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이러한 유형의 설치는 광양자에 의해 반도체 재료에서 전자를 녹아웃시키는 원리를 기반으로 합니다. 복사 에너지는 전기 에너지로 변환됩니다. 현대 태양 에너지에서는 화학적으로 순수한 결정질 실리콘으로 만들어진 반도체 변환기가 널리 사용됩니다. 규소는 지각에 널리 퍼져 있는 원소입니다. 모래, 석영은 이산화 규소 SiO2입니다. XNUMX세기 말에 순수 실리콘의 생산으로 수많은 반도체 장치, 특히 최신 컴퓨터용 프로세서의 생산을 시작할 수 있게 되었습니다. 미국의 첨단 과학 집약 산업은 캘리포니아 주의 "실리콘"(실리콘) 밸리에 집중되어 있습니다.

태양 에너지원의 생성은 Siemens, Sony, Hitachi와 같은 주요 세계 관심사 프로그램에 포함되어 있습니다. 실리콘 변환기의 태양 에너지 분야의 리더는 미국, 독일, 덴마크, 일본, 스위스입니다. 지난 40년 동안 실리콘 태양광 변환기의 비용은 40배 감소했으며, 태양광 발전소에 설치된 용량 1kW의 비용은 약 $2500입니다.

태양 전지는 서로 연결된 두 개의 실리콘 웨이퍼로 구성됩니다. 상판에 빛이 떨어지면 전자가 빠져나와 하판으로 보내집니다. 이것이 요소의 EMF가 생성되는 방식입니다. 직렬로 연결된 요소는 직류의 소스입니다. 여러 결합된 광전지 변환기는 태양 전지를 나타냅니다. 현대 설비에서 복사 에너지를 전기 에너지로 변환하는 효율은 13,17%에 달하며 실험실 조건에서 일부 반도체에서는 40%의 효율을 달성했습니다.

광전 변환기를 사용하는 SPP의 전력은 다음 관계에 의해 결정됩니다.

승, (3.3)

어디에서 - 광전 변환기의 효율(0,12.0,17 내 최신 실리콘 셀의 변화), - 총 면적, m2.

광전지 태양열 발전소의 사용은 비용이 부차적인 역할을 하는 우주 기술에서 시작되었습니다. 미르 스테이션 광전지의 "날개"는 수백 평방 미터의 면적을 가졌습니다. 태양 전지로 구동되는 Lunokhod는 130년 이상 달에서 작업했습니다. American Skylab 스테이션에서는 총면적 10,5m의 배터리가 XNUMXkW의 전원 공급 장치를 제공했습니다.

오늘날 대규모 에너지 수요를 위해 여러 국가에서 광전지 변환기 모듈을 생산하고 있습니다. 미국에서 이러한 유형의 단일 태양광 설치는 10MW에 도달했으며, 태양이 정점에 있을 때 전력이 정점에 도달했으며, 이는 미국의 햇볕이 잘 드는 남부 아열대 국가에서 에어컨 작동으로 인해 일일 에너지 소비가 최고조에 달하는 시간에 가깝습니다.

광전지 태양열 발전소의 중요한 이점은 운영 비용이 매우 낮다는 것입니다. 유리 또는 필름으로 먼지와 강수로부터 보호되는 모듈은 유지 보수 없이 수십 년 동안 작동합니다. 흐린 날씨에는 이러한 유형의 태양열 발전소의 전력이 다소 감소하지만 열전 설비보다 적습니다. 대량 생산과 실리콘 모듈 비용 감소로 인해 러시아 연방의 남부 태양광 지역에서 이러한 설치는 성장하는 화석 연료로 작동하는 기존 설치와 비교할 때 경쟁력이 있을 것으로 예상됩니다.

위성 태양광 발전소 프로젝트가 개발되고 있습니다. 35800km의 고도에서 적도의 정지 궤도에 발사 및 장착하여 같은 장소에 지속적으로 "매달려"있을 것입니다. 수십 km2의 표면을 가진 태양 전지는 태양 광선에 수직으로 배향된 얇은 합성 필름 위에 놓입니다. 태양 전지의 전류는 특수 발전기에서 극초단파 복사로 변환되며 온보드 안테나를 통해 지구로 전달됩니다. 송신 안테나의 직경은 약 1km이고 지구에서 마이크로파 방사를 위한 수신 안테나는 약 7km입니다. 수신 스테이션은 마이크로파 방사를 산업용 주파수 전류 및 전압으로 변환합니다. 개념과 규모 면에서 고유한 이 프로젝트의 구현에는 막대한 자금과 많은 양의 과학 및 기술 개발이 필요합니다.

러시아에서 광전 변환기의 주요 과학 개발자는 Physico-Technical Institute입니다. 상트페테르부르크의 A.F. Ioffe. 이 연구소의 책임자인 노벨상 수상자 Zh.I. Alferov는 태양 에너지의 열렬한 지지자입니다. 세라믹 금속 장치의 Ryazan 공장에서 다양한 표준 크기와 다양한 기술적 특성의 SPP 모듈 생산이 시작되었습니다. 태양 광전자 증배관은 NPO Kvant(모스크바), 모스크바 지역 Zelenograd에 있는 CJSC Telecom-STV에서 제조합니다. 광전 변환기의 기본 소재인 "태양광 실리콘"의 생산을 마스터하고 있습니다. 연간 SPP에서 1kg의 실리콘은 기존 화력 발전소가 생산하는 데 2,5톤의 석유가 필요한 양의 전기를 생산하며 실리콘 변환기의 수명은 30년 이상입니다.

저자: Labeish V.G.

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