнечных батарей — «Спутник-3».

    Использование

    Портативная электроника

      Зарядное устройство

    Для обеспечения электричеством и/или подзарядки аккумуляторов различной бытовой электроники — калькуляторов, плееров, фонариков и т. п.

    Электромобили

    Для подзарядки электромобилей.

    Авиация

    Одним из проектов по созданию самолета, использующего исключительно энергию солнца, является Solar Impulse.

    Энергообеспечение зданий

      Солнечная батарея на крыше дома

    Солнечные батареи крупного размера, как и солнечные коллекторы, широко используются в тропических и субтропических регионах с большим количеством солнечных дней. Особенно популярны в странах Средиземноморья, где их помещают на крышах домов.

    Новые дома Испании с марта 2007 года оборудованы солнечными водонагревателями, чтобы самостоятельно обеспечивать от 30 % до 70 % потребностей в горячей воде, в зависимости от места расположения дома и ожидаемого потребления воды. Нежилые здания (торговые центры, госпитали и т. д.) должны иметь фотоэлектрическое оборудование[1].

    В настоящее время переход на солнечные батареи вызывает много критики среди людей. Это обусловлено повышением цен на электроэнергию, загромождением природного ландшафта. Противники перехода на солнечные батареи критикуют такой переход, так как владельцы домов и земельных участков, на которых установлены солнечные батареи и ветровые электростанции, получают субсидии от государства, а обычные квартиросъемщики — нет. В связи с этим Федеральное министерство экономики Германии разработало законопроект который позволит в ближайшем будущем ввести льготы для арендаторов, проживающих в домах, которые обеспечиваются энергией, поступающей от фотовольтаических установок или блочных тепловых электростанций. Наряду с выплатой субсидий владельцам домов, которые используют альтернативные источники энергии, планируется выплачивать дотации проживающим в этих домах квартиросъемщикам.[2]

    Энергообеспечение населённых пунктов

      Солнечно-ветровая энергоустановка

    Дорожное покрытие

    В 2014 году в Нидерландах открылась первая в мире велодорожка из солнечных батарей.

    В 2016 году министр экологии и энергетики Франции Сеголен Руаяль заявила о планах построить 1000 км автодорог со встроенными ударо- и термостойкими солнечными панелями. Предполагается, что 1 км такой дороги сможет обеспечивать электроэнергетические потребности 5000 людей (без учета отопления)[3]

    [неавторитетный источник? 756 дней] .

    В феврале 2017 года в нормандской деревне французским правительством была открыта дорога из солнечных батарей. Километровый участок дороги оборудован 2880 солнечными панелями. Такое дорожное покрытие обеспечит электроэнергией уличные фонари деревни Tourouvre-au-Perche. Панели каждый год будут вырабатывать 280 мегаватт час электроэнергии. Строительство отрезка дороги обошлось в 5 миллионов евро.[4]

    Использование в космосе

      Солнечная батарея на МКС

    Солнечные батареи — один из основных способов получения электрической энергии на космических аппаратах: они работают долгое время без расхода каких-либо материалов, и в то же время являются экологически безопасными, в отличие от ядерных и радиоизотопных источников энергии.

    Однако при полётах на большом удалении от Солнца (за орбитой Марса) их использование становится проблематичным, так как поток солнечной энергии обратно пропорционален квадрату расстояния от Солнца. При полётах же к Венере и Меркурию, напротив, мощность солнечных батарей значительно возрастает (в районе Венеры в 2 раза, в районе Меркурия в 6 раз).

    Использование в медицине

    Южнокорейские ученые разработали подкожную солнечную батарею. Миниатюрный источник энергии может быть вживлен под кожу человека с целью бесперебойного обеспечения работы приборов, имплантированных в тело, например, кардиостимулятора. Такая батарея в 15 раз тоньше волоса и может заряжаться, если даже на кожу наносится солнцезащитное средство[5].

    Эффективность фотоэлементов и модулей

    Мощность потока солнечного излучения на входе в атмосферу Земли (AM0), составляет около 1366 ватт[6] на квадратный метр (см. также AM1, AM1.5, AM1.5G, AM1.5D[7][8]). В то же время, удельная мощность солнечного излучения в Европе в очень облачную погоду даже днём может[9] быть менее 100 Вт/м²[источник не указан 1009 дней]. С помощью распространённых промышленно производимых солнечных батарей можно преобразовать эту энергию в электричество с эффективностью 9—24 %[источник не указан 1009 дней]. При этом цена батареи составит около 1—3 долларов США за Ватт номинальной мощности. При промышленной генерации электричества с помощью фотоэлементов цена за кВт·ч составит 0,25 долл. По мнению Европейской Ассоциации Фотовольтаики (EPIA), к 2020 году стоимость электроэнергии, вырабатываемой «солнечными» системами, снизится до уровня менее 0,10 € за кВт·ч для промышленных установок и менее 0,15 € за кВт·ч для установок в жилых зданиях[10][неавторитетный источник? 756 дней].

