Солнечные фотоэлектрические установки с использованием наногетероструктурных преобразователей.
Солнечные фотоэлектрические установки с использованием наногетереструктурных преобразователей предназначены для выработки электроэнергии за счёт фотоэлектрического преобразования прямого солнечного излучения и имеют высокий КПД – до 37-45%.
Фрагмент поперечного сечения концентраторного фотоэлектрического модуля
Наногетероструктуры фотоэлектрических преобразователей
Описание:
Солнечные фотоэлектрические установки с использованием наногетероструктурных преобразователей предназначены для выработки электроэнергии за счёт фотоэлектрического преобразования прямого солнечного излучения.
Эффективность преобразования солнечной энергии в традиционных кремниевых солнечных батареях небольшая и составляет около 15-19%.
Солнечные фотоэлектрические установки с использованием наногетероструктурных преобразователей имеют высокий КПД – до 37-45%. Поэтому они являются дальнейшим развитием солнечной энергетики.
Солнечная фотоэлектрическая установка состоит из набора концентраторных фотоэлектрических модулей, расположенных ступенчатым образом на электронно-механической системе слежения за Солнцем, снабжённой датчиком положения Солнца.
Отдельный концентраторный фотоэлектрический модуль, из которых собирается установка, состоит из фронтальной концентраторной панели, представляющей собой матрицу из линз Френеля, и тыльной электрогенерирующей платы, на которой в фокусах линз расположены фотоэлектрические преобразователи, прикрытые элементами вторичной концентрирующей оптики.
Таким образом, солнечная фотоэлектрическая установка в своем составе использует:
– солнечные элементы нового поколения – каскадные фотоэлектрические преобразователи на основе наногетероструктур для фотоэлектрического преобразования концентрированного излучения с КПД до 37-45%.
Фотоэлектрические преобразователи изготавливаются из полупроводниковых (соединения А3В5) многослойных наногетероструктур с тремя-пятью каскадами фотоэлектрического преобразования, оптимизированными для эффективного преобразования различных участков солнечного спектра. Наногетероструктуры фотопреобразователей формируются с помощью газофазной эпитаксии из металлорганических соединений.
– фокусирующие системы – линзы Френеля и вторичная концентрирующая оптика (оптический КПД до 90%, кратность концентрирования до 1000 раз),
– высокоточные (+/- 0,1 угл. град) 2-х координатные системы слежения за Солнцем.
Модельный ряд солнечных фотоэлектрических установок представлен серией от 0,5 до 5 кВт. Данные установки могут быть снабжены инверторами, преобразующими постоянный ток в переменный, и системами накопления электроэнергии.
Преимущества:
– высокий КПД – до 37-45%.
– снижение плотности полупроводниковых фотоэлектрических преобразователей в 800-1000 раз пропорционально кратности концентрирования,
– увеличение в 2,5 раза по сравнению с традиционными солнечными батареями количества электроэнергии, вырабатываемой с единицы площади за счет большей эффективности фотоэлектрических преобразователей и слежения за Солнцем,
– срок службы более 25 лет.
Фрагмент поперечного сечения концентраторного фотоэлектрического модуля:
Наногетероструктуры фотоэлектрических преобразователей:
методические указания по расчету фотоэлектрических установок
условное обозначение фотоэлектрической установки
установка фотоэлектрического яркомера фея 2
фотоэлектрическая установка в сельском хозяйстве и их применение диссертации