Конструкции установок и технологические схемы устройств для преобразования энергии солнечного излучения Кирилюк А. И. , Мирский С. , Смирнов Ф. Д. , Шафиков Г. А. , Щербина М. Д.
Две основных схемы преобразования солнечной энергии Фотоэлектрические преобразователи Получение электроэнергии при помощи фотоэлемнтов Солнечные коллекторы Получение тепловой энергии при помощи поглощающих поверхностей
Фотоэлектрические преобразователи (ФЭП) Для преобразования солнечного излучения в электрический ток используются солнечные элементы – фотодиоды, работа которых основана на фотовольтаическом эффекте. ν е е е P е е е е U е N е е
Фотоэлектрические преобразователи (ФЭП)
Фотоэлектрические преобразователи (ФЭП) Солнечные элементы объединяют в модули и батареи. Для обеспечения бесперебойного снабжения электричеством потребителей устанавливаются системы аккумуляции выработанной энергии.
Фотоэлектрические преобразователи (ФЭП) • Эффективность преобразования в наиболее распространенных солнечных батареях: 9 - 24%. Солнечная электростанция Солнечные батареи на МКС
Фотоэлектрические преобразователи (ФЭП) Фотоэлектрические преобразователи подразделяются на три поколения, в зависимости от используемых материалов, конструкции и способа производства. 1 -е поколение ФЕП на основе кристаллических пластин • • • 2 -е поколение ФЕП на основе тонких пленок 3 -е поколение ФЕП на основе дешевых материалов • • Монокристаллический кремний Поликристаллический кремний Арсенид галлия • • • Аморфный кремний Кремний на стекле Теллурид кадмия Органические Неорганические
Солнечные коллекторы преобразуют энергию солнечного излучения в тепло, которое может быть использовано в бытовых и промышленных нуждах или для производства электроэнергии. ν Т ~
Солнечные коллекторы Одна из наиболее распространенных областей применения солнечной энергии – нагрев воды. Здесь представлена последовательность приемников солнечного излучения в порядке возрастания эффективности и стоимости.
Пассивные системы отопления Энергия солнца может быть использована для обогрева зданий в зимнее время года. В высоких широтах в зимнее время года пассивные системы отопления могут работать как нагреватели воздуха. В летнее время они могут затеняться козырьком крыши.
Опреснение воды Наиболее простое устройство для опреснения воды – солнечный дистиллятор -бассейн. Он состоит из неглубокого бассейна с черными стенками и дном, накрытого прозрачной паронепроницаемой наклонной крышкой. Поток солнечной энергии нагревает воду, часть которой испаряется. Пар конденсируется на крышке, и сконденсированная влага стекает в приемный желоб.
Солнечные пруды В солнечный пруд заливается несколько слоев воды различной степени солености, причем наиболее соленый слой располагается на дне. Солнечное излучение поглощается дном водоема. Соленый придонный слой обладает большей плотностью, чем расположенные над ним, что предотвращает естественную конвекцию. Таким образом в придонном слое может быть достигнута температура до 100°С.
Параболические концентраторы Концентраторы имеют форму параболоида вращения. Такая форма на практике позволяет достигать температур до 3000 К. При использовании для производства электроэнергии генератор может быть установлен непосредственно за приемником излучения.
Параболоцилиндрическилические концентраторы Такой концентратор представляет собой параболическое зеркало с приемником, расположенным вдоль его оси. Обладает меньшим коэффициентом концентрации по сравнению с параболическим концентратором. Возможно достижение температур до 700°С.
Солнечные башни Для концентрации излучения используются расположенные на большой площади следящие за Солнцем зеркала, отражающие солнечные лучи на центральный приемник, помещенный на вершине башни.
Спасибо за внимание.
Скачать презентацию Конструкции установок и технологические схемы устройств для преобразования
Солнечные батареи. Тысячи их!.pptx