Проект модели «Солнечная батарея» | Социальная сеть работников образования
1. Введение.
В работе рассматриваются преимущества и недостатки современных и
разрабатываемых комплексов добычи энергии , выбирается наиболее
совершенный тип двигателя с точки зрения экономичности и
экологической чистоты, а также собирается модель солнечной батареи.
Актуальность:
В связи с ухудшением экологической обстановки в мире, нас заинтересовал вопрос: « Можно ли уменьшить отрицательное воздействие автомобиля на окружающую среду, путём замены бензинового двигателя более экологичным типом двигателя?».
Ежегодно человечество потребляет огромное количество
электроэнергии, а именно 20,1 трлн кВт/ч. Чаще всего, для получения
электроэнергии используются ГЭС и АЭС, но это отрицательно
сказывается на экологии. За последнее десятилетие появились
альтернативные источники энергии, которые распространены не так
широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за
выгодности их использования и, как правило, низкого риска
причинения вреда окружающей среде. Например, ветряные
электростанции, которые питаются кинетической энергией ветра,
геотермальные станции, которые питаются тепловой энергией горячих
источников планеты, а также солнечные электростанции, питающиеся
электромагнитными излучениями Солнца. Человечество вплотную
подошло к решению мировых экологических проблем, путем внедрения
альтернативных источников энергии.
Цель работы: показать преимущества альтернативного способа добычи
энергии, путем применения солнечной батареи, не имеющей
отрицательного влияния на окружающую среду и выбрать более экологичный тип двигателя для автомобиля.
Задачи:
1. Изучить различные источники информации по добычи энергии
традиционным и альтернативным путем.
2. Изучить материалы по новым способам добычи энергии путем
использования природных ресурсов, например, воды, солнечного
света, ветра и т.п.
3. Обобщить, проанализировать изученные материалы.
4. Выявить достоинства и недостатки по каждому виду источников.
Этапы деятельности:
1. Сбор информации из различных источников литературы и интернет-
ресурсов.
2. Анализ собранного материала.
3. Обобщение и выводы.
4. Разработка презентации и сообщения.
5. Демонстрация проекта на городском конкурсе проектов технического
моделирования и конструирования «От идеи до воплощения».
6. Выступление в детских объединениях и мероприятиях.
Солнечная энергия — огромный, неисчерпаемый и чистый ресурс
Солнечная выработка электроэнергии представляет собой чистую альтернативу электроэнергии из добываемого топлива, без загрязнения воздуха и воды, отсутствием глобального загрязнения окружающей среды и без каких-либо угроз для нашего общественного здравоохранения. Всего 18 солнечных дней на Земле содержит такое же количество энергии, какая хранится во всех запасах планеты угля, нефти и природного газа. За пределами атмосферы, солнечная энергия содержит около 1300 ватт на квадратный метр. После того, как она достигнет атмосферы, около одной трети этого света отражается обратно в космос, в то время как остальные продолжают следовать к поверхности Земли.
Усредненные по всей поверхности планеты, квадратный метр собирает 4,2 киловатт-часов энергии каждый день, или приблизительный энергетический эквивалент почти барреля нефти в год. Пустыни, с очень сухим воздухом и небольшим количеством облачности, могут получить более чем 6 киловатт-часов в день на квадратный метр в среднем в течение года.
Преобразование солнечной энергии в электричество
Фотоэлектрические (PV) панели и концентрация солнечной энергии (CSP) объектов захвата солнечного света могут превратить его в полезную электроэнергию. Крыши PV панели делают солнечную энергию жизнеспособной практически в каждой части Соединенных Штатов. В солнечных местах, таких как Лос-Анджелес или Феникс, система 5 киловатт производит в среднем 7000 до 8000 киловатт-часов в год, что примерно эквивалентно использованию электроэнергии типичного домохозяйства США.
В 2015 году почти 800 000 фотоэлектрических систем были установлены на крышах домов по всей территории Соединенных Штатов. Крупномасштабные PV проекты используют фотоэлектрические панели для преобразования солнечного света в электричество. Эти проекты часто имеют выходы в диапазоне сотен мегаватт, а это миллионы солнечных панелей, установленных на большой площади земли.
Как работают панели солнечных батарей
Солнечные фотоэлектрические (PV) панели на основе высокой, но удивительно простой технологии, которая преобразует солнечный свет непосредственно в электричество.
