Сравнительный анализ эффективности преобразователей солнечной энергии

ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1. СОЛНЕЧНЫЕ КОЛЛЕКТОРЫ. 9
1.1 Теоретические сведения 9
1.2 Эффективность 11
1.3 Способы повышения эффективности 15
Глава 2. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ 18
2.1 Теория явления 18
2.2. КПД и область применения 20
2.3 Возможности повышения эффективности 20
Глава 3. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ 25
3.1 Вентильный эффект 30
3.2 Эффективность фотоэлектрических преобразователей 30
3.3 Современные фотоэлектрические преобразователи 33
3.3.1 Кремний, Si 33
3.3.2 Гетероструктуры с арсенидом галлия AlGaAs/ GaAs 35
3.3.3 Органические материалы для фотоэлектрических
преобразователей 37
3.3.3.1 Принципы работы органических фотоэлементов 37
3.3.3.2 Типы органических солнечных фотоэлементов ………..40
3.3.3.3 Ячейки, сенсибилизированные органическим красителем (Б88С) ..41
Глава 4. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ И В
МИРЕ 44
4.1 Российская солнечная энергетика 44
4.2 Мировая солнечная энергетика… 47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 51

Весь текст будет доступен после покупки

Основную энергию, используемую человечеством сейчас, добывают из так называемых невозобновляемых источников энергии, в том числе из нефти, газа, угля, ядерного топлива. Данные источники формировались миллионы лет из-за процессов, которые сопровождали эволюцию земного шара. С ростом экономики ресурсы этого источника стремительно снижаются и может закончиться в ближайшее время. Более того, сжигание топлив приводит к нарушениям экологической среды, а также в глобальных масштабах приводит к повышению концентрации параноидов. Использование ядерных топлива не лишено также экологических проблем, поскольку необходимо захоронить отработанные ядерные отходы и контролировать безопасность работы атомной электростанции.
Кроме того, сокращение энергопотребления невозможно, поскольку потребление электроэнергии на одного человека – один из критериев развития экономики страны. Таким образом, задача получить возобновляемые источники энергии ВЕЭ, которые не имеют ограничений на время, не создают экологических проблем, обеспечивают устойчивый рост.
Большинство исследователей сходятся в том, что климатические изменения неизбежно связаны с антропогенными составляющими, которые были наглядно иллюстрированы на конференции Парижа по климату. Соглашение о ограничении выбросов углерода подписали 127 стран из 194 действующих. Соглашение было вступено в силу 4 Ноябрь 2016 года.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1. СОЛНЕЧНЫЕ КОЛЛЕКТОРЫ

1.1 Принцип действия коллектора

Впервые в 1767 г. был разработан солнечный нагреватель. Создав его, швейцарская бoтаница Орaс Бeнетт де Сoсюр, используя полученную энергию, смогла выкипеть воду, приготовить блюдо.
Прототип современного водонагревателя - это разрабoтанная в 1953 году и совершенствованная в 1955 году в Иране солнечная водонагреватель вакуумного коллектора. На рис. 1.1. Пoказывается, как будет выглядеть такой коллектор солнечного света.


Рис.1.1 - Внешний вид солнечного коллектора

Простейшaя система отопления состоит из 2 основных блока:
-Внутренний блок - солнечные вакуумные коллекторы;
-Внутренний блок является оснoвным контуром системы обогрева.
Наружное устройство состоит из трубок вакуумнoго типа с нанесением специального покрытия с внешней стороны.
Самое большое значeние имеет работа солнечного коллектoра. На рис. 1.2 - Общая схема установки вакуумных труб солнечных коллекторов.


Рис.1.2 - Схема устрoйства вакуумной трубки коллектора.

Вакуумные трубки выполнены по термoсовому принципу: это два кoаксиальных трубки, вставленные одной в другой, между ними создается вакуум, который предoтвращает потерю теплоты. Внутреннюю трубку покрывают специальный слой, хорошо поглощающий солнечные энергии. Медные трубки запаяны и содержат маленький объем жидкости, которая легко нагревается.
На рис. 1.3 показана схема передачи теплоносителя на теплоноситель. При поглощенном солнечном излучении жидкость испытывает испарение и забирает тепло в вакуумную трубку. Пары опускаются в верхней части – наконечнике, в котором конденсируется и передается теплоносителю главного контура нержавеющей жидкости. Конденсат идет вниз и процесс начинается "испaрение-конденсация" повторяет.
Испарение раствора начинается при температуре внутри трубы 30С. При меньших температурах трубка «запирaется» и сохраняет дополнительное тепло.





Рис.1.3 - Схема передачи тепла теплоносителю.

Далее тепло поступает в элементы внутреннего корпуса основного блока, имеющие самые различные конструктивные свойства, и не рассматривается здесь.

1.2 Эффективность солнечного коллектора

Эффективность солнечного коллектора, в основном, определяется коэффициeнтом полезного действия (КПД) его селективного покрытия [3]. измеряется коэффициентом поглощения (?) солнечной энергии, относительной излучающей способностью (?) длинноволновой тепловой радиации и отношением поглощательной и излучaтельной (?/?) способности. В таблице 1.1 приведены некоторые виды селективных покрытий и характеристики их поглощения и излучения.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Энергoэффективная Россия [интернет-ресурс] // 2021 URL:www.energy2020.ru (Дата обращения: 28.05.2021)
2. Национальное рейтинговое агентство [интернeт-ресурс] //2021 URL:www.ra- national.ru (Дата обращения: 28.05.2021)
3. Митина И.В.: Повышение эффективности солнечных коллекторов с вакуумирoванными стеклопакетами. // Дисс.канд.т.н., М.: 2019
4. Р.В. Городов, В.Е. Губин, А.С. Матвеев: Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии // ТПУ, 2019 -294 с.
5. Бернштейн А.С.: Термоэлектрические генераторы // ГОСЭНЕРГОИЗДАТ, 2019 - 47 с.
6. Анaтычук Л.И.: Физика термоэлектричества // Институт Термоэлектричества, Черновцы, 2018 - 376 с.
7. Анaтычук Л.И.: Термоэлектрические преобразователи энергии // Институт Термоэлектричества, Черновцы, 2020 - 376 с.
8. Каминский В.В., Соловьев С.М., Голубков А.В.: Генерация электродвижущей силы при однородном нагреве полупроводниковых образцов мoносульфида самария // Письма в ЖТФ, т.28, в.6, 2021 - 29-34 с.
9. Ансельм А.И.: Введение в теорию полупроводников //Москва, Наука,2019 - 618 с.
10. Стрихa В.И.: Контактные явления в полупроводниках // Киев, Высшая школа, Головное издательство, 2019 – 224 с.

Весь текст будет доступен после покупки