Применение солнечных батарей: 23 сферы применения солнечных батарей — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Содержание

Применение солнечных батарей

Областей применения солнечных батарей становится все больше с каждым днем. Эти устройства с успехом проявляют себя в сфере промышленности, сельского хозяйства, военно-космических отраслях и даже в быту. Чтобы понять, насколько обширно использование солнечных батарей, давайте совершим небольшое виртуальное турне по нашему необъятному миру.

Там, куда электричество никак не дойдет

К сожалению, линии электропередач, опутавшие большую часть нашей планеты, всё ещё не могут добраться в самые труднодоступные уголки, которые подключать к ресурсам электростанций оказывается дороже, чем установить солнечную батарею, преобразующую в электроэнергию обычный дневной свет.

Солнечные батареи обеспечивают электроэнергией прибайкальскую метеостанцию на склонах Хамар-Дабан

Как Вы думаете решают вопрос отсутствия электроэнергии в некоторых отрезанных от цивилизации домах? Устанавливать электростанцию на жидком или твердом топливе оказывается дороже и ущербнее для окружающей экологии, чем использовать солнечные батареи.

Чаще всего ими укрывают крыши домов, так что в солнечный день они вырабатывают электричество, которого достаточно и для освещения и работы бытовых устройств. А специальный проект в Испании оказался ещё успешнее. Из экономических соображений ряд современных домов был оборудован солнечными батареями, энергия которых используется для нагрева воды. Оказавшись отключенными от электричества, дефицит горячей воды и проблема с отоплением им не грозит.

Дом с солнечными батареями на крыше не подвержен перепадам в электросети

Что интересно, такими панелями можно оборудовать практически любой дом, например, дачу или домик в деревне, к которой не подведен «свет». Дабы удостовериться в этом, специалисты сайта www.sun-battery.biz провели эксперимент, в котором водрузили солнечную батарею «AP-640» (кстати, купить её может каждый желающий) на крышу одного из домов. Результат — автономное освещение внутри и работа нескольких электрозависимых устройств (телевизор, холодильник и т.

п.).

Солнечные батареи AP-640 решают проблему электроснабжения домов

Аргументов в пользу солнечных электростанций не счесть, но основным из них является экологичность. Примером, где отсутствие вредных выбросов солнечными батареями в окружающую среду сделало их альтернативой традиционными источникам электроэнергии, стала солнечная электростанция, расположенная недалеко от испанского местечка Севильи. Солнечные батареи водрузили на башню, на которую направили зеркала, отражающие и фокусирующие свет. Довольными остались около 10 тысяч близлежащих домохозяйств, которые снабжаются электроэнергией, преобразованной из света от солнца.

Самая крупная солнечная электростанция в Испании имеет мощность в 20 мегаватт

Солнечные батареи оказались практически единственным источником электроэнергии за пределами Земли. Ими оснащаются все космические аппараты. Когда Солнце освещает их, они вырабатывают электроэнергию, которая аккумулируется бортовыми батареями и используется для питания оборудования в тех местах, где свет недосягаем. В отличие от атомных электрогенераторов они не выделяют вредных веществ.

Солнечные батареи обеспечивают электроэнергией МКС

Солнечные батареи нашли применение и в наземном транспорте. Не так давно компания Toyota стартовала продажи своей модели Prius, оборудованной гибридным двигателем. На крыше автомобиля нового поколения располагаются солнечные батареи, от которых тот при внезапно закончившемся топливе сможет проехать ещё километров 5.

Автомобиль на солнечных батареях экологически безопасен и беспрецедентно экономичен

Солнечные батареи для бытовых нужд

Встретить солнечные батареи в рознице по разумной цене становится всё проще. На глаза они попадаются, как в виде отдельных, работающих в качестве резервного источника питания устройств, так и встраиваются в различные приборы. Например, многие помнят, как в нашу жизнь вторглись калькуляторы, практически сразу получившие небольшие панели, позволяющие им работать без батареек, лишь попав на свет.

