Конструкции и монтаж фотоэлектрических модулей

Юрий Степанович Почанин

В книге описаны материалы трех поколений фотоэлементов и рассмотрены принципы работы фотоэлектрических преобразователей на их основе. Показана эффективность сбора солнечной энергии с помощью фотоэлементов. Описаны классы качества фотоэлектрических элементов, стандарты тестирования, методы и экология их производства. Подробно рассмотрены основные компоненты фотоэлектрических систем с их выбором: конструкции солнечных модулей, контроллеры заряда солнечных батарей, типы, применяемых аккумуляторов и инверторов. Представлены основные схемы построения фотоэлектрических систем. Вкратце рассмотрены типы солнечных электростанций. Большая глава посвящена монтажу фотоэлектрических установок. В конце работы описаны варианты применения фотоэлектрических систем. Книга рекомендуется для учащихся средних и студентов высших заведений.

Юрий Почанин

Конструкции и монтаж фотоэлектрических модулей

Введение

Сегодня промышленно развитые страны производят основную часть электроэнергии централизованно, на больших энергостанциях, таких как угольные, атомные и гидроэлектростанции или электростанции, работающие на природном газе. Современные крупные электростанции имеют довольно высокие энергетические показатели, но вынуждены передавать энергию конечным потребителям на большие расстояния. По мнению ведущих специалистов в области мировой энергетики применение самых последних достижений науки и техники в развитых странах эти потери составляют от 60 до 70%. Кроме того, создание крупных электростанций обусловлено множеством экономических, экологических, географических и геологических факторов, а также требованиями безопасности и охраны окружающей среды. В связи с этим одним из перспективных направлений развития мировой энергетики является создание инфраструктуры распределенного производства энергии – распределенной энергетики, которая подразумевает наличие множества потребителей, которые производят тепловую и электрическую энергию для собственных нужд, направляя излишки в общую сеть. Такая схема обеспечивает уменьшение потерь электроэнергии при транспортировке по причине максимальной приближенности электрогенераторов к потребителям электричества. Распределенное производство электроэнергии характеризуется малыми затратами на обслуживание, низким загрязнением окружающей среды и высокой эффективностью.

Одной из составляющей инфраструктуры распределенного производства энергии является энергия, полученная из возобновляемых источников.

Возобновляемая энергия признана важной составляющей энергетики в ХХ1 веке, а ее эффективное использование является одним из условий устойчивого энергообеспечения различных государств мира. Главные преимущества возобновляемых источников энергии – неисчерпаемость и экологическая чистота, что послужило основанием для бурного развития данного направления за рубежом и для весьма оптимистических прогнозов относительно использования ВИЭ в ближайшем будущем.

Возобновляемые источники энергии—это естественные источники энергии, существующие в биосфере нашей планеты и постоянно пополняющиеся за счет энергии солнца и естественных процессов. Они не являются плодом прямой человеческой деятельности. Использование возобновляемых источников энергии не добавляет дополнительной энергетической нагрузки, не ведет к повышению температуры на Земле. Экологически они безотходны, не загрязняют среду обитания. Главное достоинство возобновляемых источников энергии – неисчерпаемость и экологическая чистота.

Согласно определению, данному ООН, к возобновляемых источникам энергии относятся: солнце; ветер; морские и океанские приливы и волны; подземные горячие ключи, гидроэнергетические ресурсы больших и малых рек, продукты биомассы.

Основной принцип использования возобновляемой энергии заключается в её извлечении из постоянно происходящих в окружающей среде (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%BA%D1%80%D1%83%D0%B6%D0%B0%D1%8E%D1%89%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B0) процессов или возобновляемых органических ресурсов (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%80%D0%B3