    В 2009 году компания Spectrolab (дочерняя фирма Boeing) продемонстрировала солнечный элемент с эффективностью 41,6 %[11]. В январе 2011 года ожидалось поступление на рынок солнечных элементов этой фирмы с эффективностью 39 %[12]. В 2011 году калифорнийская компания Solar Junction добилась КПД фотоэлемента размером 5,5×5,5 мм в 43,5 %, что на 1,2 % превысило предыдущий рекорд[13].

    В 2012 году компания Morgan Solar создала систему Sun Simba из полиметилметакрилата (оргстекла), германия и арсенида галлия, объединив концентратор с панелью, на которой установлен фотоэлемент. КПД системы при неподвижном положении панели составил 26—30 % (в зависимости от времени года и угла, под которым находится Солнце), в два раза превысив практический КПД фотоэлементов на основе кристаллического кремния[14].

    В 2013 году компания Sharp создала трёхслойный фотоэлемент размером 4×4 мм на индиево-галлий-арсенидной основе с КПД 44,4 %[15], а группа специалистов из Института систем солнечной энергии общества Фраунгофера, компаний Soitec, CEA-Leti и Берлинского центра имени Гельмгольца создали фотоэлемент, использующий линзы Френеля с КПД 44,7 %, превзойдя своё собственное достижение в 43,6 % [16][неавторитетный источник? 756 дней]. В 2014 году Институт солнечных энергосистем Фраунгофер создали солнечные батареи, в которых благодаря фокусировке линзой света на очень маленьком фотоэлементе КПД составил 46 %[17][неавторитетный источник? 756 дней][18].

    В 2014 году испанские учёные разработали фотоэлектрический элемент из кремния, способный преобразовывать в электричество инфракрасное излучение Солнца[19].

    Перспективным направлением является создание фотоэлементов на основе наноантенн, работающих на непосредственном выпрямлении токов, наводимых в антенне малых размеров (порядка 200—300 нм) светом (то есть электромагнитным излучением частоты порядка 500 ТГц). Наноантенны не требуют дорогого сырья для производства и имеют потенциальный КПД до 85 %[20][21].

    Также, в 2018 году, с открытием флексо-фотовольтаического эффекта, обнаружена возможность увеличения КПД фотоэлементов[22]., а так же засчёт продления жизни горячих носителей (электронов) теоретический предел их эффективности поднялся с 34 сразу до 66 процентов[23].

    Максимальные значения эффективности фотоэлементов и модулей, достигнутые в лабораторных условиях[24][неавторитетный источник? 756 дней] Тип Коэффициент фотоэлектрического преобразования, %
    Кремниевые 24,7
    Si (кристаллический)
    Si (поликристаллический)
    Si (тонкопленочная передача)
    Si (тонкопленочный субмодуль) 10,4
    III-V
    GaAs (кристаллический) 25,1
    GaAs (тонкопленочный) 24,5
    GaAs (поликристаллический) 18,2
    InP (кристаллический) 21,9
    Тонкие пленки халькогенидов
    CIGS (фотоэлемент) 19,9
    CIGS (субмодуль) 16,6
    CdTe (фотоэлемент) 16,5
    Аморфный/Нанокристаллический кремний
    Si (аморфный) 9,5
    Si (нанокристаллический) 10,1
    Фотохимические
    На базе органических красителей 10,4
    На базе органических красителей (субмодуль) 7,9
    Органические
    Органический полимер 5,15
    Многослойные
    GaInP/GaAs/Ge 32,0
    GaInP/GaAs 30,3
    GaAs/CIS (тонкопленочный) 25,8
    a-Si/mc-Si (тонкий субмодуль) 11,7

    Факторы, влияющие на эффективность фотоэлементов

    Особенности строения фотоэлементов вызывают снижение производительности панелей с ростом температуры.

    Частичное затемнение панели вызывает падение выходного напряжения за счёт потерь в неосвещённом элементе, который начинает выступать в роли паразитной нагрузки. От данного недостатка можно избавиться путём установки байпаса на каждый фотоэлемент панели. В облачную погоду при отсутствии прямых солнечных лучей крайне неэффективными становятся панели, в которых используются линзы для концентрирования излучения, так как исчезает эффект линзы.

    Из рабочей характеристики фотоэлектрической панели видно, что для достижения наибольшей эффективности требуется правильный подбор сопротивления нагрузки. Для этого фотоэлектрические панели не подключают напрямую к нагрузке, а используют контроллер управления фотоэлектрическими системами, обеспечивающий оптимальный режим работы панелей.

    Недостатки солнечной электроэнергетики

    • Необходимость использования больших площадей;
    • Солнечная электростанция не работает ночью и недостаточно эффективно работает в вечерних сумерках, в то время как пик электропотребления приходится именно на вечерние часы;
    • Несмотря на экологическую чистоту получаемой энергии, сами фотоэлементы содержат ядовитые вещества, например, свинец, кадмий, галлий, мышьяк и т. д.[25]

    Cолнечные электростанции подвергаются критике из-за высоких издержек.

