1. Жарықтың физикалық табиғаты кандай?
2. Энергия мөлшері ең үлкен жэне ең кіші фотондар.
3. Фотон энергиясының формуласы.
4. Электромагниттік сэулелену шкаласында көрінетін жарык
жиіліктері қандай мәнге ие болады?
5. Жұтылған фотондар металдың кристалл торына қандай өзгеріс
іудырады?
6
. Сыртқы жэне ішкі фотоэффект қүбьшысы дегеніміз не?
Бақылау сұрактары:
126
10. КҮН ФОТОТҮРЛЕНДІРГІШІНЩ П.Ә.К.-І ЖӘНЕ ОҒАН
ӘСЕР ЕТУШІ ШАМАЛАР. КҮН ФОТОЭЛЕМЕНТТЕРІНІҢ
НЕГІЗГІ СИПАТТАМАЛАРЫ, МАТЕРИАЛДАРЫ ЖӘНЕ
ФОТОМОДУЛЬДІ ЖАСАУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
10.1 Күн фототүрлендіргішініц п.ә.к-і
Тәжірибе жүзінде >. п.э.к. деп фототүрлендіргіштің ауданының
бірлігінен алуга болатын
Р
- максималды қуаттың, түрлендіргіштің
жүмыстық бетінің бірлігіне перпендикуляр түсетін күнмен
сэулеленудің жалпы қуатына
(V
қатынасын білдіреді:
=
Рмак
.
100
о/о я
^ х . х һ . э
.
100
о/о = ОЛуШ;
IV
IV
а
№
( 10.1)
Ф
қүру үшін белгілі бір энергия қажет. Кремнийде, айтылып
өткендей, ол
1,12
эв
құрайды, бұл
1,2
мк
толқын ұзындыгына
сэйкес келеді [5, 12, 25].
Толқын
ұзындыгы
ұзынырақ
фотондардың
(спектрдің
инфрақызыл облысынан тыс) энергиясы аз болады, сондықган
фотондар
жұбын генерациялай алады
бұл
артьшган фотон энергиясы жылу түрінде тарқап кетеді.
Кремнийлі элементтің теориялық п.э.к-і күн спектрі үшін
шамамен 22-23% болуы тиіс екенін көрсетуге болады. Бұл жагдайда
ішкі шығындар ескерілмейді жэне материалдағы жарықтың эсерінен
жұбы пайдаланылады
жорамал данады.
фототүрлендіргіштер
кейбір факторлар бұл цифрды төмендетеді. Мұндай факторлар
сансыз көп жэне оларды екі топқа бөлуге болады. Олардың біреуіне
аспаптардың жетіспеушіліктеріне байланысты факторларды, ал
пайдалану жағдайларынан туатын факторларды
болады.
127
V
10.2 Күн батареясы модулініц техникалық сипаттамасы
1
Қисықтық вольт-амперлі мінездемесінде
А
қасиетпен анық-
талады,
р-п өтпесінде 1 (шынайы өтпе үшін) 2-ге дейін әдетте
маңызы болады.
Максималды қуаты Р, Вт/см2,
фототүрлендіргішпен түсіргенде,
ағынның үтымдылық теңдеуімен анықталады:
сіш ^)
* - =
0
.
(
10
.
2
)
Шынайы түрлендіргіш үшін тиісті кедергінің жоқтыгына (К.=0)
немесе сэуленің түсу интенсивіне қатысты төмендеуі, онда
Максималды қуат тең
(10.4)
мүнда,
- бос жүрістің кернеуі:
X X
А-к-Т
Я
•
1
п
N
\Жо
(10.5)
С, -
вольт-амперлі мінездеменің толымды коэффициенті. Негізгі
V
-
/
жағдаида
а
0
» і ,
і и
хх
А-к-Т
» 1
(
10
.
6
)
көлемі
£ , 1-ге
жа
аздап байланысты:
а-и
1 1
]
А-к-Т
Ү
і
д-17
X X
уА-к-Т )
(10.7)
128
Максималды қуатқа қатынасы сияқты фототүрлендіргіштің
әрекетінің тиімді коэффициенті анықталады, ауданның бірлігін ала
отырып, сәуленің түсу интенсивтігіне:
Қарапайым күн сәулесінің жақсы орындалып жатқан (10.1),
фототүрлендіргіштер
болады:
г
а
\"0
(10.9)
Көріп тұрғандай, жұмыс температурасы жэне оның спектралді
құрамасынан, инсентивті сэуледен ПӘК қиын функция болып
табылады. Сондықтан жұмыс температурасы
Т =2
5°С. Жарықтың
стандартты шартында АМІ (1=1000 Вт/м2) келісілген ПӘК өлшемі
фототүрлендіргіштің эффективті бірыңгай багасында қолданылады.