Калькулятор на солнечных батареях может работать всегда и везде, где есть свет

Разработчики устройств, которые могут работать от альтернативных источников электроэнергии пошли ещё дальше. На свет появились аккумуляторные фонарики, которые днем можно зарядить, просто положив встроенной солнечной батареей на свет, а в темное время суток пользоваться как обычно. Получается, по сути, универсальный спутник для путешествий, способный придти на помощь там, куда не добрался электрический ток. Не менее интересным оказался проект корейской компании Samsung, представившей на свет свой недорогой мобильник E1107 Crest Solar, задняя стенка которого получила небольшую солнечную панель, которой достаточно, чтобы пополнять заряд аккумулятора без подключения к сети. При положительном балансе на счету и в зоне действия операторов без связи с этим телефоном остаться просто невозможно.

Мобильный телефон Samsung E1107 Crest Solar оснащен солнечными батареями

Впрочем, если ваш мобильный телефон, смартфон, ноутбук или другое устройство не получило от производителя альтернативного зарядника на солнечных батареях, Вы всегда можете восполнить этот недостаток.

Как раз для таких случаев продаются внешние солнечные панели, многие из которых могут накапливать электроэнергию во встроенных или входящих в комплект поставки аккумуляторах, а затем отдавать её подключаемым девайсам.

Внешняя солнечная батарея для питания мобильных телефонов и других компактных устройств

А как часто вам приходилось скучать во время загородного отдыха или туристического похода без музыки или света в палатке, выбросив батарейки, которые исчерпали свой электрический заряд? Конечно, карманные солнечные батареи вряд ли помогут в этом, но вот более крупные модели вполне. Такими переносными солнечными электростанциями очень часто оснащаются походные сумки и рюкзаки, а стоят они ненамного дороже обычных моделей, без которых не обходится ни один туристический поход.

Производство и применение солнечных батарей

Основная идея солнечных батарей

Принцип действия солнечной батареи заключается в прямом преобразовании света от Солнца в электрический ток. И при этом происходит генерация постоянного тока. Эта энергия может быть использована напрямую разными нагрузками постоянного тока или может запасаться в аккумуляторных батареях для использования в будущем при необходимости. Использование солнечных батарей – отличная бизнес-идея. Но к сожалению, в России солнечная энергетика практически не развита из-за отсутствия политики поддержки в этой области. И поэтому большое количество крыш и других открытых солнцу территорий не приносят электричества и прибыли. Заняться освоением данной сферы – выгодное решение.

В первую очередь, нужно связаться с владельцами и лицами, которые заинтересованы в получении дополнительной прибыли с арендуемых крыш и других подходящих поверхностей.

Хозяевам предоставляется специально разработанный бизнес план с полным расчётом всех расходов на монтаж солнечных батарей и прибыли, получаемой в форме электроэнергии.

В бизнес-плане стоит учитывать также расчёты солнечной активности, скорости ветра, метеорологической ситуации региона. Риск такого бизнеса совсем мал.

Солнечная энергетика будет успешной, потому что зависит только от активности солнца, которого на ближайшие годы уж точно хватит. В будущем можно рассчитывать и на поддержку со стороны государства, потому что солнечная энергетика – эта отрасль будущего. Альтернативные источники энергии пользуются все большей популярностью, они незаменимы в частных домах, на тех объектах, где часто происходят сбои в поставке электрической энергии. Надежное, качественное и проверенное временем оборудование даст возможность производить солнечные батареи и расширить возможности и горизонты для своего бизнеса.

Производство солнечных батарей

На сегодня есть несколько основных технологий производства солнечных батарей, которые основаны на применении какого-либо материала при создании пластины. Базируется это на разном поглощении различными материалами солнечного излучения.

Наибольшей популярностью среди используемых материалов пользуются поли- и монокристаллический кремний, CdTe, GaAs, аморфный кремний и другие. В зависимости от выбранного материала используется определенная технология, отличающаяся стадиями производства и комплексом оборудования.

Чаще всего как сырье применяется поли- и монокристаллический кремний. КПД пластин из данного материала колеблется в диапазоне от 12 до 19%. Данные пластины довольно хрупкие, им необходима дополнительная защита, но они намного дешевле, чем пластины из других материалов. Тонкопленочная технология базируется на применении таких материалов: GaAs, аморфный кремний и CdTe. КПД этих пластин тоже не выше 20%, хотя в будущем есть планы повышения его до 22%. В зависимости от подложки, которая используется, эти батареи могут гнуться, герметичны, устойчивы к механическим воздействиям. Но и их стоимость превышает стоимость кремниевых систем.

