ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И УСТРОЙСТВА

Перспективы развития фотоэлектрических систем в мире

В табл. 9.3 приведены данные по развитию рынка фотоэлектричества в мире в конце XX в.

Существуют и расширяются национальные программы и политика в области РУ-энерге­тики. Необходимо отметить важнейшую роль государственной поддержки как исследова­ний, так и рынка возобновляемой энергетики в мире.

Российская Федерация — крупнейшее по территории государство в мире. Площадь, за­нимаемая Российской Федерацией, составляет более 17 млн кв. км. Крайняя северная точка расположена на 82° северной широты, крайняя южная точка — 41° северной широты. Раз­ница составляет 41° или 4,6 тыс. км. Протяженность с запада на восток — более 9 тыс. км.

Россия обладает значительным энергетическим потенциалом в области возобновляемых источников энергии, в частности, в РУ-энергетике. Для оценки перспектив использования РУ-энергетики в России необходимо, кроме геофизических характеристик, знать и особен­ности национальной энергетической системы.

Важной характерной чертой существующей энергетической системы России является ее высокая централизация. Около 90% электроэнергии производится крупными электростан­циями, объединенными в единую энергетическую систему страны. Практически все насе­ленные пункты присоединены к электрическим сетям, 87% населения получает электро­энергию централизованно. Однако большая часть обширной территории России с малой плотностью населения не присоединена к централизованным электрическим сетям. По оценкам — это около 10 млн человек, живущих на Севере и Дальнем Востоке страны.

Расширяющееся строительство в зонах отдыха населения требует строительства линий электропередачи или использования возобновляемых источников энергии. Количество та­ких потребителей электроэнергии составляет около 5 млн.

Возможный рынок РУ-энергетики в России с учетом возможных потребителей, сниже­ния запасов органического топлива, увеличения стоимости электроэнергии можно оценить в 3000 МВт. По мере роста требований к экологии, развитию энергосберегающих техноло­гий этот рынок может быть увеличен до 10 000 МВт.

Широкое использование РУ-энергетических систем может быть связано с различными областями применения: от малых энергетических станций (до 100 Вт), средних энергосис­тем до 1 кВт и больших станций с мощностью более 1 кВт.

Маломощные станции могут использоваться во всех районах страны. Станции средней и большой мощности являются, как правило, стационарными, и их применение сильно зави­сит от местоположения потребителя.

Наиболее перспективными для использования РУ-энергетики являются южные районы страны, Якутия, Бурятия.

Наилучший эффект могут дать гибридные энергетические системы. Использование гиб­ридных станций, используюших энергию различных источников (вода, уголь, энергия Солнца, ветер и т. д.), решает проблему круглогодичного применения возобновляемой энер­гии. По всей видимости, возможно применение многофункциональных энергетических сис­тем, использующих энергию ряда источников: солнца, ветра, гидроэнергетики, низкопотен­циального тепла и т. д.

В России проблемами фотоэлектричества занимаются очень давно. В результате много­летних исследований в области технологии и применения РУ-энергетики накоплен большой опыт и имеются широкие возможности по ее развитию.

Наибольшее развитие получили следующие направления:

- производство солнечных элементов на основе монокристаллического кремния (эффективность — до 15%, производственные мощности — около 3 МВт);

- производство солнечных элементов на основе аморфного кремния (производственные мощности — 1 МВт);

- производство солнечных элементов на основе соединения А3В5 (эффективность —

До 19%);

- производство РУ-модулей.

Россия продает на внешний рынок около 3 млн кремниевых пластин для солнечных элементов. Максимальный объем продаж солнечных элементов, оцененный по производст­ву кремния, в настоящее время может составить около 5 МВт.

Основные направления исследований в области РУ-энергетики:

- новые технологии получения кремния;

- с-Б1 солнечные элементы с кпд более 16% и солнечные элементы на основе поликри - сталлического кремния р-Б1 с кпд 14%;

- солнечные элементы на основе А3В5 для космического и наземного использования;

- технология получения солнечных элементов на базе новых материалов;

- высокоэффективные инверторы;

- РУ-энергетические системы.

Направления исследований связаны с решение двух глобальных проблем:

- снижение стоимости элементов РУ-систем, прежде всего, солнечных элементов;

- повышение эффективности РУ-систем.

В России в настоящее время нет единой государственной программы по возобновляе­мым источникам энергии, в том числе и по РУ-энергетике.

Главной проблемой развития РУ-энергетики в России, как, в общем, всей энергети­ки на основе возобновляемых источников считается слабое участие государства в разви­тии этого направления. Прежде всего, несовершенное законодательное обеспечение, крайне низкие стимулы развития возобновляемой энергетики, недостаточное инвести­рование.

Оптимистический взгляд на решение этой проблемы основан на том, что, во-первых, общая тенденция развития возобновляемой энергетики в мире приведет к необходимо­сти ее развития в России. Во-вторых, активная работа специалистов области РУ-энерге - тики, серьезный научный и технический потенциал в этой области на предприятиях

России. В-третьих, большие природные ресурсы для развития возобновляемой энерге­тики.

Тесты

9.1. Что называется оптоэлектронным блокинг-генератором:

А) генератор прямоугольных импульсов;

Б) генератор синусоидальных импульсов;

В) генератор колебаний пилообразной формы;

Г) генератор трапециидальных импульсов?

9.2. Какие особенности имеют оптоэлектронные ключи:

А) малую потребляемую мощность;

Б) большую мощность, потребляемую цепями управления;

В) плохую гальваническую развязку цепей управления и сигнала;

Г) хорошую гальваническую развязку цепей управления и сигнала?

9.3. В каком режиме используются фотодиоды оптоэлектронной микросхемы типа К249КН1:

А) фотодиодном;

Б) фоторезистивном;

В) лавинном;

Г) режиме фотоЭДС?

9.4. Какие особенности имеют логические оптоэлектронные элементы:

А) плохую развязку цепей управления и сигнала;

Б) хорошую развязку цепей управления и сигнала;

В) малую мощность потребляемую цепями управления;

Г) существенную мощность потребляемую цепями управления?

9.5. От чего зависит длительность рабочего хода оптоэлектронного ГЛИН:

А) входного тока СИД;

Б) фотоЭДС р-и-перехода транзистора;

В) значения емкости;

Г) напряжения питания?

9.6. От чего зависит частота оптоэлектронного генератора с мостом Вина:

А) коэффициента усиления операционного усилителя;

Б) сопротивлений элементов цепи отрицательной обратной связи (ООС);

В) сопротивления фоторезисторов;

Г) емкостей полосовой фазирующей цепи?

9.7. Какой принцип реализуется при считывании информации с компакт-дисков:

А) аналоговой демодуляции;

Б) голографического считывания информации;

В) счета числа впадин и площадок дорожек компакт-диска;

Г) отражения лазерного луча от площадок, образующих дорожки?

9.8. Выберите элемент, который выполняет операцию ИЛИ (рис. 1).

9.9. Выберите элемент, который выполняет операцию И-НЕ (рис. 1).

9.10. Используя рис. 1, в выберите элемент, который выполняет операцию ИЛИ-НЕ.

Рис.1

Ответы