Использования солнечной

Глубине, на которую еще проникают солнечные Лучи. Естественно, что для движения самолетов, судов, локомотивов и других крупных ТА, требующих ЭУ большой мощности, эти ЭУ неприменимы. Во всех случаях использования солнечных электрогенераторов в комплекте с ними должны работать электрохимические аккумуляторы для компенсации неравномерности поступления солнечной энергии.

«Горячий ящик» — простейшее устройство для использования солнечных лучей

В 1983 г. к.п.д. достиг 9,38 % для солнечного элемента на основе гетероперехода a-SiC/a-Si [15] и 11,1 % для структур с двойным гетеропереходом и-мк-Si/a-Si/ поли-Si (Учида и др.) (здесь мк-Si и поли-81-микро- и поликристаллический кремний соответственно). К.п.д. пригодных для практического использования солнечных батарей большой площади также возрос от 4 до 8 % [ 16-18].

Как отмечено выше, наиболее важной причиной размерного эффекта элемента является потеря мощности, обусловленная электрическим сопротивлением лицевого контакта. Проблема лицевого контакта должна решаться в случае использования солнечных элементов на основе a-Si со структурой стекло/ОИО (или SnCb)/? -i-n/металл в качестве источников силового питания, поскольку в этом случае требуются солнечные

Наиболее важной задачей практического использования солнечных элементов на основе a-Si : Н является увеличение их площади без снижения к.п.ц. Однако совершенство элемента определяется главным образом его размерами. В работе [27] предложен метод исследования зависимости Jsc и КЗ в солнечных элементах на основе a-Si на подложках из нержавеющей стали от их площади. Харуки и др. [50] провели такие исследования. Используя результаты этих исследований, они повысили совершенство солнечных элементов большой площади на основе a-Si:H.

В начале 1982 г. фирма "Sanyo" объявила о создании интегральных цветодатчиков на аморфном кремнии. Это достигалось путем прямого использования солнечных элементов в фотодатчиках.

В 1983 г. к.п.д. достиг 9,38 % для солнечного элемента на основе гетероперехода a-SiC/a-Si [15] и 11,1 % для структур с двойным гетеропереходом л-мк-Si/a-Si/ поли-Si (Учида и др.) (здесь мк-Si и поли-81-микро- и поликристаллический кремний соответственно). К.п.д. пригодных для практического использования солнечных батарей большой площади также возрос от 4 до 8 % [ 16-18].

Как отмечено выше, наиболее важной причиной размерного эффекта элемента является потеря мощности, обусловленная электрическим сопротивлением лицевого контакта. Проблема лицевого контакта должна решаться в случае использования солнечных элементов на основе a-Si со структурой стекло/ОНО (или SnCh)/? -/-и/металл в качестве источников силового питания, поскольку в этом случае требуются солнечные

Наиболее важной задачей практического использования солнечных элементов на основе a-Si : Н является увеличение их площади без снижения к.п.д. Однако совершенство элемента определяется главным образом его размерами. В работе [27] предложен метод исследования зависимости Jsc и КЗ в солнечных элементах на основе a-Si на подложках из нержавеющей стали от их площади. Харуки и др. [50] провели такие исследования. Используя результаты этих исследований, они повысили совершенство солнечных элементов большой площади на основе a-Si:H.

В начале 1982 г. фирма "Sanyo" объявила о создании интегральных цветодатчиков на аморфном кремнии. Это достигалось путем прямого использования солнечных элементов в фотодатчиках.

Одна из проблем использования солнечной энергии заключается в том, что наибольшее количество ее поступает летом, а наибольшее потребление энергии происходит зимой.

Большое внимание уделяется перспективе использования солнечной энергии в промежуточном процессе получения топлива. Так, энергия крупных солнечных станций может быть использована для синтеза топлива на основе углеводорода, например метанола из известняка и воды.

Солнечная энергия может непосредственно использоваться для нагрева воды в бытовых условиях, обогрева зданий и кондиционирования воздуха. Преимуществом использования солнечной энергии для этих целей является отсутствие какой-либо зависимости от размеров установки.