В 1839 году французский ученый Эдмонд Беккерель обнаружил, что некоторые материалы будут испускать искры электричества при ударе с солнечным светом. Исследователи обнаружили, что в ближайшее время это свойство, называемое фотоэлектрический эффект, может быть использовано; первая фотоэлектрическая (PV) ячейка изготовлена была из селена в конце 1800-х годов. В 1950 году ученые в Bell Labs пересматривали технологии и, используя кремний, произведенный в фотоэлементы, смогли преобразовать энергию солнечного света непосредственно в электричество.
Компоненты PV ячейки
Наиболее важными компонентами PV ячейки являются два слоя полупроводникового материала, обычно состоящего из кристаллов кремния. Сам по себе кристаллизирующийся кремний является не очень хорошим проводником электричества, поэтому в него намеренно добавляют примеси — процесс, называемый допинг-этап.
Нижний слой из фотоэлементов обычно состоит из легированного борома, который в связке с кремнием создает положительный заряд (p), в то время как верхний слой, легированный фосфором, взаимодействуя с кремнием — отрицательный заряд (n).
Лишние электроны из n-слоя могут покидать свои атомы, тогда как p-слой эти электроны захватывает. Лучи света «выбивают» электроны из атомов n-слоя, после чего они летят в p-слой занимать пустующие места. Таким способом электроны бегут по кругу, выходя из p-слоя, проходя через нагрузку и возвращаясь в n-слой.
беспилотные самолеты на солнечной энергии
Каждая ячейка генерирует очень мало энергии (несколько ватт), поэтому они сгруппированы в виде модулей или панелей. Панели затем либо используются как отдельные единицы или сгруппированы в более крупные массивы.
Переход к электрической системе с большим количеством солнечной энергии дает много преимуществ.
Стоимость солнечных батарей быстро уменьшается (в 1970 году -1кВт-ч электроэнергии, вырабатываемой с их помощью стоил 60 долларов, в 1980 году – 1доллар, сейчас -20-30 центов). Благодаря этому спрос на солнечные батареи растет на 25% в год, а ежегодный объем от продаваемых батарей превышает (по мощности) 40мВт. КПД солнечных батарей, достигавший в середине 70-х годов в лабораторных условиях 18%, составляет в настоящее время 28,5% для элементов из кристаллического кремния и 35% — из двухслойных пластин из арсенида галлия и антимода галлия. Разработаны многообещающие элементы из тонкопленочных (толщиной 1-2мкм) полупроводниковых материалов: хотя их КПД низок (не выше 16%), стоимость очень мала (не более 10% от стоимости современных солнечных батарей). В скором времени ученые предполагают, что стоимость 1кВт-ч будет равна 10 центам, что поставит солнечную энергетику на первые места в энергетической независимости многих стран.
Перовскит «удешевит» солнечную энергию
Еще в 2013 году новость разнеслась по просторам сети: минерал перовскит произведет революцию в солнечной энергетике. Применение вместо кремния перовскита позволит снизить стоимость производства электроэнергии при помощи солнечных батарей. Перовскит (титанат кальция) был обнаружен в начале 19 века в Уральских горах, назван в честь Л.А. Перовского (известного любителя минералов). Как компонент фотоэлемента начал использоваться в 2009 году.
Батареи покрываются инновационным недорогим фотоэлементом, основное достоинство которого в том, что он может конвертировать в энергию намного большее количество частей солнечного света. Перовскиты представляют собой кристаллическую структуру, которая позволяет с максимальной эффективностью впитывать солнечный свет. По предварительным оценкам использование батарей на основе перовскита может снизить стоимость киловатта энергии в семь раз.
«Главное преимущество новых фотоэлементов заключается не столько в эффективности, сколько в том, что материал чертовски дешев. Батареи на основе перовскита, в которых не используется кремний, могут сделать солнечную энергетику по-настоящему массовой».
Солнечная энергия для ЦОД
10 % всей производимой в мире электроэнергии потребляют серверные фермы. Так как энергоэффективные сети и возобновляемые источники энергии сейчас внедряются во всех отраслях, ЦОД не остались в стороне. Негативное влияние серверных ферм на окружающую среду давно уже на устах экологов. Поэтому владельцы дата-центров стремятся к снижению негативного воздействия своих ЦОД, прибегая к передовым энергосберегающим и «зеленым» технологиям выработки электроэнергии, сюда можно отнести фрикулинг, системы локальных генерирующих мощностей на базе возобновляемых источников энергии.