Бұл шарттагы фототүрлендіргіштің кремнийлік параметрлерінің
типтік магынасы:
II
=550 мВ, У =35 мА/см2, ц =0.7, Р=13.5 мВт/
см
2
тең, сондықтан бұл шартгагы ПӘК, /
7
, таңбасы,
Т}
(=13.5%
мағынасын білдіреді [9, 12, 49, 25].
Фототүрлендіргіштің
ДРЛ
джоулдық күшінің шығынына
тікелей ішкі кедергі К. алып келеді, алғашқы жуықтауда анықталған
формуламен:
9
(
10
.
10
)
Типтік мэн үшін
К=\
О м•
с
м
2
тең
АРК=
1.23 мВт/см2, барлық
қуаттан 10% шамасында құрайды. Заманауи сынақтық құрылымда
кремнийлік фототүрлендіргіштің ПӘК-і 22.0-23.5% жердегі күн
сэулесі үшін (АМ1.5), ал өндірісте - 12-15%.
10.3 Күн батареялары модульдерініц ж ы лулы қ режимі
Модульді пайдалану кезіндегі фото түрлендіргіштердің
Т
жұ-
мыстық температурасы күн батареялары модулінің Т
0
температурада-
ғы қоршаған ортамен жылу алмасуы арқылы орнатылады. Әдеттегі
жалпақ модульдерде жылу алмасу жарықтандырылатын қабат
129
V
арқылы да, сыртқы қабаты арқылы да жүзеге асырылады, бұл арнайы
термореттелетін оптикалық жабындар мен бояулар жагу арқылы
орындалады. Концентраторлары бар модульдерде осыдан басқа,
тармақталған қабаттары жэне жылуды фототүрлендіргіштерден
радиаторларға табиғи бұратын «жылу құбырлары» бар арнайы
салқындатқыш-радиаторлар қолданылады. Немесе жылуды жылу
тасымалдағыштың циркуляцияциясы арқылы мэжбүрлі
бұру
құрылғылары [9, 17].
Жалпы
жағдайда,
жылу
режимі
фототүрлендіргіштердің
энергетикалық балансын тендестірумен анықталады, ол Т бойынша
сызықтық жақындатуда келесі түрде беріледі:
а - І = Р + Х Ғ \ і Щ т , ) І і г ) 1- $ - - х \ Т - Т & + Х Ғ \ Т - Т а\
(
10
.
11
)
мұнда,
а
- фототүрлендіргіштердің күн сэулесін жұтуы-
ның интегралды коэффициенті;
I
жэне
Р,
сэйкесінше фототүр-
лендіргіш терге сәуле шашырату қарқындылығы мен эдеттегі
модуль қабатының немесе концентраторлары бар модульдердегі
кіріс терезесінің бірлігіне жатқызылған алынатын қуаттылық;
Л
, Вт/(м
-К ) -
радиатор қабатынан жылу беру коэффициенті;
Ғ
-
радиатор алаңының жалпақ модульдің жарықтандырылатын
қабатының алаңына немесе концентратор терезесіне қатынасы (екі
жағынан салқындатылатын жалпақ модуль үшін
Ғ= 2).
Радиатор
қабатынан
жылу беру
коэффициенті
Я
к
бар
конвекциямен де, радиатордың сэуле шашыратуының орташа
интегралды коэффициентімен
е
анықталатын, сәуле шашыратумен
де жүзеге асырылады, сөйтіп, Т бойынша сызықтық жылу берудің
жинақты коэффициенті жуықтатылған шамада тең болады:
Л = Л
к
+ 4 - £ - ( Т -
Т о 3 ,
(10.12)
мұндағы, сг - Стефан-Больцман тұрақтысы. Сәуле шашырату
коэффициенттері, сэйкесінше
е
, жэне
е
2
болатын, екі жағынан
жылу шығаратын әдеттегі жалпақ модуль үшін орташа мэн:
е
=
\ех
+
е2
)/
2
тең.
Жұмыстық температураның алынатын мэні мынаған тең:
130
Достарыңызбен бөлісу: |