Большое внимание уделяется перспективе использования солнечной энергии в промежуточном процессе получения топлива. Так,

Однако генеральное решение проблемы обеспечения человечества достаточным количеством энергии многие специалисты видят не в СЭГ, а в овладении механизмом искусственного фотосинтеза. Даже физик-атомщик Ф. Жолио-Кюри считал, что не столько атомная энергия, сколько массовый синтез молекул, аналогичных хлорофиллу, произведет подлинный переворот в энергетике мира. «Но для этого, — пишет Н. Н. Семенов, — надо решить очень трудную научную задачу — найти пути проведения реакции фотосинтеза, т. е. получения органических соединений на базе С02 и воды под действием солнечной энергии вне организма. Безграничные запасы С02 содержатся в виде карбонатов. И если нам удастся решить указанную проблему, мы сможем всегда получить ежегодно количество органических продуктов в 60 раз больше, чем мы добываем сейчас подземных ископаемых. Вот главная цель решения проблемы использования солнечной энергии» [26].

Гелио- и ветроэнергетика крупных масштабов в принципе тоже возможна. В ряде стран, особенно бедных обычными энергоресурсами, составлены обширные и дорогостоящие программы использования солнечной энергии и энергии ветра до 2000 г., в которых предусматриваются и проекты мощных электростанций. Так, в США национальная организация по науке NSF определила следующие ассигнования (всего 67,5 млрд. долл.) на разработку солнечных ЭУ до 2000 г. (в млрд. долл.):

98. ГривичД., Флинн, П. Максимальный КПД превращения солнечной энергии с помощью квантовых процессов.— В кн.: Исследования в области использования солнечной энергии. М., ИЛ, 1957.

Но может возникнуть вопрос: а как обогревать котел ночью или в пасмурные дни? Действительно, аккумуляция и хранение — серьезные аспекты в техническом решении проблемы использования солнечной энергии. Труд-

Известны и другие направления использования солнечной энергии в крупных масштабах для производства электрической энергии. Одним из них является использование температурного градиента океана (см. гл. 6). Всем остальным направлениям присущ, по крайней

В гл. 6 рассматриваются более подробно вопросы использования солнечной энергии для получения теплоты. В данной главе остановимся только на системах, предназначенных для преобразования солнечной энергии в электрическую. Начнем поэтому с рассмотрения тех характеристик, которые являются наиболее важными при этих процессах, прежде всего — спектр солнечного излучения. На 5.6 показано, как распределена по длинам волн энергия солнечного излучения, падающего в единицу времени на единицу поверхности и приходящегося на единичный интервал длин волн. Спектр, измеренный на верхней границе земной атмосферы, очень хорошо совпадает со спектром излучения абсолютно черного тела при температуре 6000 К. Абсолютно черным телом называется физическое тело, которое излучает энергию во всем спектре и поглощает все падающее на него излучение независимо от длин волн. Таких тел в природе не существует, но существуют тела с очень близкими свойствами. Понятие абсолютно черного тела играет важную роль в физике. Так, решая задачу о распределении излучения абсолютно черного тела по длинам волн, Макс Планк впервые сформулировал принципы квантовой механики. В распределении солнечного излучения по длинам волн, измеренном вблизи поверхности Земли, имеются большие провалы, обусловленные поглощением излучения на отдельных частотах или в отдельных интервалах частот атмосферными газами — кислородом, озоном, двуокисью углерода — и парами воды.

Эффективность использования солнечной теплоты в значительной степени зависит от температуры, при которой она улавливается в коллекторах. Температура теплоносителя в домашних гелиосистемах редко превышает 100°С, поскольку коллекторы с автоматическим слежением за Солнцем, с помощью которых может обеспечиваться более высокая температура, очень дорогие. Для того чтобы рабочая температура теплоносителя находилась в диапазоне от 100 до 500 &С, нужно иметь гелиостаты, которые могли бы поворачиваться хотя бы вокруг одной оси, а также позволяли концентрировать солнечные лучи на теплопри-емнике. Эта задача могла бы решаться, например, с помощью продолговатых зеркал пара-болоцилиндрической формы, направляющих солнечные лучи на трубчатый коллектор, заполненный теплоносителем ( 6.21).