Как выход — солнечная электростанция рядом с серверной фермой, в тех странах, где это позволяют климатические условия. Она идеальна для серверных ферм, которые развернуты в тропиках или субтропиках. Ведь использование солнечных панелей на крыше ЦОД, кроме того что предоставит «зеленую энергию», так еще и поможет уменьшить тепловую нагрузку на здание, так как создаваемая ими тень минимизирует количество поглощаемого крышей тепла. Гелиоэлектростанция снизит общий негативный эффект дата-центра на экологию, и повысит надежность ЦОД расположенных в регионах, где наблюдаются перебои в работе центральной электросети.
крупная электростанция на базе возобновляемых источников энергии рядом с дата-центром Apple в городе Мейден, штат Северная Каролина (США)
Switch совместно с энергетической компанией Nevada Power начала сооружение рядом с Лас-Вегасом солнечной станции Switch Station мощностью 100 МВт. В американских СМИ компанию Switch называют «возмутителям спокойствия» на рынке коммерческих ЦОД, это один из крупнейших игроков, данной отрасли. Компания занимается сооружением и поддержкой datacenter facilities – зданий и и инженерной инфраструктуры без собственно вычислительной аппаратуры, ее основная модель взаимодействия с клиентами – colocation.
крупнейшая в мире гелиотермальная электростанция Айванпа мощностью 400 МВт
В 2015 году США и Япония начали разрабатывать новый механизм электроснабжения ЦОД за счет солнечной энергии. Проект предполагает исследование новых возможностей «… использования связки генерирующих мощностей на базе солнечной энергии и систем класса HVDC (высокое напряжение постоянного тока), применяемых для распределения генерируемой солнечными батареями электроэнергии на уровне ЦОД». Такое комбинирование HVDC и солнечных панелей даст возможность развернуть единую систему резервного электропитания на базе аккумуляторных батарей, при этом можно будет экономить на капитальных и эксплуатационных расходах.
Интересно
Немецкий архитектор Андре Броезель из компании Rawlemon создал солнечую батарею в форме движущего стеклянного шара. Он называет его генератором нового поколения, который будет ловить максимальное количество лучей, так как он оснащен системой отслеживания перемещения солнца и датчиками смены погоды, а это на 35 % эффективней в сравнении с стандартными солнечными батареями.
Японская энергетическая компания Shimizu Corporation в 2015 году обьявила о своем намерение построить крупную солнечную электростанцию на естественном спутнике нашей планеты — Луне. Электростанция в виде колец с солнечными батареями будет опоясывать Луну по примеру планеты Сатурн и передавать энергию на Землю. От такой солнечной станции Shimizu Corporation ожидает 13 тысяч тераватт энергии/ год. Еще не известна стоимость и дата начала такого космического строительства.
В институте прогрессивной архитектуры в Каталонии разработали солнечную панель, которая может функционировать на растениях, мхе и почве. Плюсом такой технологии является отказ от опасных токсичных материалов и тяжелых металлов в производстве солнечных панелей. Тут используются специальные бактерии в крохотных топливных ячейках, размещенных в земле под корнями растений. Бактерии нужны для выработки дешевой энергии в мини-батареях. Растения будут обеспечивать жизненный цикл бактерий, а вода служить в качестве подпитки для всей системы. Такая инновационная система может работать на территориях, где солнечного света не так уж и много, если заменить растения мхом, так как он может расти в тени.
Солнечная батарея – использование в быту (макет дома)
Идея создания данного проекта пришла ко мне не случайно. Мой дядя недавно побывал в Израиле, где люди повсеместно используют солнечную энергию для бытовых нужд (освещение, обогрев домов, воды и т. д.). Эта тема меня очень заинтересовала, и я решил больше узнать об этом и попробовал создать макет дома, освещаемого с помощью солнечной батареи (или солнечного модуля).
Солнечная батарея — бытовой термин, используемый в разговорной речи или не научной прессе. Обычно под термином “солнечная батарея” подразумевается несколько объединённых фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток.