Сегодня производство солнечных батарей в масштабе промышленности наиболее рентабельно осуществлять по кремниевой технологии, эта технология производства – самая изученная и дающая самый большой выход. Цепочка производства на основе мультикристаллического кремния включает в себя такие стадии:

Подготовка пластины из кремния, очистка и промывка ее после резки;
Структурирование всей поверхности пластины, создание топологии на поверхности, ее травление;

Нанесение фосфора, легирование;
Вжигание, диффузия фосфора;
Создание P-n-перехода, изолирование, удаление лишних слоев;
Нанесение антиотражающего слоя;
Металлизация;
Сушка;
Создание контактов на лицевой стороне пластины;
Выравнивание пластины;
Проверка и тестирование.

Применение солнечных батарей

С недавнего времени солнечные батареи пользуются популярностью во всем мире. Применение солнечных батарей в микроэлектронике: (как зарядное устройство) для обеспечения электричеством аккумуляторов разной бытовой электроники — плееров, калькуляторов, фонариков и других, для подзарядки электромобилей. Например в автомобиле Skoda Superb в одной из комплектаций можно установить солнечную батарею на крышу автомобиля — и тогда в жаркие дни, салон автомобиля будет проветриваться встроенным вентилятором, работающим от этой батареии, пока автомобиль находится на стоянке. Применение солнечных батарей для энергообеспечения зданий – большие батареи работают как солнечные коллекторы, особенно популярны в субтропических и тропических регионах с большим числом солнечных дней.

Пользуются большим спросом в Средиземноморских странах, там их размещают на крышах домов. Очень много применяют солнечные батареи на крышах домов в Турции. Новые здания Испании оборудованы солнечными водонагревателями. Применение солнечных батарей в космосе: является один из главных способов получения электроэнергии на космических аппаратах, они длительное время работают без расхода материалов, и при этом экологически безопасные.

Солнечные батареи в России

В России солнечные батареи уже не новинка, существуют заводы по их производству в Москве, Краснодаре, Зеленограде, Новочебоксарске и Брянске. Их используют как в электронике, так и в быту и других сфера жизнедеятельности. Но они всё ещё слабодоступны из-за высокой стоимости: базовый элемент солнечной батареи – это дорогой монокристаллический кремний, и поэтому цена киловатт-часа этой электроэнергии больше, чем полученной из каких-либо других источников.

Производство солнечных батарей — видео

Производство солнечных батарей

В этом видео показан технологический процесс производства и сборки солнечных батарей

7 Использование солнечной энергии

12 июля 2018 г.

Наше Солнце является источником всей жизни на Земле, и солнечная энергия полезна для нас по-разному. Солнце создает два основных типа энергии — свет и тепло, которые мы можем использовать для многих видов деятельности, начиная от фотосинтеза в растениях и заканчивая выработкой электроэнергии с помощью фотогальванических элементов (PV) и подогревом воды и пищи. Итак, каковы некоторые виды использования солнечной энергии? Давайте рассмотрим семь распространенных способов использования и преимуществ солнечного света в нашей повседневной жизни.

1. Солнечное электричество

Это применение солнечной энергии в последние годы получило большой импульс. По мере того, как стоимость солнечных панелей снижается и все больше людей узнают о финансовых и экологических преимуществах солнечной энергии, солнечная энергия становится все более доступной. По данным Управления энергетической информации США, несмотря на то, что это по-прежнему небольшой процент электроэнергии, вырабатываемой в США (1,9% в 2017 году), солнечная электроэнергия быстро растет — почти утроившись за трехлетний период и увеличившись более чем на 40 % с 2016 года.

Специалисты обычно устанавливают распределенную солнечную фотоэлектрическую (PV) систему на крышах домов или предприятий. Эти солнечные энергетические системы генерируют электроэнергию, чтобы компенсировать использование владельца собственности и направлять любую избыточную продукцию в электрическую сеть.

Солнечная батарея может быть подключена к вашей системе солнечной энергии, чтобы вы могли использовать солнечную энергию после захода солнца, питать электромобиль (EV) ночью или обеспечивать резервное питание в чрезвычайных ситуациях. Некоторые домовладельцы могут полностью отказаться от сети, используя солнечную энергию и аккумуляторную систему или солнечную энергию и генераторную систему.

