Күн батареясының әлемдегі өндірісі
жүктеу/скачать 0,77 Mb.
|
|
Күн батареясының әлемдегі өндірісі Күн батареясы, фотоэлектрлік генератор — Күн сәулесінің энергиясын электр энергиясына айналдыратын шала өткізгішті фотоэлектрлік түрлендіргіштен (ФЭТ) тұратын ток көзі. Көптеген тізбектей-параллель қосылған ФЭТ-тер Күн батареясын қажетті кернеу және ток күшімен қамтамасыз етеді. Жеке ФЭТ-тің электр қозғаушы күші 0.5 — 0.55 В және ол оның ауданына тәуелді емес; 1 см2 ауданға келетін қысқа түйықталу тогының шамасы 35 — 40 мА. Күн батареясындағы ток шамасы оның жарықтану жағдайына байланысты, күн сәулелері Күн батареясы бетіне перпендикуляр түскенде ол ең үлкен мәніне (максимумына) жетеді. Қазіргі Күн батареясының ПӘК 8-10%, олай болса 1 м2 ауданға (ғарыш аппаратының Күннен қашықтығы 150 млн. болған кезде) келетін қуат ~130 Вт-қа тең. Температура жоғарылаған сайын (25oС-ден жоғары) ФЭТ-тегі кернеудің төмендеуіне байланысты Күн батареясының ПӘК кемиді. Күн батареясының жиынтық қуаты ондаған тіпті жүздеген кВт-қа жетеді. Күн батареясы ғарыш кемелері мен аппараттарында энергиямен жабдықтау жүйесіндегі негізгі электр энергиясының көзі ретінде қолданылады. Күн батареясы сондай-ақ, тұрмыс пен техникада қолданылатын көптеген бұйымдарды (калькулятор, қол сағаты, т.б.) токпен қоректендіру көзі болып табылады. Күн батареясы және оның нақты мүмкіндіктері Күн батареяларының өнімділігі неге төмен екенін білесіздер ме? Себебі олар жылу энергиясын жоғалтып, қоршаған ортаға оны, өзі үшін пайда жасамай, береді. Жылу энергиясын «жоғалтпай», оны адамның пайдасына жарату үшін қандай бір шешім табылуы керек. Стэнфорд университетінің бір топ ғалымдары, күн энергиясын электроэнергияға жарататын құрылғының жаңа типін қоғам көпшілігінің назарына ұсынды. Жаңа күн түрлендіргішінің прототипі былай жұмыс істейді: күн сәулесі электрондарды қоздырады, ал, жылу бұл электрондардар вакуум арқылы басқа электродқа секіріп шығуына итермейледі. Сөйтіп, электроқуат пайда болады. Конструкция, сондай-ақ, артық жылуды бу қозғалтқышына жібереді де, күн энергиясының 50% электроқуатқа жаратады. Мұндай көрсеткіштіер, қазірде қолданып жүрген, күн батареялардың көрсеткшінен екі есе артық. Кремний күн батареяларының басым бөлігі, батареяға түсіп тұратын, күн сәулесінің 20 пайызын ғана электроқуатқа жаратады. Күн энергиясын пайдаланудың мұндай тиімсізділігін оңай түсіндіруге болады. Батареяның белсенді элементтері тек белгілі бір алабтың күн спектрін сезеді. Фотондардың бұл алабқа сәйкес келмегендігі, электроэнергиясының емес, жылу энергиясының пайда болуына ықпал етеді. Сөйтіп, потенциалды энергияның көбі текке кетеді. Қисынсыз шығындарды болдырмау үшін, күн энергиясының бірнеше спектрін пайдаға жарата алатын құрылғыны жасап көруге болады. Нақты шешім – бұл көпқабатты күн батареяларын ойлап табу. Мұндай батареялармен күн энергиясының 40 пайызын түрлендіруге болады. Бірақ, шынына келетін болсақ, мұндай қондырғылар, кәдімгілерге қарағанда, едәуір қымбат болмақ. Жылу және күн энергиясының түрлендіру принциптері әртүрлі, сондықтан олар бір мезетте электроқуатқа айналмайды. Неғұрлым температура жоғары болса, соғұрлым жылу энергиясының түрлендірілуі тиімді болады. Ал, жоғары температуралар күн батареяларын құртып тастайды. Үнемі қатарлас жүретін, бұл электроқуат көздерінің пайдасын бір мезетте іске жарату үшін, Стенфорд университетінің зерттеушілері термоэмиссиялық түрлендіргішіне назарын аударды. Оның жұмысы термоэлектрондық эмиссияның әсерінде негізделеді. Қондырғының құрамында, шағын аралықпен бөлінген, екі электрод бар. Катод жылынғанда (жиі жағдайда катодты цезийден жасайды) оның электрондары қоздырылады да, бос кеңістікті «секіріп өтіп» анодқа «секіріп шығады». Нәтижесінде, сыртқы тізбегінде электрикалық тоқ пайда болады. Мұндай түрлендіру жоғары температураларда орын алады. Цезийдің әсерінен. Стенфорд тобы катодты жасау үшін, цезийді емес, тек жылумен ғана емес, жарықпен де жұмыс жасайтын, жартылай өткізгіш материалдан шығарылған тілімшені пайдаланды. Осының арқасында, түрлендіруге әкеле алатын, температуралар біршама төмендеді. Прототиптен өнеркәсіптік үлгісіне дейін жету үшін құрылғы ұзақ жол өту керек екенін, жоба авторлары жақсы түсінеді. Бірақ, қазірдің өзінде мұндай батареялардың болашағы бар деуге болады. Қазіргі таңда күн батареялары жақсы қарқынды даму үстінде. 2009 жылы күн батареяларысын өндіруші кәсіпорындардың алға қойған мақсаты лидерді қуып жету болды, ол кезде басты лидер Германия еді, әлем нарығының 36 %-ын алды, одан кейін АҚШ (16 %) және Испания (9 %). Германия 1 гигаватқа жуық күн энергиясын өндірді, бұл энергия қалалар мен ауылдарды қамтамасыз етті. Суретте 2009 жылдың күн батарея өндірісі: Бірақ уақыт өте келе неміс менеджерларының келеңсіз стратегияларының арқасынды олар өздеріне конкурент тапты –ол Қытай. Неміс компанияларының банкротқа түсуі Қытай елін біршама қуантты. Соңғы жылда 4 ірі компаниялар өздерін банкротқа түскенін пайымдады. Бұл жағдай, әрине, Қытай еліне үлкен талпыныс әкеліп, жоғары көтерілуіне көмек болды және қазіргі таңда Қытай елі әлемдегі күн батареясы өндірісінде бірінші орында ешқімге бермес. Тіпті Қытай өнімі Германияда 50 % арзан сатылуда.мысал үшін, күн батареясы Германияда $ 800 болса, Қытайда $ 500 болады (екеуінің техникалық сипаттамалары бірдей). жүктеу/скачать 0,77 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|