История создания солнечной батареи
Еще в древности люди начали задумываться о возможностях применения солнечной энергии. Согласно легенде, великий греческий ученый Архимед сжег неприятельский флот, осадивший его родной город Сиракузы, с помощью системы зажигательных зеркал. Доподлинно известно, что около 3000 лет назад султанский дворец в Турции отапливался водой, нагретой солнечной энергией. Древние жители Африки, Азии и Средиземноморья получали поваренную соль, выпаривая морскую воду. Однако больше всего людей привлекали опыты с зеркалами и увеличительными стеклами. Настоящий “солнечный бум” начался в XVIII столетии, когда наука, освобожденная от пут религиозных суеверий, пошла вперед семимильными шагами. Первые солнечные нагреватели появились во Франции. Естествоиспытатель Ж. Бюффон создал большое вогнутое зеркало, которое фокусировало в одной точке отраженные солнечные лучи. Это зеркало было способно в ясный день быстро воспламенить сухое дерево на расстоянии 68 метров. Вскоре после этого шведский ученый Н. Соссюр построил первый водонагреватель. Это был всего лишь деревянный ящик со стеклянной крышкой, однако вода, налитая в немудреное приспособление, нагревалась солнцем до 88°С. В 1774 году великий французский ученый А. Лавуазье впервые применил линзы для концентрации тепловой энергии солнца. Вскоре в Англии отшлифовали большое двояковыпуклое стекло, расплавлявшее чугун за три секунды и гранит – за минуту.
Первые солнечные батареи, способные преобразовывать солнечную энергию в механическую, были построены опять–таки во Франции. В конце XIX века на Всемирной выставке в Париже изобретатель О. Мушо демонстрировал инсолятор – аппарат, который при помощи зеркала фокусировал лучи на паровом котле. Котел приводил в действие печатную машину, печатавшую по 500 оттисков газеты в час. Через несколько лет в США построили подобный аппарат мощностью в 15 лошадиных сил.
Преимущества солнечной батареи
Одно из главных достоинств солнечной энергии – ее экологическая чистота. Правда, соединения кремния могут наносить небольшой вред окружающей среде, однако по сравнению с последствиями сжигания природного топлива такой ущерб – капля в море.
Полупроводниковые солнечные батареи имеют очень важное достоинство – долговечность. Притом, что уход за ними не требует от персонала особенно больших знаний. Вследствие этого солнечные батареи становятся все более популярными в промышленности и быту.
Несколько квадратных метров солнечных батарей вполне могут решить все энергетические проблемы небольшой деревушки. В странах с большим количеством солнечных дней – южной части США, Испании, Индии, Саудовской Аравии и прочих – давно уже действуют солнечные электростанции. Некоторые из них достигают довольно внушительной мощности.
Сегодня уже разрабатываются проекты строительства солнечных электростанций за пределами атмосферы – там, где солнечные лучи не теряют своей энергии. Уловленное на земной орбите излучение предлагается переводить в другой тип энергии – микроволны – и затем уже отправлять на Землю. Все это заучит фантастично, однако современная технология позволяет осуществить такой проект в самом близком будущем.
Солнечная энергетика открыта уже довольно давно. Но ее долго не рассматривали в качестве крупного источника энергии из–за дороговизны производства. Время шло, и технологии развивались. Солнечные панели подешевели и стали серьезным источником энергии. В прошлом году во всем мире суммарная мощность солнечных электростанций превысила 20 гигаватт! И этот показатель с начала нынешнего века удваивается каждые три года. В стороне только Россия (а зря, ведь плата за электроэнергию в стране велика).
Недостатки солнечной батареи
• Зависимость от погоды и времени суток.
• Как следствие необходимость аккумуляции энергии.
• Высокая стоимость конструкции.
• Необходимость постоянной очистки отражающей поверхности от пыли.
• Нагрев атмосферы над электростанцией.
Где производят солнечные панели?
В наше время тема развития альтернативных способов получения энергии как нельзя более актуальна. Традиционные источники стремительно иссякают и уже через каких–нибудь пятьдесят лет могут быть исчерпаны. И уже сейчас энергетические ресурсы довольно дороги и в значительной мере влияют на экономику многих государств.
Всё это заставляет жителей нашей планеты искать новые способы получения энергии. И одним из наиболее перспективных направлений является получение солнечной энергии. И это вполне естественно. Ведь именно Солнце даёт жизнь нашей планете и обеспечивает нас теплом и светом. Солнце обогревает все уголки Земли, управляет реками и ветром. Его лучи выращивают не менее одного квадриллиона тонн всевозможных растений, которые, в свою очередь, являются пищей для животных.
Производство солнечных панелей растет бешеными темпами, стараясь поспеть за стремительно растущим спросом. Причем одновременно растет спрос и для промышленных электростанций и для бытового потребления.
Лидером в производстве солнечных панелей является Китай. Здесь производят почти треть (29%) от общемировой продукции. При этом большая часть уходит на экспорт – в США и Европу. Примечательно, что американцы, являясь крупнейшим потребителем, производят лишь 6% от всех солнечных панелей, предпочитая инвестировать в перспективные крупные заводы в Китае.