В некоторых случаях технические специалисты могут установить солнечные фотоэлектрические панели на ближайшей конструкции, например, в сарае, или закрепить панели на земле. Затем они подключают систему к счетчику с помощью подземного кабеля.

Другие виды использования солнечной энергии включают солнечные фотоэлектрические фермы коммунального масштаба, которые могут генерировать достаточно электроэнергии для питания целых городов. Еще более эффективной солнечной технологией является концентрированная солнечная энергия (CSP). Солнечная ферма CSP использует зеркала для отражения и концентрации солнечной энергии на башне или другом приемнике, вырабатывая тепло, которое может привести в действие турбину для выработки электроэнергии. Батареи могут накапливать эту тепловую энергию перед питанием генератора, что делает его более гибким источником электроэнергии, чем фотоэлектрические солнечные батареи. Крупнейшая в мире солнечная электростанция CSP — 39-я.Проект Ivanpah мощностью 0 мегаватт (МВт) в пустыне Мохаве в Калифорнии. Однако вскоре на это звание может претендовать еще более крупная электростанция CSP мощностью 580 МВт, строящаяся в Марокко.

2. Солнечное водонагревание

Использование солнечной энергии распространяется на системы водяного нагрева. Большинство решений для нагрева воды с помощью солнечной энергии создают горячую воду, которую люди используют в доме.

Солнечные водонагреватели используют ячейку на крыше для поглощения солнечного тепла и передачи его в резервуар для воды. По данным Министерства энергетики США (DOE), солнечные водонагреватели обычно имеют срок окупаемости от 5 до 10 лет.

Другим применением солнечной энергии, особенно на юге и юго-западе США, является обогрев плавательных бассейнов. Системы циркулируют воду к коллектору, где солнечный свет нагревает ее. Система перекачивает нагретую воду обратно в бассейн.

При затратах от 3000 до 4000 долларов и окупаемости от 1,5 до 7 лет Министерство энергетики США заявляет, что «солнечный нагрев бассейнов является наиболее рентабельным использованием солнечной энергии во многих климатических условиях».

3. Солнечное отопление

Типичное использование систем солнечного отопления помещений включает в себя питание теплых полов или сопряжение с системой принудительного горячего воздуха (FHA) для обогрева дома. Проект пассивного солнечного дома также может обогревать дома и предприятия зимой, учитывая расположение окон и материалы, используемые в здании.

4. Солнечная вентиляция

Солнечные вентиляционные решения, такие как солнечные вентиляторы на чердаке, могут снизить нагрузку на ваш HVAC, помогая охлаждать ваш дом летом. Это может быть хорошим вариантом, если вы не можете установить солнечную фотоэлектрическую систему, которая компенсирует все потребление электроэнергии в вашем доме. Одним из инновационных продуктов является солнечный чердачный вентилятор Solatube.

Коммерческое и промышленное применение солнечного технологического тепла включает технологии солнечной вентиляции. Эти технологии могут предварительно нагревать воздух в здании в холодном климате, что снижает затраты на электроэнергию.

5. Солнечное освещение

Солнечное освещение стало обычным явлением. Вы можете найти их повсюду: от домашнего озеленения и охранных фонарей до дорожных знаков и уличных фонарей.

Эти технологии солнечного освещения недороги и легко доступны. Вы можете найти как базовые, так и высококачественные конструкции повсюду, от местного хозяйственного магазина до интернет-магазинов, таких как Amazon.

Одно из инновационных применений внутреннего солнечного освещения, представленное на Mashable, — световой люк Solatube. Это добавляет естественного света при одновременном снижении потребления энергии.

6. Портативная солнечная батарея

В нашем подключенном мире телефоны и планшеты всегда с нами (и, скажем прямо, часто разряжаются батареи). Портативные солнечные фотоэлектрические зарядные устройства могут заряжать наши личные электрические устройства в пути.

Уже существует технология интеграции солнечных батарей в наши телефоны и используется в часах с 1970-х годов (см. Citizen Eco-Drive). Японские исследователи даже разработали легкие водонепроницаемые солнечные элементы, которые когда-нибудь можно будет вшить в одежду для питания устройств.

