Презентация «СЭС». Технологии получения электрической энергии за счет солнечной энергии онлайн

Содержание слайда: «СЭС»

Содержание слайда: Технологии получения электрической энергии за счет солнечной энергии: 1. Посредством промежуточного теплового процесса – с помощью термодинамических солнечных станций 2. Напрямую — с помощью фотоэлектрических преобразователей.

Содержание слайда: По способу производства тепла По способу производства тепла термодинамические СЭС используют: - солнечные концентраторы; - солнечные пруды. Основные способы концентрации СЭ на теплоприемник: рассредоточенные теплоприемники: тарельчатые СЭС и СЭС с параболоцилиндрическими концентраторами; центральный теплоприемник – башенные СЭС

Содержание слайда: Упрощенная технологическая схема башенной солнечной электростанции 2) с аккумулирующей системой

Содержание слайда: Особенности использования концентраторов: Концентраторы необходимо непрерывно ориентировать на Солнце (системы слежения: одноосные, двухосные) Высокая стоимость конструкции. Необходима постоянная очистка поверхности. Способны нагревать теплоноситель до высоких температур.

Содержание слайда:

Содержание слайда:  Характеристики солнечных тепловых электростанций

Содержание слайда: Основные недостатки термодинамических СЭС с концентраторами высокая стоимость конструкции; необходимость постоянной очистки отражающих поверхностей от пыли; работа только в светлое время суток, а следовательно, потребность в аккумулирующих системах; большие энергозатраты на привод системы слежения за ходом Солнца.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Структура солнечного элемента

Содержание слайда: Ширина запрещенной зоны S для различных полупроводниковых элементов

Содержание слайда:

Содержание слайда: Полоса поглощения и эффективность СЭ Полоса поглощения характеризует предельную энергию фотонов света, которая используется для получения фототока. Полоса поглощения СЭ зависит: от основного материала СЭ; количества и толщины слоев полупроводника; их расположения по отношению к падающему СИ; лигирующих материалов и т.д.

Содержание слайда: Электрическая схема замещения СЭ

Содержание слайда: Вольт-амперная характеристика СЭ

Содержание слайда: Энергетические характеристики СЭ

Содержание слайда: Основные влияющие факторы на эффективность СЭ:

Содержание слайда: Влияние интенсивности СИ на энергетические характеристики СЭ при t0С=const

Содержание слайда: max СЭ из разных материалов при изменении T0C

Содержание слайда: Классификация технологий СЭ

Содержание слайда: Изменения «доли» технологий 1 и 2 поколения различных типов ФЭП и прогноз до 2020 г [Historical data (until2009) based onNavigant Consulting based on EPIA analysis]

Содержание слайда: КПД разных солнечных элементов, полученные в лабораторных условиях [Joar Johansaon. Modelling and simulation of CIGS solar cell modules.Master thesis. 2007]

Содержание слайда: ФЭП первого поколения Более 80% СЭ, изготавливаемых по всему миру состоят из полупроводникового материала кремния (Si)

Содержание слайда:

Содержание слайда: Сравнение разных технологий использования полупроводникового материала кремния

Содержание слайда: Повышение КПД кремниевых фотоэлементов возможно за счет: - концентраций легирующих добавок с обеих сторон p-n соединения; - чистоты полупроводника (до 99,99%); - пассивация поверхности, улавливание света; - контакты, занимающие меньше освещаемой площади; - сложные антиотражающие покрытия.

Содержание слайда: Преимущества и недостатки СЭ из арсенида галлия (GaAs) GaAs популярен для космических применений Преимущества: высокий уровень светопоглощения; Выше КПД, чем у кристаллического кремния (около 25 – 30 %) высокая жаропрочность делает его лучшим для концентраторных систем, в которых температура ФЭП очень высокая. Основной недостаток Дорогая монокристаллическая подложка, на которой GaAs растет (Используется в концентраторных системах, где необходима лишь малая часть GaAs).

Содержание слайда: ФЭП второго поколения на основе тонких пленок Технология: слой полупроводникового материала нанесен на дешевый вспомогательный слой (стекло, металл, полимерная пленка).

Содержание слайда: Сравнение материалов СЭ на основе тонких пленок

Содержание слайда: Случаи, когда применение фотоэлектрических преобразователей на основе тонкопленочных солнечных элементов обосновано: В регионах, где преобладает пасмурная погода. Модули, выполненные по тонкопленочной технологии, лучше поглощают рассеянный свет. В странах с жарким климатом. При высокой температуре тонкопленочные солнечные батареи показывают большую эффективность. Есть необходимость монтирования панелей в здание либо требуется их использование в качестве дизайнерских задумок или конструкторских решений, например, для отделки фасада. Потребность в модулях с частичной прозрачностью до 20%.

Содержание слайда: Слой фотоэлемента наносится на поверхность стеклянной трубки, которая помещается в еще одну такую же трубку с электрическими контактами. Слой фотоэлемента наносится на поверхность стеклянной трубки, которая помещается в еще одну такую же трубку с электрическими контактами. В качестве полупроводников для элементов используют медь, галлий, селен и индий.

Содержание слайда: ФЭП третьего поколения на основе полимеров В настоящее время основная часть проектов в области ФЭП третьего поколения находится в стадии исследования. Полимерные ФЭП имеют на сегодняшний день КПД всего 5-6%. В качестве светопоглощающих материалов используются органические полупроводники: полифенилен, углеродные фуллерены, фталоцианин меди и другие. Толщина пленок составляет 100 нм. Главные достоинства фотоэлементов из полимеров: Низкая стоимость производства. Легкость и доступность. Отсутствие вредного воздействия на окружающую среду. Применяются полимерные батареи в областях, где наибольшее значение имеет механическая эластичность и экологичность утилизации.

Содержание слайда: Многослойные (каскадные) СЭ Трехпереходные и четырехпереходные СЭ Рекордное КПД около 45% (компания Sharp)

Содержание слайда:

Содержание слайда: Качество солнечных элементов Категория A первая категория качества не допускает никаких, даже самых незначительных дефектов. Категория B вторая категория качества, элементы данной категории всегда имеют визуальные внешние дефекты (разные цвета и оттенки элементов, пятна на элементах). Категория C элементы считаются непригодными для использования в солнечных модулях , имеют сколы, микротрещины, визуальные внешние дефекты, аналогичные категории В.

Содержание слайда: Контроль качества солнечных элементов Контроль качества солнечных элементов осуществляется: по визуальному контролю; тестированию на деградацию солнечных элементов. Методика тестирования (PID test) на деградацию: http://www.pi-berlin.com/images/pdf/investorsday/2011/6-PID-Tests.pdf). Тест проводится в течение 48 часов при температуре 85 градусов, влажности 85 % и потенциале солнечных элементов относительно заземленной рамы солнечной панели, равным 1000 Вольт. Результаты теста старения: категория A —снижение мощности элементов составляет не более 5%, т.е. элементы продолжают выдавать более 95% от своего номинала; категория B —снижение мощности элементов составляет не более 30%, т.е. элементы продолжают выдавать более 70% от своего номинала; категория C —снижение мощности элементов составляет более 30%, т.е. элементы продолжают выдавать менее 70% от своего номинала.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Основные пути развития технологий СЭ: - снижении стоимости кремниевых СФЭУ ; - внедрение тонкопленочных СФЭУ; повышение КПД СФЭУ; интеграция СФЭУ в строящиеся здания.