Ненамного от Китая отстают Япония и Германия, которые производят соответственно 22% и 20% от общемировой продукции. Еще одним лидером является Тайвань – 11% рынка. Все остальные страны производят значительно меньшее количество солнечных панелей.
Создание дома
Идея использования солнечных батарей для нужд людей, так привлекла меня, что я решил смастерить макет дома из картона, освещаемого светодиодом, который питается от солнечной батареи. Для этого я собрал соответствующую схему электрической цепи. Для возможности использования освещения в пасмурную погоду и в ночное время, в цепь, возможно, подключить аккумуляторную батарею.
ВЫВОД
Использование электроэнергии от солнечных батарей выгодно не только из–за дешевизны, но и тем, что они не вредят окружающей среде. Но Россия и в частности Башкирия имеет мало солнечных дней в году. Поэтому для большей пользы природе и экономики актуально использовать комбинированные источники энергии, то есть солнечную энергию, сегодня следует рассматривать как дополнение к топливным, гидравлическим и ядерным энергоресурсом. Моей мечтой является создание мегаполиса, получаемого питание только от солнечной энергии. Через космическую станцию, направляющую лучи солнца в определенную точку на Земле.
Выполнил:
ученик МОУ СОШ №88
г. Уфы, Республики Башкортостан
Иванов Николай
Руководитель:
Учитель физики Лебединцева Татьяна Юрьевна
Проект по технологии по теме: Проект по технологии:»Сумка-зарядник на солнечных батареях»
Областной слет-конкурс «Юные конструкторы Дона — третьему тысячелетию»
Секция «Энергетика и энергосберегающие технологии»
Сумка — зарядник на солнечных батареях
Автор:
Бестаев Владислав Игоревич,
Руководитель:
Зубкова Светлана Анатольевна
педагог дополнительного образования
I категории
2013 год
Аннотация
Мобильный телефон удобен всем, независимо от возраста, общественного положения, рода деятельности. Мало у кого работа или бизнес не связаны с телефонными переговорами. И когда вполне исправный, с положительным балансом «мобильный друг» замолкает всего лишь по причине разряженного аккумулятора, мы испытываем дискомфортное чувство изоляции от окружающего мира. Как будто выпадаем из потока жизни. Невозможно найти нужного человека, быстро решить возникшую проблему. И так как очень часто такое случается в дороге, вдали от доступной электрической сети возникла идея сделать сумку — зарядник, используя альтернативный источник энергии — солнечные батареи.
Цель проекта:
- Изучение средств и способов для применения альтернативных источников электрической энергии в технике и промышленности;
- Развитие интереса к электротехнике, умение пользоваться технической литературой;
- Углубление и расширение полученных знаний;
- Создание условий для развития личности ребенка, повышение у детей интеллектуального уровня.
Солнечная батарея (модуль, панель) представляет собой фотоэлектрический генератор, принцип действия которого основан на физическом свойстве полупроводников: фотоны света выбивают электроны из внешней оболочки атомов. При замыкании цепи возникает электрический ток. Впервые фотогальванический эффект наблюдал в 1839 году французский физик Антуан Анри Беккерель, однако первый прототип солнечной батареи сделал в 1883 году американский изобретатель Чарльз Фриттс. Устройство первой солнечной батареи представляло из себя полупроводник покрытый сверхтонким слоем золота. Эффективность батареи была около 1%.
В 1888 году Александр Столетов создал первый в мире фотоэлектрический элемент. А в 1905 году Альберт Эйнштейн в своей работе объяснил явление фотоэлектрического эффекта, за что был удостоен Нобелевской премии по физике в 1921 году. В 1946 году солнечная батарея современного вида была запатентована Расселом Олом (Russell Ohl).
Современные высокоэффективные солнечные батареи на кристаллическом кремнии были созданы инженерами Дэрил Чапин (Daryl Chapin), Кельвином Соулзером Фуллером (Calvin Souther Fuller) и Геральдом Пирсоном (Gerald Pearson) в 1954 году. С помощью наиболее распространённых солнечных батарей можно преобразовать эту энергию в электричество с КПД 9-14%. В 2007 году появилась информация, об изобретении российскими учёными (г. Дубна) элементов с КПД 54%. И теперь солнечная батарея начала свое победное шествие по миру.
И это вполне закономерно, ведь каждый день на земную поверхность поступает огромное количество энергии, неисчерпаемым источником которой является солнце.
