Оборудование солнечной энергетики
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
°лся проект программы развития ветроэнергетической отрасли на 2008-2014 годы. К слову, создание ветроустановок в Беларуси мощностью 15 МВт позволит ежегодно замещать около 13 тысяч т.у.т. Согласно расчетам экспертов, ветроустановка мощностью в 1 МВт в течение 20 лет позволяет заместить примерно 29 тыс. тонн угля. М. Мясникович также сообщил, что важным направлением энергосбережения станет использование светодиодных источников освещения, которые наиболее эффективны, надежны и экологически безопасны. Отметим, что в 2006 г. учеными Академии Наук создано более 90 передовых технологий с экономическим эффектом 146,3 млрд рублей. Объем продаж новой продукции, произведенной в результате внедрения научных разработок, составил более 400 млрд. рублей. Приведенные цифры красноречиво свидетельствуют, что участие Академии Наук в государственных научно-технических программах обеспечивает высокий динамизм и эффективное развитие практически всех - и традиционных, и новейших - отраслей и производств страны. При этом доля Академии Наук не превышает 40-45% бюджетного финансирования науки. Национальная Академия наук участвует в Государственной программе инновационного развития страны до 2010 года. Согласно программе, к 2010 году в 2,5-3 раза увеличатся внутренние затраты на исследования и разработки, выпуск новой продукции в промышленности возрастет до 18-20%, удельный вес сертифицированной по международным стандартам промышленной продукции достигнет 70%. Реализация запланированных мер позволит экономике развиваться темпами 8-9% прироста ВВП в год и приблизиться к показателям европейских государств по объемам производства валового внутреннего продукта на душу населения.[6]
Ресурсный потенциал Республики Беларусь
Принимая во внимание условия климата республики Беларусь солнечная энергия может использоваться солнечными водонагревателями и различными солнечными устройствами для интенсификации сушащих воздух процессов и воды, нагревающейся в сельскохозяйственном производстве и для других коммунальных целей. Экономический потенциал солнечной энергии в Белоруси оценивается в 10 т.у.т.
В Беларуси поступление солнечной энергии на земную поверхность составляет 1200-1300 кВтч/м2, это соответствует энергии в 60 литров нефти. Эта ценность в 20 раз превышает потребности страны в природном газе для производства энергии. В Беларуси по метеорологическим данным ежегодно (средние значения) 150 облачных дней, 185 частично облачных дней, 30 солнечных дней, и средний энергетический поток на поверхности Земли (с учетом ночей и облачности) составляет 2,8 кВтч / (м2день), и с 12%-ой конверсионной эффективностью - 0,3 кВтч / (м2день).[1]
Солнечные модули
Солнечные модули напрямую преобразовывают солнечную энергию в электрическую, это преобразование энергии основано на фотовольтаическом эффекте, который возникает в неоднородных полупроводниковых структурах при воздействии на них солнечного излучения. Солнечная батарея состоит из фотоэлементов, соединенных последовательно и параллельно. Солнечное излучение создаёт в ячейках модуля электрическое напряжение. Все фотоэлементы располагаются на каркасе из непроводящих материалов. Такая конфигурация позволяет собирать солнечные батареи требуемых характеристик (тока и напряжения). Кроме того, это позволяет заменять вышедшие из строя фотоэлементы простой заменой.
Величина напряжения модуля складывается из величин напряжения каждой ячейки. Например: солнечный модуль состоит из 60 ячеек, то электрическое напряжение модуля составляет 36Вт (0,6 х 60).
Ячейки солнечного модуля производят из кристаллического кремния, который получают из кварцевого песка и обрабатывают по специальной технологии. Для производства используют поли- или мультикристаллы и монокристаллы. Ячейки солнечного модуля, произведённые из поликристаллов кремния, состоят из множества кристалликов, эта структура хорошо видна на поверхности модуля. В отличие от поликристаллических, монокристаллические ячейки состоят из одного единственного кристалла.
Технические показатели обоих типов модулей практически одинаковы, КПД (отношение объёма электрической энергии к солнечной) в обоих случаях составляет 11-16%. Мощность модуля измеряется в ваттах.
Основной рабочей характеристикой солнечной батареи является пиковая мощность, которую выражают в Ваттах (Вт, W). Эта характеристика показывает выходную мощность батареи в оптимальных условиях: солнечном излучении 1 кВт/м2, температуре окружающей среды 25 oC, солнечном спектре шириной 45o(АМ1,5). В обычных условиях достичь таких показателей удается крайне редко, освещенность ниже, а модуль нагревается выше (до 60-70 градусов).
Также существуют тонкослойные солнечные модули, которые изготавливаются из аморфного кремния, а также из других материалов. КПД этих модулей значительно ниже, чем у кристаллических модулей и составляет 6-9%, но благодаря низкой себестоимости эти модули используются в больших системах.
Характеристики фотоэлектрических модулей производимых в Беларуси и за рубежом можно увидеть в приложении 1. [П.1]
Инверторы
Произведённый солнечными модулями постоянный ток должен быть преобразован в переменный ток, перед тем как этот ток попадает в общую сеть электроснабжения. Это преобразование происходит в инверторе. Инвертор является связующим звеном между солнечными генераторами (солнечными модулями) и сетью переменного тока.