станції.
Історія фотоелементів
Історія фотоелементів бере початок в 1839 році, коли французький фізик Едмон Беккерель відкрив фотогальванічний ефект. За цим послідували подальші відкриття:
У 1883 р. електрик з Нью-Йорка Чарльз Фріттс виготовив фотоелементи з селену, які перетворять світло у видимому спектрі в електрику і мають коефіцієнт корисної дії 1-2%.
На початку 50-х років ХХ століття був винайдений метод Чохральского, який застосовується для вирощування кристалічного кремнію.
У 1954 р. в лабораторії компанії «BellTelephone» синтезували силіконовий фотоелектричний елемент з коефіцієнтом корисної дії 4%, в Надалі ефективність досягла 11%.
У 1958 р. невеликі (менше 1 вата) фотоелектричні батареї живили радіопередавач американського космічного супутника «Авангард». Взагалі, космічні дослідження відіграли важливу роль у розвитку фотоелементів.
Під час нафтової кризи 1973-74 рр.. відразу кілька країн запустили програми з використання фотоелементів, що призвело до установці і випробуванню понад 3100 фотоелектричних систем лише в Сполучених Штатах. Багато хто з них до цих пір знаходяться в експлуатації.
Ринок фотоелементів
Сучасний стан ринку фотоелементів характеризується досить стабільним зростанням, порядку 20% на рік, однак обсяги виробництва фотоелементів залишаються досить низькими. Виробництво модулів під усьому світі в 1998 р. склало близько 125 МВт, тоді як ціна впала з 50 доларів за 1 ват в 1976 р. до 5 доларів за 1 ват в 1999 р. Проте, кіловат · годину електрики, виробленого фотоелектричної системою, все ще дорожче традиційної електроенергії в 3-10 разів (залежно від конкретного місцезнаходження і виду системи). Таким чином, ринок фотоелементів поки займає невелику нішу в світовій економіці. Але він продовжує стабільно зростати в тих сегментах ринку, де фотоелементи конкурентоспроможні, наприклад, в автономних, віддалених від електромережі системах.
У багатьох регіонах світу прогрес дуже відчутний. Уряд Японії вкладає 250 млн. доларів на рік у збільшення виробничої потужності з 40 МВт (1997р.) до 190 МВт (2000р.). Європейські країни проводять власні програми, стимулом до чого служить потреба в енергетичної незалежності та екологічні міркування. Ці програми в поєднанні з екологічними проблемами - такими, як зміна клімату - здатні значно прискорити розвиток цієї галузі.
Технологія виготовлення
Сонячні фотоелектричні системи прості в обігу і не мають рухомих механізмів, проте самі фотоелементи містять складні напівпровідникові пристрої, аналогічні використовуваним для виробництва інтегральних схем. В основі дії фотоелементів лежить фізичний принцип, при якому електричний струм виникає під впливом світла між двома напівпровідниками з різними електричними властивостями, що знаходяться в контакті один з одним. Сукупність таких елементів утворює фотоелектричну панель, або модуль.
Малюнок 3.1 - Складові елементи сонячних панелей.
Фотоелектричні модулі, завдяки своїм електричним властивостям, виробляють постійний, а не змінний струм. Він використовується в багатьох простих пристроях, що живляться від батарей. Змінний же струм, навпаки, змінює свій напрямок через регулярні проміжки часу. Саме цей тип електрики поставляють енерговиробники, він використовується для більшості сучасних приладів та електронних пр...
