ементи, на які діють як спрямовані, так і розсіяні сонячні промені. Кремнієві фотоелементи можуть однаково успішно працювати взимку і влітку. Взимку зниження світлового потоку компенсується збільшенням ККД за рахунок зниження температури. ККД кремнієвих фотоелементів досягає приблизно 15%.
Через складну технології виготовлення напівпровідників і їх великої вартості кремнієві фотоелементи застосовуються поки на унікальних установках, наприклад на супутниках Землі. У майбутньому можна очікувати більш широке застосування фотоелектричних генераторів, що перетворюють великі потоки енергії сонячної радіації.
Сонячна енергія може бути використана також в фотоелектричних процесах, що протікають подібно до природного фотосинтезу органічних речовин. Практичне освоєння таких процесів дозволило б отримувати необхідну людству енергію і вирішити актуальну проблему виснаження запасів органічного палива.
Величезна кількість сонячної енергії, що приходить на Землю (приблизно 0,15 МВт-год на 1 м 2 поверхні на рік), в сучасних умовах важко використовувати через низької щільності сонячної радіації та її залежності від стану атмосфери (хмарності) і часів »року. Можливе створення сонячних станцій на штучних супутниках Землі. У цьому випадку сонячна енергія буде акумулюватися протягом 24 год, а отже, ефективність роботи станції не залежатиме від хмарного покриву. Передача енергії на Землю повинна здійснюватися по каналу УКВ. Принципова схема сонячної станції на штучному супутнику і її загальний вигляд представлені на рис. 3.16, а, б. Розміри супутника-колектора сонячної енергії (рис. 3,16, а) можуть бути різні (від 20 до 100 км 2) залежно від потужності станції.
Енергія від сонячних елементів космічної станції повинна передаватися на Землю за допомогою антени у вигляді досить вузького пучка УКВ-хвиль (довжина хвилі «10 см). Приймальна антена на Землі буде приймати цей пучок енергії, який потім повинен буде перетворюватися в енергію промислової частоти.
Очікується, що весь процес буде характеризуватися достатньо високим ККД. В даний час ККД перетворення енергії сонячними елементами на монокристалах становить 11%. Передбачається, що шляхом удосконалення кремнієвих елементів може бути досягнутий ККД, рівний 20%.
Розрахункові значення ККД перетворення енергії на космічних станціях наведено в табл. 3.3
Виробництво та передача електроенергії сонячної электростанциейКПДДостигнутые в даний времяОжідаемие при існуючій технологііОжідаемие за рахунок подальших разработокГенерація УКВ-потоку енергії Передача енергії з виходу генератора до створу антени Уловлювання і детектірованіе76, 7 94,0 64,085,0 94,0 75,090,0 95,0 90,0 Загальний КПД26, 560,077,0
Космічні сонячні станції можуть бути спроектовані на корисну електричну потужність 3 ^ - 20 ГВт і більше. Розмір сонячної батареї станції з корисною вихідною потужністю 5 ГВт можна оцінити виходячи з ККД, рівного 15%. Відповідна такої станції сумарна поверхня сонячної батареї дорівнює 20 км 2. При цьому передавальна антена повинна мати діаметр 1 км, приймальня антена - діаметр 7-10 км. Щільність пучка УКВ-хвиль зі станції на Землю в цьому випадку складе всього 'Д нормальної густини сонячної енергії, тому він не повинен представляти небезпеки ні для літальних засобів, ні для птахів. Питання, п...
