О.С.М.У ,,Д-р Јован Калаузи’’

Слободни часови од областа на природните науки

Тема:

Активни соларни системи

Изработиле: Ментор:

Коста Замановски Васка СтојановскаПетар ТрповскиМирче СтефановскиВиктор Илиевски

Мај 2011

Содржина

Вовед-----------------------------------------------------------------------1Конверзија на сончевото зрачење---------------------------------2Топлинска конверзија на сончевото зрачење------------------2Рамни колектори-------------------------------------------------------4Активно греење на водата------------------------------------------ 9Пасивно греење на водата------------------------------------------12Соларна фотонапонска келија------------------------------------13Примери за примена на сончевите ќелии---------------------17Видови сончеви централи------------------------------------------19Заклучок---------------------------------------------------------------- 21Користена литература-----------------------------------------------23

Вовед

Активни соларни системи се оние кои собираат соларна радијација и ја претвораат во форма на топлина т.е енергија која може да се користи како затоплувајње на вода и да се претвора во електрична енергија.Оваа технологија која се применува е прилично едноставна и е можна апликација. Најчестите примената на овие системи е производство на санитарна топла вода. Соларната енергија може да биде користена преку пасивни соларни системи и преку активни соларни системи. Користењето на пасивните системи е познато неколку илјадници години. Так,а на пример, исламската архитектура традиционално ја користи пасивната соларна енергија за разладување на куќите. Архитектонското решение за градбата на една куќа треба да го земе предвид пасивното користење на соларната енергија, за да обезбеди оптимални температури во текот на целата година, како и добра осветленост во внатрешноста на куќите. Денес се користат специјални прекривања за прозорските стакла кои ја пропуштаат сончевата светлина и прават добра топлотна изолација. Активните соларни системи користат механичка енергија, (вообичаено електрични пумпи или други апарати) за да пренесуваат воздух, вода или други флуиди од местото каде што се наоѓа колекторот до местото каде што е складирана топлината.Фотонапонските (фотоволтаичните) ќелии, кои директно ја претвораат сончевата светлина во електрична енергија, се направени од полуспроводнички материјали. Овие ќелии може да имаат мали димензии и да бидат користени во рачни часовници, калкулатори, мобилни телефони, но има и поголеми димензии, така што може да обезбедуваат електрична струја за цело едно домаќинство или пак да напојуваат електрична централа. 

Многу често кај новите градби се користат фотоволтаци кои имаат двојна фунција - создавање на електрична енергија и како градивен материјал. Така тие често може да ги заменат традиционалните градивни материјали како што се фасадните плочки, покривните керамиди, настрешници, прозорци, преградни ѕидови и друго.

Конверзија на сончевото зрачење

 Сончевата  енергија  која  доспева  на  Земјата  претставува електромагнетно зрачењекое може да се претвори во други форми на енергија: топлинска, хемиска, механичка,електрична. Основни принципи на директно искористување на енергијата на Сонцето се: -Соларни колектори (претварање на сончевата енергија во топлина) -Фотонапонски ќелии (директно претварање на сончевата енергија во електричнаенергија) -Фокусирање на сончевата енергија (за употреба во големи енергетски постројки)

Топлинска конверзија на сончевото зрачење

 За  сега,  најуспешно  е претварањето на сончевата енергија во  топлинска енергија.При  тоа,  можат  да  се  постигнат  температури и  до 3500 целзиусови степени. Меѓутоа,  за секојдневнаупотреба и  во многу индустриски процеси, најголема примена наоѓаат уредите кои работаатна температури под 100 целзиусови степени. Претварањето  на  сончевата  енергија  во  топлина  е  едноставен физички процес:зрачењето  директно  се  апсорбира  во  разни материјали,  при  што апсорбираната  енергијаво  најголем  дел  се претвора  во  кинетичка  енергија  на електроните и во вибрации наатомите на материјалот од кој е направен апсорберот, а тоа се манифестира како неговозагревање. Уредите во кои се врши апсорбирање и трансформирање на сончевото зрачење вотоплина, се нарекуваатсончеви колектори на сончева енергија. Според конструкцијата иначинот на функционирање, се разликуваатрамни и фокусирачки сончеви колектори.Рамните сончеви колектори го собираат глобалното (директното и дифузното) сончевозрачење и го трансформираат во топлина со температура до 100 целзиусови степени, додека фокусирачките,со помош на оптички систем, го концентрираат само директното сончево зрачење. Кај нивможат да се постигнат температури и до 3000 целзиусови степени. Кога сончевото зрачење ќе падне на некој апсорбер, еден дел ќе се апсорбира, а другќе се рефлектира како што е прикажано на сл.

Сл. Апсорпција и рефлекција на сончевото зрачење: 1сончево зрачење, 2апсорбирано зрачење, 3рефлектирано зрачење, 4апсорбер.

Р амни колектори  

За нискотемпературна конверзија на сончево зрачење (t < 100 C) се користат рамни колектори  кои  го  користат  и  директното  и дифузното  сончево  зрачење. Рамнитесончеви колектори се наједноставни, неподвижни уреди со помош на кои глобалнотозрачење може да се апсорбира и претвори во топлина. Во зависност од работниот флуид,рамните колектори се делат на колектори со течност и колектори со воздух. Колектори без концентрирање на сончевото зрачење Трансформацијата на сончевото зрачење во топлинската енергија (загреана течност,или загреан воздух) без концентрација на сончевото зрачење, се врши во рамни сончевиколектори.