Энергия Солнца является источником жизни на нашей планете. Солнце нагревает атмосферу и поверхность Земли. Благодаря солнечной энергии дуют ветры, осуществляется круговорот воды в природе, развиваются растения, животные Природа научилась использовать солнечную энергию и в нашем современном мире все уже пришли к пониманию того, что на нефти и газе долго цивилизация не проживет. Следовательно, надо переходить на другие экологически безопасные источники, а именно солнце.
Солнечные зарядники весьма универсальны. Но такие готовые устройства стоят недешёво. К тому же достать их непросто. Между тем собрать собственное зарядное устройство на основе солнечной батареи оказалось не только познавательно, но и выгодно по материальным затратам. В собственный зарядник внесены те конструктивные особенности, которые не реализованы в коммерческих устройствах, но необходимы.
Солнечную батарею собрали с напряжением 7,5 вольта, способную обеспечить зарядку сотового телефона в течение светового дня. Выходная мощность — 500 Милливатт. Для получения необходимых параметров по току и напряжению солнечные элементы соединены в цепи последовательно. При изготовлении солнечной батареи учитывался тот факт, что не всегда существуют стандартные условия освещенности, а поэтому солнечная батарея составлена с запасом по напряжению, так как именно ток в первую очередь зависит от интенсивности потока света.
Данная сумка универсальна и служит для питания широкого круга потребителей в «полевых условиях» (разные телефоны, фотоаппарат, фонарик, радио) с напряжением 5-6 вольт, благодаря встроенному в сумку гнезда для USB и наличие комплекта переходников.
При выборе аккумулятора учитывались следующие критерии:
- стойкость к циклическому режиму работы;
- низкий саморазряд аккумулятора;
- не критичность к нарушению условий зарядки и разрядки;
- малый вес, компактность, экономия денежных средств.
Поэтому в данной работе решено использовать два аккумулятора от сотовых телефонов емкостью700 миллиампер в час. С целью получения требуемого рабочего напряжения 7,2 вольта, аккумуляторные батареи соединены последовательно. Получаемая электрическая энергия накапливается в аккумуляторах, а затем отдается в нагрузку.
Женская сумка – бермудский треугольник. Эту проблему решили, сделав освещение сумки при ее открывании. В цепь установлен геркон -магнитоуправляемый контакт, включающий светодиоды при открывании.
Схема зарядного устройства на солнечных батареях выглядит так:
Аккумулятор GB1 подсоединяются к соответствующим контактам солнечных батарей SC1 — SC4. Аккумулятор соединен с солнечными батареями через диод Шоттки VD1, так как он пропускает электрический ток лишь в одном направлении, не допуская тем самым разряда аккумулятора через солнечную батарею. Любой диод оказывает электрическому току определенное сопротивление и как следствие понижается напряжение ,но диод Шоттки имеет минимальное сопротивление и «заимствует»всего около 0.5 вольта. Для понижения напряжения до 5-6 вольта включили два диода VD2-VD3, после которых подключен разъем USB. Для подсветки сумки использовали три последовательно соединенных светодиода HL1 — HL3, подключенные через магнитоуправляемый контакт-геркон, который включает светодиоды при открывании сумки.
Сумка отличается, на мой взгляд, современным дизайном, габаритными размерами, не плохим качеством изготовления. Конструкция батареи простая. Под фотопластинами проложен текстолит для дополнительной механической защиты. Герметичность фотоэлементов создает проклеенный валик из кожезаменителя.
Сумка экологична, безопасна для здоровья. Идеально дополнит образ и обеспечит бесперебойную работу мобильных устройств и другой мелкой техники.
Литература
- Л. Н. Ашарин «Надежность солнечных батарей» // Электротехника. 1967.№ 8. С. 25—32
- . А.Я.Глиберман, А.К.Зайцева «Кремниевые солнечные батареи» Госэнергоатомиздат, 1961
- А. М. Васильев, А. П. Ландсман «Полупроводниковые фотопреобразователи» M.: Сов. радио, 1971. 248 с.
- А. П. Кашкаров «Ветрогенераторы, солнечные батареи и другие полезные конструкции»
- Т. Баерс, «Двадцать конструкций с солнечными элементами»
- Журнал «САМ» №5 — 2010 г. – «Ветряки + энергия Солнца, Земли»
Интернет ресурсы
- www. EnergyFuture.ru›sun1
- www . electrik.info.ru› Cтатьи› «Электротехнические новинки»
- www. MobiPower.ru› Собираем зарядник на солнечных батареях
- www. ckit.ru›detektor/sun.htm
- www. prorab.com›energy/alternative/search
Солнечные батареи – актуальность нашего времени
Содержание статьи
Вступление
Солнечные батареи — одно из гениальных изобретений человека, которое с каждым днем набирает свою популярность и актуальность, и разумеется, неспроста. Природные ресурсы истощаются и это является хорошим стимулом для человека.