    Из-за своей низкой эффективности, которая в лучшем случае достигает 20 процентов, солнечные батареи сильно нагреваются. Остальные 80 процентов энергии солнечного света нагревают солнечные батареи до средней температуры порядка 55 °C. С увеличением температуры фотогальванического элемента на 1°, его эффективность падает на 0,5 %. Эта зависимость нелинейна и повышение температуры элемента на 10° приводит к снижению эффективности почти в два раза. Активные элементы систем охлаждения (вентиляторы или насосы) перекачивающие хладагент, потребляют значительное количество энергии, требуют периодического обслуживания и снижают надёжность всей системы. Пассивные системы охлаждения обладают очень низкой производительностью и не могут справиться с задачей охлаждения солнечных батарей[26].

    Производство солнечных модулей

    Очень часто одиночные фотоэлементы не вырабатывают достаточной мощности. Поэтому определенное количество фотоэлементов соединяется в так называемые фотоэлектрические солнечные модули и между стеклянными пластинами монтируется укрепление. Эта сборка может быть полностью автоматизирована[27].

    Пятерка крупнейших производителей

    Крупнейшие производители фотоэлектрических элементов (по суммарной мощности) в 2016 году.[28]

    1. Jinko Solar[en]
    2. Trina Solar
    3. Hanwha QCELLS
    4. Canadian Solar
    5. JA Solar

    См. также

    Примечания

    1. ↑ Spain requires new buildings use solar power
    2. ↑ Арендаторам домов с солнечными батареями будет выплачиваться дотация, Germania.one.
    3. ↑ Франция построит 1000 км дорог с солнечными батареями
    4. ↑ Во Франции открыли первую дорогу из солнечных панелей, theUK.one.
    5. ↑ ТАСС: Наука — Ученые Южной Кореи создали подкожную солнечную батарею
    6. ↑ «Solar Spectra: Air Mass Zero»
    7. ↑ «Solar Photovoltaic Technologies»
    8. ↑ «Reference Solar Spectral Irradiance: Air Mass 1.5»
    9. ↑ По материалам: www.ecomuseum.kz
    10. ↑ «Конкурентоспособность энергетики» // Photon Consulting
    11. ↑ Австралийцы установили новый рекорд КПД солнечных батарей (рус.). Membrana. Membrana (28 августа 2009). Проверено 6 марта 2011. Архивировано 25 июня 2012 года.
    12. ↑ На рынок выходят солнечные батареи с рекордным КПД (рус.). Membrana. Membrana (25 ноября 2010). Проверено 6 марта 2011. Архивировано 25 июня 2012 года.
    13. ↑ Solar Junction Breaks Concentrated Solar World Record with 43,5 % Efficiency
    14. ↑ Как сконцентрировать солнечный свет без концентраторов
    15. ↑ Sharp разработала концентрирующий фотоэлемент с кпд 44,4 %
    16. ↑ Новый рекорд КПД фотоэлемента: 44,7 %
    17. ↑ УЧЁНЫЕ ИЗ ИНСТИТУТА СОЛНЕЧНЫХ ЭНЕРГОСИСТЕМ ФРАУНГОФЕРА РАЗРАБОТАЛИ СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ С КПД 46 % И ЭТО НОВЫЙ МИРОВОЙ РЕКОРД
    18. ↑ New world record for solar cell efficiency at 46 % — Fraunhofer ISE
    19. ↑ All-silicon spherical-Mie-resonator photodiode with spectral response in the infrared region
    20. ↑ Б. Берланд. Фотоэлементы уходят за горизонт: Оптические ректенны солнечных батарей (англ.). Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии США (2003). Проверено 4 апреля 2015.
    21. ↑ Краснок А Е, Максимов И С, Денисюк А И, Белов П А, Мирошниченко А Е, Симовский К Р, Кившарь Ю С Оптические наноантенны // Успехи физических наук. — 2013. — Т. 183, № 6. — С. 561–589. — DOI:10.3367/UFNr.0183.201306a.0561.
    22. ↑ Александр Дубов. Физики выдавили из солнечных батарей дополнительную энергию. nplus1.ru. Проверено 25 апреля 2018.
    23. ↑ Александр Дубов. Химики продлили жизнь горячим электронам в перовскитных батареях. nplus1.ru. Проверено 20 июня 2018.
    24. ↑ Максимальные значения КПД фотоэлементов и модулей, достигнутые в лабораторных условиях  (недоступная ссылка — история). Nitol Solar Limited. Архивировано 17 июля 2008 года.
    25. ↑ Лапаева Ольга Федоровна Трансформация энергетического сектора экономики при переходе к энергосберегающим технологиям и возобновляемым источникам энергии (рус.) // Вестник Оренбургского государственного университета. — 2010. — Вып. 13 (119).
    26. ↑ David Szondy. Stanford researchers develop self-cooling solar cells. (англ.). gizmag.com (25 July 2014). Проверено 6 июня 2016.
    27. ↑ Производство фотоэлектрического солнечного модуля. Архивировано 25 июня 2012 года.
    28. ↑ Bloomberg New Energy Finance Tier 1 module maker list, Q2 2016

    Ссылки

    http-wikipediya.ru


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта