Разработка автономного электроснабжения для теплонасосной установки
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
»изи р-n-перехода, подходят к р-n-переходу и существующим в нем электрическим полем выносятся в n-область. Аналогично и избыточные дырки, созданные в n-слое, частично переносятся в р-слой. В результате n- слой приобретает дополнительный отрицательный заряд, а р-слой - положительный. Снижается первоначальная контактная разность потенциалов между р и n-слоями полупроводника, и во внешней цепи появляется напряжение Eфэ (рис. 4.3). Отрицательному полюсу источника тока соответствует n- слой, а р-слой - положительному.
Стоимость солнечной батареи размером 65см х 100см мощностью 150-160 Вт составляет 12000 руб.
Рис. 4.3 Конструкция фотоэлемента
4.4.2 Расчет фотопреобразователя
Рис. 4.4 Схема соединений фотоэлемента в фотоэлектрические солнечные модули
Фотопреобразователь ФП (рис 4.4) представляет собой к фотобатарей ФБ, соединенных параллельно для обеспечения требуемого напряжения Uфп. При этом каждая фотобатарея ФБ состоит из n последовательно соединенных фотоэлементов ФЭ с известными значениями напряжения на отдельном фотоэлементе (фото ЭДС Eфэ), обеспечивающего номинальный ток его Iфэ.
С учётом этого имеем соотношения
(4.2)
. (4.3)
4.4.3 Параметры фотоэлектрических солнечных модулей
Солнечные модули (СМ) на основе монокристаллического кремния предназначены для преобразования прямого солнечного излучения мощностью от 500 Вт/м2 в электрический ток постоянного напряжения. Круглые кремневые пластины размещены в стеклянной подложке толщиной 3 или 4 мм. Стекло помещено в алюминиевый каркас.
Преимущества: Облегченная герметичная конструкция, полированное упрочненное стекло, повышенная градостойкость, интервал рабочих температур -60єС... +75єС, допустимая влажность 100%, энергосберегающая технология сборки.
Применение: В качестве основного или вспомогательного источника энергии в составе автономных источников питания для:
жилых коттеджей и дачных домов
радиоаппаратуры, радио- и телекоммуникаций
систем охраны
уличного освещения и освещения рекламных щитов
систем водоснабжения и опреснения
сельскохозяйственных объектов
заправочных станций
катодной защиты металлических объектов
а) солнечные элементы
Солнечные элементы (СЭ), фотопреобразователи (ФП) - синонимы первичного преобразователя, осуществляющего прямое преобразование солнечной энергии в электрический ток.
Фотопреобразователи (ФП) производятся на основе монокристаллического кремния как p, так и n типа проводимости со структурой:+ - p - p + - при использовании базового кремния p типа,+ - n - n + - при использовании базового кремния n типа,
т. е. фотопреобразователи (ФП) с полем на тыльной поверхности (ПТП СЭ).
Рабочая поверхность текстурирована, соответственно, ориентация пластин кремния (100).
Тыльная поверхность - в зависимости от модификации может быть как гладкой, так и текстурированной.
Контакты на рабочей и тыльной поверхностях - сетчатые, полученные осаждением металлических паст методом трафаретной печати.
б) солнечные модули
Электрически соединенные солнечные элементы создают базовую основу для производства солнечных модулей, которые, в свою очередь, уже способны вырабатывать электрическую энергию, достаточную для питания электропотребителей бытового назначения, а также служить базовыми элементами больших энергосистем. В зависимости от применения солнечные модули могут иметь различные конструктивные решения и разные выходные мощности.
Выпускаются три серии солнечных модулей:
солнечные модули в алюминиевом каркасе - серия MSW, 32 типа в диапазоне мощностей от 3 до 120 Вт;
бескаркасные солнечные модули - серия Лира, 16 типов в диапазоне мощностей от 1,7 до 24 Вт;
солнечные модули на металле - серия MSWm, 16 типов в диапазоне мощностей от 1,7 до 24 Вт.
По требованию заказчиков разрабатываются и изготавливаются также и специальные солнечные батареи, например, для яхт и других применений.
в) каркасные солнечные модули
Каркасный солнечный модуль выполнен в виде панели, заключенной в каркас из алюминиевого профиля. Панель представляет собой фотоэлектрический генератор, состоящий из стеклянной плиты, с тыльной стороны которой между двумя слоями герметизирующей пленки размещены солнечные элементы, электрически соединенные между собой металлическими шинами. Нижний слой герметизирующей пленки защищен от внешних воздействий слоем защитной пленки. К внутренней стороне корпуса модуля прикреплен диодный блок, под крышкой которого размещены электрические контакты, предназначенные для подключения модуля.
г) бескаркасные солнечные модули (серия Лира)
Бескаркасные солнечные модули конструктивно реализуются в виде монолитного ламината, состоящего из спаянных монокристаллических кремниевых солнечных элементов, размещенных между двумя слоями ламинирующей пленки типа ПВБ или ЭВА, с рабочей поверхности защищенных оптически прозрачной пленкой типа ПЭТ, а с тыльной - аналогичной пленкой без дополнительных требований к оптическим характеристикам.
д) солнечные модули на металле (серия MSWm)
Солнечные модули на металле (рис. 4) конструктивно реализуются в виде монолитного ламината, состоящего из спаянных монокристаллических кремниевых солнечных элементов, размещенных между двумя слоями ламинирующей пленки типа ПВБ или ЭВА, с рабочей поверхности защищенных оптически прозрачной пленкой ПЭТ, тыльной поверхностью заламинированные на ме