Во-первых, каковы преимущества и недостатки солнечных панелей?
Преимущества: отсутствие риска истощения ресурсов; безопасность и надежность, бесшумность, отсутствие выбросов загрязняющих веществ, абсолютная экологичность; отсутствие географических ограничений по распределению ресурсов, возможность использования преимуществ крыш зданий; например, в районах без электричества и в районах со сложным рельефом; отсутствие необходимости в топливе и возможности прокладки линий электропередачи для выработки электроэнергии на месте; высокое качество энергии; легко воспринимается пользователем; короткий срок строительства и короткое время получения энергии.
Недостатки: Производство солнечных панелей характеризуется высоким уровнем загрязнения и высоким энергопотреблением, а также низкой плотностью распределения излучаемой энергии, то есть они занимают огромную площадь; получаемая энергия зависит от погодных условий, таких как времена года, день и ночь, облачность или солнечная погода; в настоящее время по сравнению с тепловой энергетикой стоимость генератора будет высокой; процесс производства фотоэлектрических панелей не является экологически чистым.
2. Зачем использовать фотоэлектрические модули?
Фотоэлектрические материалы используют солнечную энергию, что позволяет значительно экономить энергию.
3. Каковы области применения солнечных батарей?
Солнечная батарея — это специальное устройство с полупроводниковым покрытием, способное преобразовывать солнечный свет, падающий на солнечную панель, в электрическую энергию, и её можно рассматривать как особый маломощный источник питания.
В настоящее время применение солнечных батарей не является чем-то новым. За рубежом часто проводятся специальные соревнования спортивных автомобилей, работающих на солнечных батареях. Скорость и дальность хода некоторых солнечных спортивных автомобилей сопоставимы со скоростью и дальностью хода лёгких мотоциклов.
За рубежом также предпринимались попытки использовать солнечные батареи в качестве источника энергии для летательных аппаратов, но они предъявляют относительно высокие требования к весу летательного аппарата. Это особые модели, похожие на летательные аппараты с ручным приводом, и в настоящее время их широкое применение невозможно.
Солнечные батареи также используются для накопления энергии в системах освещения зданий, но их стоимость слишком высока, поэтому они больше не применяются в густонаселенных районах с благоприятными условиями.
Применение солнечных батарей в Китае относительно редкое явление. Несколько лет назад на Западном озере в городе Ханчжоу курсировал небольшой круизный лайнер, верхняя часть которого была покрыта солнечными панелями, способными обеспечивать энергией батареи и двигатели в солнечные дни.
Преподаватель из Нанкинского авиационного колледжа также использовал его позапрошлом году, прикрепив к велосипеду крышу и используя солнечные батареи для питания двигателя. Возможно, это самый первый солнечный электровелосипед в Китае.
Из-за высокой стоимости солнечных батарей, необходимости в большой площади и достаточном количестве солнечного света для их применения, а также слишком низкой мощности для энергоснабжения транспортных средств, практическое применение в автомобиле весьма ограничено.
Ввиду высокой стоимости солнечных батарей и необходимости использования солнечного света в практических приложениях часто требуется их применение в сочетании с батареями, и это наиболее эффективно в условиях слабого тока.
Хотя в энергетическом применении солнечных батарей в машиностроении мало надежды, по личному мнению автора, солнечные батареи могут быть разработаны и применены во многих особых случаях.
1. В качестве специального источника питания для зарядки используется для беспилотных метеостанций на островах или в высоких горах. Этот метод аналогичен связи искусственных спутников, и его долговременная стабильность, разумеется, не вызывает сомнений.
2. В качестве специального источника питания для зарядки, прикрепите его к полупроводниковому радиоприемнику и слушайте радио в солнечную погоду. Это очень практично для бедных и отдаленных районов, где движение транспорта затруднено круглый год.
3. В качестве специального источника питания прикрепите его к устройству для зарядки или мобильному телефону; это позволит медленно заряжать аккумулятор и значительно продлить срок его службы. Этот способ не слишком сложен, похож на использование калькулятора.
4. Для часов или настенных часов, которые используют всего одну батарейку в течение нескольких месяцев, лучше всего прикрепить небольшой солнечный аккумулятор в качестве специального источника питания для зарядки, чтобы полностью избежать хлопот, связанных с заменой батареек.
