1.1 Преобразователи солнечной энергии

Преобразователи солнечной энергии нашли широкое применение в современном мире:

1. микроэлектроника;

2. энергообеспечение зданий;

3. электромобили;

4. использование в космосе;

5. энергообеспечение населённых пунктов.

Они используются для обеспечения электричеством и подзарядки аккумуляторов различной бытовой электроники — калькуляторов, плееров, фонариков и т. п.

Первая автомобильная дорога для электрокаров была открыта в Соединенных Штатах. Вдоль трассы установили специальные заправки, на которых можно совершенно бесплатно зарядить батарейки своего электрокара. Работают такие автозаправки на солнечных батареях. Американцы обещают сделать этот сервис доступным, но для этого им необходимо поставить солнечные батареи разработанные российскими физиками. Изобретатели утверждают, что с помощью новинки, можно обеспечить электричеством половину земного шара. Для этого полностью изменена конструкция солнечного элемента, так называемые матричные солнечные элементы, которые имеют напряжение 18 Вольт на 1 кв. см. Обычный элемент имеет напряжение 0,5 Вольта на 1 кв.см. В настоящее время с использованием нанотехнологий созданы солнечные батареи с КПД более 40%. Но эти идеи очень дорогостоящие. Изменив конструкцию батарей, российские ученые увеличили КПД недорогих батарей в несколько раз и теперь с одного кв.м солнечной батареи в час можно получать до 10 кВт с использованием концентраторов Элементы солнечных батарей очень хрупкие и поэтому русские физики придумали, как их защитить и продлить им срок службы до 40 лет. Устанавливать солнечные батареи у себя дома имеют возможность только жители южных регионов. Поэтому ученые разработали проект электростанции, которая смогла бы обеспечить электричеством половину России.

Солнечные батареи большого размера и солнечные коллекторы широко используются в тропических и субтропических регионах с большим количеством солнечных дней.

Солнечные батареи – это один из основных способов получения электрической энергии на космических аппаратах, так как являются экологически безопасными и обладают очень важным достоинством – долговечностью. Несколько квадратных метров солнечных батарей могут решить энергетические проблемы небольшой деревушки.

Сегодня уже разрабатываются проекты строительства солнечных электростанций за пределами атмосфера, там где солнечные лучи не теряют своей энергии. Однако при полётах на большом удалении от Солнца их использование становится проблематичным.

Мощность потока солнечного излучения на расстоянии 150 млн. км от Солнца, без учёта потерь в атмосфере Земли, составляет около 1350 ватт на квадратный метр. В то же время, удельная мощность солнечного излучения в Европе в очень облачную погоду даже днём может быть менее 100 Вт/м². С помощью наиболее распространённых солнечных батарей можно преобразовать эту энергию в электричество с эффективностью 9—24 %. При этом цена батареи составит около 1—3 долларов США за Ватт номинальной мощности. При промышленной генерации электричества с помощью фотоэлементов цена за кВт·ч составит 0,25 долл. По мнению Европейской Ассоциации Фотовольтаики (EPIA), к 2020 году стоимость электроэнергии, вырабатываемой «солнечными» системами снизится до уровня менее 0,10 € за кВт·ч для промышленных установок и менее 0,15 € за кВт·ч для установок в жилых зданиях.