ОСНОВЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ И ЭНЕРГОАУДИТА

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ

В фотоэлектрических установках осуществляется непосредственное преобразование солнечного излучения в электрическую энергию. Достига­ется это путем реализации фотоэффекта физического явления, состоящего в возникновении ЭДС в полупроводниковом материале при попадании на него электромагнитного излучения - световых лучей и инфракрасных лу­чей в ближней к световым лучам области спектра. Устройства, где проис­ходит фотоэффект, называются фотоэлектропреобразователями (ФЭП). ФЭП изготовляется из полупроводниковых материалов, обладающих р - и n-проводимостью. Основными полупроводниковыми материалами для ФЭП является кремний и германий. В чистом виде это диэлектрики, но при добавке некоторых примесей они становятся полупроводниками р - и n - типа. В последнее время для производства ФЭП начинают использовать и другие полупроводники - арсенид галлия и антимонид галлия. ФЭП с эти­ми полупроводниками выполняются двухслойными. В наружном, арсени - до-галлиевом, слое преобразуется в электричество видимый свет, а в анти - монидно-галлиевом - инфракрасное излучение, поэтому КПД выше, чем у кремниевых и германиевых [9].

Конструкция ФЭП изготавливается в виде тонкопленочных элементов (при толщине слоя полупроводника 50 мкм) и состоит из двух пластинок: кремния n-типа и кремния р-типа, которые закрыты с облучаемой стороны пленкой диоксида кремния. С противоположной стороны к полупроводни­ковым пластинам присоединены электроды. Элементы ФЭП соединяются в стандартные модули, из которых удобно монтировать солнечные батареи любой мощности и конфигурации. Солнечные батареи отличаются высокой надежностью и стабильностью, они не имеют движущихся деталей, срок их службы практически не ограничен. Их масса мала, а обслуживание отлича­ется простотой [9].

Совокупность таких преимуществ делает ФЭП весьма привлекатель­ными для их применения в энергетике. К недостаткам солнечных батарей обычно относят их низкий КПД и высокую стоимость. Высокая стоимость производимой солнечными батареями электроэнергии действительно су­щественно превышает стоимость электричества, вырабатываемого на тра­диционных энергоустановках. Но этот недостаток не всегда является опре­деляющим. Например, для энергоснабжения объектов, находящихся вдали от источников традиционных энергоресурсов (в том числе, в космосе), аль­тернативы солнечным батареям нет [9].