7. Транспорт на солнечной энергии

Транспортные средства на солнечной энергии могут быть в будущем, с существующими приложениями, включая автобусы, поезда, самолеты и гоночные автомобили, которые построили студенты в Австрали и США. Автомобиль, полностью работающий на солнечной энергии, даже готов к коммерческому выпуску в 2019 году. Такое использование солнечной энергии еще не получило широкого распространения, если только вы не владеете электромобилем (EV) и не заряжаете его солнечными панелями (обычно через батарею, подключенную к солнечной энергии). .

Часто задаваемые вопросы о семи вариантах использования солнечной энергии

Основными видами использования солнечной энергии являются солнечная фотоэлектрическая энергия (PV) для производства электроэнергии, солнечное отопление и охлаждение (SHC) и концентрированная солнечная энергия (CSP). Люди в основном используют системы SHC для нагрева или охлаждения воды и помещений (например, вашего дома). Системы CSP используют отражающие устройства для концентрации солнечной энергии и в основном продаются коммунальным предприятиям.

Пять основных видов использования солнечной энергии: солнечная электроэнергия, солнечный нагрев воды, солнечное отопление, солнечная вентиляция и солнечное освещение. Солнечная энергия может использоваться и по-другому, но дома и предприятия обычно используют солнечную энергию для этих целей.

Использование солнечной энергии включает солнечную электроэнергию, солнечный нагрев воды, солнечное отопление, солнечную вентиляцию, солнечное освещение, портативную солнечную энергию (для персональных электронных устройств) и солнечный транспорт (для электромобилей).

Китай больше всего использует солнечную энергию. В стране находится крупнейшая установка солнечного парка, которая вырабатывает около 205 ГВт электроэнергии. К 2060 году Китай намерен полностью нейтрализовать выбросы углекислого газа.

Солнце создает два основных типа солнечной энергии, свет и тепло, которые люди могут использовать различными способами. Например, некоторые электромобили (EV) используют солнечную фотоэлектрическую (PV) энергию для зарядки аккумуляторов вместо бензина. Другим примером является использование солнечного водонагревателя для нагрева воды в вашем бассейне или воды, которую вы используете в своем доме, через кран в раковине или душ.

Солнечная энергия используется в США, но наиболее широко она используется в штатах Калифорния, Техас и Северная Каролина. Больше всего солнечной энергии использует Калифорния: только в 2020 году было произведено более 29 000 мегаватт электроэнергии. Отчасти это связано с законом штата Калифорния от 2018 года, который требует, чтобы в одно- и многоквартирных домах, а также в коммерческих зданиях с 2020 года устанавливались солнечные панели. Это означает, что он доступен каждый день, и люди в любой точке мира могут его использовать. Солнечная энергия существует в изобилии, и она приносит пользу окружающей среде и здоровью населения, существенно сокращая выбросы углерода. Солнечные проекты также позволяют лучше использовать малоиспользуемые земли, например, за счет агроэлектрического хозяйства.

Солнечная энергия — это лучистое тепло и свет солнца, которые люди используют с помощью различных технологий. Преимущества солнечной энергии включают более низкие ежемесячные счета за электроэнергию, улучшенное качество местного воздуха и более высокую стоимость дома при перепродаже. Это также делает электросеть более устойчивой, обеспечивает страховку от роста цен на энергию и предлагает энергетическую независимость.

Солнечная энергия помогает окружающей среде, сокращая выбросы углерода и метана и уменьшая загрязнение земли и воздуха. Солнечная энергия также помогает сократить потребление воды и не загрязняет землю, реки или любые естественные водоемы.

Солнечная вентиляционная система представляет собой проницаемый солнечный коллектор или солнечную стену, которая нагревает воздух перед тем, как он попадет в здание или другое сооружение. Солнечные вентиляционные системы — это устойчивый и эффективный способ снижения энергопотребления и затрат здания за счет возобновляемых источников энергии.

Люди получают солнечную энергию исключительно от солнца. Они могут использовать его различными способами, используя такие технологии, как солнечная фотоэлектрическая (PV), солнечная тепловая энергия и солнечное отопление.

По состоянию на 2022 год солнечная энергия является самым распространенным возобновляемым источником энергии на планете. Она неисчерпаема, в отличие от традиционных ископаемых источников энергии, которые наносят вред окружающей среде и здоровью населения.