Конструкция
Солнечные батареи состоят из нескольких фотоэлементов, соединённых между собой, которые преобразуют солнечную энергию в электрический ток, благодаря фотоэлектрическому эффекту. В состав соленых панелей входит кремний, что и повышает существенно стоимость оборудования. В качестве защиты, панели закрывают стеклом, который обеспечивает безопасность хрупкой конструкции. А для того, чтобы приобретённая энергия накапливалась впрок, необходимы аккумуляторы накопительные. Если у вас в планах покупка оборудования для солнечных панелей или отдельных комплектующих, таких как аккумуляторные батареи, перейдя по ссылке, вы сможете ознакомится с ассортиментом зарекомендовавшего себя производителя.
Плюсы и минусы солнечных батарей
Стоит, пожалуй, начать с того, какие же все-таки преимущества и какие недостатки имеются у солнечных панелей.
Плюсы | Минусы |
| ♥ Гениально простая конструкция панелей, отсутствие подвижных частей, что обеспечивает надежность и стабильную работу. ♥ Солнечные панели не сложные в монтаже и не требуют постоянного обслуживания, лишь время от времени. ♥ Моментальное преобразование солнечной энергии в электрическую. ♥ Солнечные батареи работают целый световой день и даже в пасмурную погоду, разумеется, правда — в пасмурную погоду эффективность производства электроэнергии несколько снижается. ♥ Солнечные панели имеют огромный срок службы счет, которого измеряется десятилетиями. ♥ Экологически чистая электроэнергия, что является крайне актуальным для современного мира. | ♥ Высокая стоимость оборудования, не доступна, к сожалению, простому смертному 🙂 ♥ В некоторых регионах выработка электроэнергии очень мала, и обеспечить дом электричеством невозможно по причине малой длительности светового дня, погодных условий или расположения местности. |
Актуальность использования
Энергию солнечных батарей можно использовать как для освещения дома, так и для отопления, для подзарядки бытовой техники, электротранспорта. Так же панели могут обеспечить электричеством целые поселки, благодаря специально оборудованным станциям. К сожалению, отопить дома, которые находятся в северных регионах не представляется возможным, хотя возможно в качестве экономии чередовать газовое или печное отопление с солнечным. Солнечная энергия экологически чистая и стоит копейки, что обеспечивает окупаемость оборудования. Разумеется, перед установкой, стоит учитывать множество фактов и самый важный из которых, регион проживания и погодные условия в нем. Установив солнечные батареи, можно не зависеть от государства в смысле получения своей электроэнергии и даже отопления.
На этом все, желаю вам хорошо настроения и удачных покупок.
До встречи!
mysmartbuy.ru
Доклад на тему «Солнецные батареи»
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ КАМЧАТСКОГО КРАЯ Краевое государственное профессиональное образовательное бюджетное учреждение «КАМЧАТСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ» | |
ДОКЛАД | |
на тему: Солнечные батареи | |
Подготовила | |
Студентка группы КС-215 | |
Колоскова Е.А. | |
г. Вилючинск — 2017 | |
Солнечная батарея — несколько объединённых фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток, в отличие от солнечных коллекторов, производящих нагрев материала-теплоносителя.
История
Первые прототипы солнечных батарей были созданы итальянским фотохимиком армянского происхождения Джакомо Луиджи Чамичаном.
25 апреля 1954 года, специалисты компании Bell Laboratories заявили о создании первых солнечных батарей на основе кремния для получения электрического тока. Это открытие было произведено тремя сотрудниками компании — Кельвином Соулзером Фуллером (Calvin Souther Fuller), Дэрилом Чапин (Daryl Chapin) и Геральдом Пирсоном (Gerald Pearson). Уже через 4 года, 17 марта 1958 года, в США был запущен спутник с использованием солнечных батарей — Авангард-1. 15 мая 1958 года в СССР также был запущен спутник с использованием солнечных батарей — Спутник-3.
Использование:
Портативная электроника
Для обеспечения электричеством и/или подзарядки аккумуляторов различной бытовой электроники — калькуляторов, плееров, фонариков и т.п.