Указанные выше методы несложны, но после многих лет ожидания подобного продукта так и не появилось; модифицировать саму магнитолу можно, но другие, более сложные, требуют больше усилий. Лучше надеяться, что производитель все-таки выпустит продукт на рынок.
Область применения солнечных элементов очень широка.
Можно разделить на следующие категории:
1. Электроэнергия: мощные системы выработки электроэнергии, бытовые системы выработки электроэнергии и т. д.
2. Связь: беспроводная передача энергии, беспроводная связь и т. д.
3. Товары бытовой электроники: компьютеры, часы, электрические игрушки, радиоприемники и т. д.
4. Транспорт: автомобили, корабли, светофоры, дорожное освещение, маяки и т. д.
5. Сельское хозяйство: водяные насосы, орошение и т. д.
6. Прочее: вакцины, хранящиеся в холодильнике, выпечка чая, электроэнергия в школах и т. д.
С стремительным развитием электронных технологий различные электронные изделия также меняются с каждым днем. Среди них коммуникационные и информационные продукты стали незаменимыми предметами повседневного обихода, такими как мобильные телефоны, портативные компьютеры и персональные цифровые помощники (PDA) и т. д. Для работы этим электронным устройствам необходим источник питания. Я думаю, многие люди сталкивались с проблемой бесполезности из-за разряженной батареи, и эта проблема скоро останется в прошлом после появления одежды на солнечных батареях.
4. Классификация и характеристики фотоэлектрических модулей
Фотоэлектрические модули в основном включают в себя распределительные коробки и преобразователи переменного тока в постоянный.
5. Каковы преимущества монокристаллического кремния, поликристаллического кремния и тонких пленок в фотоэлектрической промышленности?
Сравнение показателей эффективности фотоэлектрических элементов по типу технологии: элемент из кристаллического кремния, тонкопленочный элемент, монокристаллический кремний, поликристаллический кремний, аморфный кремний, теллурид кадмия, медь, индий, галлий, селен, GaAs. Эффективность фотоэлектрического преобразования элемента: 16~17% 14~15% 6~7% 8~10% 10~11% 18~22%. Эффективность фотоэлектрического модуля: 13~15% 12~14% 6~7% 8~10% 10~11% 18~22%. Площадь светового потока м2/кВтп. 7 8 15 11 10 4. Высокое энергопотребление при производстве: высокое, низкое, низкое, низкое, высокое. Высокая себестоимость производства: высокая, низкая, низкая, средняя, высокая. Среднее, высокое. Обилие ресурсов: среднее, среднее, богатое, плохое, плохое, плохое. Институт Лангхоффа, США, корпорация USSC, Национальная лаборатория возобновляемой энергии США, Япония, Германия. Элементы из кристаллического кремния, включая монокристаллический и поликристаллический кремний. Благодаря доступности в природе, технологиям плавки и современной химической промышленности, а также уровню развития электронной промышленности, фотоэлектрические элементы стали основной технологией на современном рынке, занимая 90% рынка в 2007 году. Монокристаллические кремниевые батареи в настоящее время являются наиболее зрелыми и широко используемыми. Однако из-за серьезного энергопотребления с 1998 года поликристаллический кремний (теоретическая эффективность фотоэлектрического преобразования составляет около 18%) постепенно стал основным материалом на рынке. Тонкопленочные батареи изготавливаются из очень тонких фоточувствительных материалов, которые наносятся или покрываются на дешевые стеклянные, нержавеющие или пластиковые подложки. Техническая стоимость ниже, чем у кристаллического кремния, и в настоящее время нет явных преимуществ в эффективности преобразования. Однако ожидается, что в будущем они будут быстро развиваться и станут важным направлением рынка. Тонкопленочные солнечные элементы из аморфного кремния обладают низкой стоимостью, малым весом, высокой эффективностью преобразования и удобны для массового производства, поэтому они имеют большой потенциал. Однако из-за снижения эффективности фотоэлектрического преобразования, вызванного используемым материалом, стабильность таких элементов невысока, что напрямую влияет на их практическое применение. Если удастся решить проблемы стабильности и коэффициента преобразования, то крупногабаритные солнечные элементы на основе аморфного кремния, несомненно, станут одним из основных перспективных продуктов в области солнечных элементов.
Дата публикации: 22 сентября 2023 г.