Будущее на солнечной энергии

Возобновляемая энергия уже становится привычной частью нашей жизни. Инновации будут и впредь стимулировать новые технологии солнечной энергетики, которые улучшат нашу повседневную жизнь и помогут сделать мир чище. Сколько еще вариантов использования солнечной энергии будет в будущем? Мы рады узнать!

Фотогальванические приложения | Photovoltaic Research

В NREL мы повсюду видим потенциал для фотогальваники (PV). Поскольку мы преследуем передовые материалы и технологии следующего поколения, мы используем фотоэлектрические технологии для целого ряда приложений и местоположения.

Солнечные фермы

Солнечные панели на многих акрах могут обеспечить электроэнергию коммунального масштаба — от десятков мегаватт до более гигаватт электроэнергии. Эти большие системы, использующие фиксированные или отслеживающие солнце панелей, подавать электроэнергию в городские или региональные сети.

Удаленные объекты

Продление линий электропередач не всегда рентабельно, удобно или даже возможно в места, где требуется электричество. Фотоэлектрические системы могут стать решением — для сельских домов, деревни в развивающихся странах, маяки, морские нефтяные платформы, опреснение заводы и удаленные медицинские учреждения.

Автономное питание

В городских или отдаленных районах фотоэлектрические системы могут питать автономные устройства, инструменты и счетчики. PV может удовлетворить потребность в электроэнергии для парковочных счетчиков, временных дорожных знаков, аварийных телефоны, радиопередатчики, поливочные насосы, расходомеры, дистанционная охрана столбы, освещение для проезжей части и многое другое.

Энергия в космосе

С самого начала фотоэлектрическая энергия была основным источником энергии для спутников на околоземной орбите. Высокоэффективные фотоэлектрические системы обеспечивают электроэнергией такие предприятия, как International Space. Станции и надводные марсоходы на Луне и Марсе, и это будет оставаться неотъемлемым часть исследования космоса и планет.

Потребности, связанные со зданием

В зданиях фотоэлектрические панели, установленные на крышах или на земле, могут обеспечивать электричеством. фотоэлектрический материал также могут быть интегрированы в конструкцию здания в качестве окон, черепицы или облицовки служить двойной цели. Кроме того, навесы и парковочные конструкции могут быть покрыты с PV для обеспечения затенения и питания.

Использование в военных целях

Легкие, гибкие тонкопленочные фотоэлектрические панели могут служить приложениям, в которых портативность или прочность критична. Солдаты могут носить легкие фотоэлектрические батареи для зарядки электроники оборудования в полевых условиях или на удаленных базах.

Транспорт

Солнечные батареи могут обеспечивать вспомогательную энергию для транспортных средств, таких как автомобили и лодки. Автомобильные люки могут включать Фотоэлектрические панели для нужд бортового питания или подзарядки аккумуляторов. Легкий фотоэлектрический также может соответствовать форме крыльев самолета, чтобы помочь привести в движение высотный самолет.

Возможности

Мы работаем с целым рядом материалов и процессов, включая Si, CdTe, CIGS, перовскиты, III-V и многопереходные солнечные элементы; органические материалы; новая эпитаксия и взлет; надежность; переработка фотоэлектрических материалов; срок службы продукта; подложки из гибкого стекла и полимеров; упаковка; характеристика; тестирование; и квалификация.

Партнерство

Мы сотрудничаем с более чем 200 частными компаниями и государственными учреждениями. для разработки новых технологий для пользовательских нужд и приложений, в том числе:

Разработка передовых технологий для коммунальных и жилых помещений
Динамическая парофазная эпитаксия гидридов – резкое снижение стоимости высокоэффективного III-Vs
Исследование и разработка перовскита — для большей эффективности, долговечности и масштабируемости
Хлорид натрия, соответствующий решетке – для улучшения роста III-V и обеспечения возможности повторного использования субстрата
Процессы отрыва – для создания легких PV
Солнечные элементы CdTe на гибком стекле – для использования в автомобилях и окнах
Интегрированные в здание фотоэлектрические системы — эстетика, мощность и эффективность
Сверхлегкие, гибкие, переносные модули — для авиации и обороны.