Электромобили (Для их подзарядки)
Авиация
Одним из проектов по созданию самолета, использующего исключительно энергию солнца, является Solar Impulse.
Энергообеспечение зданий
Солнечные батареи крупного размера, как и солнечные коллекторы, широко используются в тропических и субтропических регионах с большим количеством солнечных дней. Особенно популярны в странах Средиземноморья, где их помещают на крышах домов.
Новые дома Испании с марта 2007 года оборудованы солнечными водонагревателями, чтобы самостоятельно обеспечивать от 30 % до 70 % потребностей в горячей воде, в зависимости от места расположения дома и ожидаемого потребления воды. Нежилые здания (торговые центры, госпитали и т. д.) должны иметь фотоэлектрическое оборудование.
В настоящее время переход на солнечные батареи вызывает много критики среди людей. Это обусловлено повышением цен на электроэнергию, загромождением природного ландшафта. Противники перехода на солнечные батареи критикуют такой переход, т.к. владельцы домов и земельных участков, на которых установлены солнечные батареи и ветровые электростанции, получают субсидии от государства, а обычные квартиросъемщики – нет. В связи с этим Федеральное министерство экономики Германии разработало законопроект который позволит в ближайшем будущем ввести льготы для арендаторов, проживающих в домах, которые обеспечиваются энергией, поступающей от фотовольтаических установок или блочных тепловых электростанций. Наряду с выплатой субсидий владельцам домов, которые используют альтернативные источники энергии, планируется выплачивать дотации проживающим в этих домах квартиросъемщикам.
Дорожное покрытие
В 2014 году в Нидерландах открылась первая в мире велодорожка из солнечных батарей.
В 2016 году министр экологии и энергетики Франции Сеголян Руаяль заявила о планах построить 1000 км автодорог со встроенными ударо- и термостойкими солнечными панелями. Предполагается что 1 км такой дороги сможет обеспечивать электроэнергетические потребности 5000 людей (без учета отопления).
В феврале 2017 года в нормандской деревне французским правительством была открыта дорога из солнечных батарей. Километровый участок дороги оборудован 2880 солнечными панелями. Такое дорожное покрытие обеспечит электроэнергией уличные фонари деревни Tourouvre-au-Perche. Панели каждый год будут вырабатывать 280 мегаватт электроэнергии. Строительство отрезка дороги обошлось в 5 миллионов евро.
Использование в космосе
Солнечные батареи — один из основных способов получения электрической энергии на космических аппаратах: они работают долгое время без расхода каких-либо материалов, и в то же время являются экологически безопасными, в отличие от ядерных и радиоизотопных источников энергии.
Однако при полётах на большом удалении от Солнца (за орбитой Марса) их использование становится проблематичным, так как поток солнечной энергии обратно пропорционален квадрату расстояния от Солнца. При полётах же к Венере и Меркурию, напротив, мощность солнечных батарей значительно возрастает (в районе Венеры в 2 раза, в районе Меркурия в 6 раз).
Использование в медицине
Южнокорейские ученые разработали подкожную солнечную батарею. Миниатюрный источник энергии может быть вживлен под кожу человека с целью бесперебойного обеспечения работы приборов, имплантированных в тело, например, кардиостимулятора. Такая батарея в 15 раз тоньше волоса и может заряжаться, если даже на кожу наносится солнцезащитное средство.
Недостатки солнечной электроэнергетики:
Необходимость использования больших площадей;
Солнечная электростанция не работает ночью и недостаточно эффективно работает в вечерних сумерках, в то время как пик электропотребления приходится именно на вечерние часы;
Несмотря на экологическую чистоту получаемой энергии, сами фотоэлементы содержат ядовитые вещества, например, свинец, кадмий, галлий, мышьяк и т. д.
Солнечные электростанции подвергаются критике из-за высоких издержек.
Из-за своей низкой эффективности, которая в лучшем случае достигает 20 процентов, солнечные батареи сильно нагреваются. Остальные 80 процентов энергии солнечного света нагревают солнечные батареи до средней температуры порядка 55 °C. С увеличением температуры фотогальванического элемента на 1°, его эффективность падает на 0,5 %. Эта зависимость не линейна и повышение температуры элемента на 10° приводит к снижению эффективности почти в два раза. Активные элементы систем охлаждения (вентиляторы или насосы) перекачивающие хладагент, потребляют значительное количество энергии, требуют периодического обслуживания и снижают надёжность всей системы. Пассивные системы охлаждения обладают очень низкой производительностью и не могут справиться с задачей охлаждения солнечных батарей.