Течности кои, како флуиди за трансфер на енергијата, најмногу се користат кајрамните колектори се: вода, смеса на антифриз, или на различни јагледоводородни исиликонскитермички масла. Рамните колектори се најпогодни за примена онаму каде што се работи со нискитемператури, како што е подготовка на топла вода за санитарни потреби и греење. Тие гоапсорбираат како директното, така и дифузното зрачење. Во текот на сончев ден дифузнотозрачење учествува со околу 10%, а во облачен ден 100% од вкупно апсорбираната топлина воколекторот. Бидејќи нема потреба да го пратат Сонцето, цената на чинење и трошоците заодржување се минимални. Правилно конструиран и прописно изработен рамен сончевколектор има работен век од 10 до 25 години, па дури и повеќе. Колекторите изработени одбакар и стакло имаат нешто подолг работен век. Со користење на омекната вода, работниотвек се продолжува. Рамниот сончев колектор се состои од следниве делови: -Тело на колекторот -Провидна покривка (ги пропушта сончевите зраци), -Апсорбер (апсорпциона плоча која ја впива топлината), -Изолација (за заштита од губење на топлината), -Цевки, или канали за транспорт на флуидот (течност или воздух) 

Тело на колектор. 

Телото на колекторот служи за -Сместување на елементите од колекторот, -Заштита на апсорберот и изолацијата од атмосферските влијанија,

 -Намалување на загубите на топлина од апсорберотсо конвекција и кондукција. Телото на сончевиот колектор може да се изработи од метал, или од пластични материјали.Покрај металите, како што се челик, алуминиум, манган и др. за изработка на телото одколекторот може да се користи и поцинкувана ламарина,фибер стакло, високотемпературнитермопластични материјали и дрво. Бидејќи дрвото е запаливо и брзо се распаѓа, сепрепорачува да не се користи за изработка на телото од колекторот. Телото на колекторотможе да се вгради во кровната инструкција или на ѕидот, со што ќе се намалува нивнатацена. Телото од сончевиот колектор мора да обезбеди добро затнување (за да се заштитиколекторот од влага и други загадувачи), правилно сместување на сите делови, посебно на:апсорберот, провидната покривка и изолацијата. Делот под апсорберот (дното) и бочнитестрани на колекторот, топлински се изолираат. Провидна покривка

Провидната покривка има две основни задачи: во сончевиот колекторда создаде ефект на стаклена градина и да го заштити апсорберот од непосреден контакт соатмосферскиот воздух. Покрај овие две основни задачи, провидната покривка на сончевиотколектор треба да го штити апсорберот од: прашина, атмосферски падавини и другиатмосферски влијанија. Тоа значи дека таа треба да биде издржлива на механички итоплински оптоварувања, но треба да биде и хемиски постојана. За провидна покривка на колекторите можат да се користат повеќе видови материјали. Горенаведените услови најдобро ги задоволуваат стаклените плочи и пластичните фолииизработени од смеса на стаклени влакна и разни видови полимери. Повеќето пластичниматеријали го спроведуваат сончевото зрачење исто како и стаклото. Затоа од пластичнитефолии треба да се бираат оние кои треба да ги задоволуваат условите за трансмисија насветлоста и да имаат постојана боја во текот на подолг период на користење. (Пластичнитематеријали иако се отпорни на механички оштетувања, под дејство на ултравиолетотвотосончево зрачење се деградираат. Затоа нивната примена е ограничена до температури, коинема да предизвикуваат сериозни деформации. Најчеста деформација на пластичната фолијае рамната површина да постане брановидна.) Иако стаклото овозможува низ него да помине најголемиот дел од сончевите зраци, треба дасе има во предвид дека истото рефлектира околу 10-15% од пристигнатите сончеви зраци.Покривката може да биде изработена и со двослојно застаклување, но со тоа се зголемуварефлексијата, односно низ ваква покривка минува помало сончево зрачење. На количинатана сончевото зрачење што минува низ стаклената покривка, влијание има и дебелината настаклото (низ

стаклена плоча од 3мм минува 85%, а од 6мм само 81% од пристигнатотосончево зрачење). Се препорачува дебелината на стаклото да изнесува (3,2-6,4)мм. Бројот на покривките се бира во зависност од: типот на апсорпционата плоча, цената и микроклиматана местото во кое треба да се постави колекторот. Одлучувачки фактор за изборот на бројотна прекривки (од 1-3 па и повеќе) има температурната разлика помеѓу апсорберот иоколината. Поголемиот број на покривки ги намалува загубите на топлина и овозможуваапсорберот да работи со повисока температура, но со тоа се смалува и вкупнатапропустливост на сончевото зрачење. Најчесто колекторите се изработуваат со една, или содве прекривки. Ако се користат во посеверни региони, каде надворешни температури вотекот на зимата се релативно ниски, се препорачува да се користат колектори со две, па и сотри прекривки. Апсорбер.

Тоа е најважниот и најосетлив дел од сончевиот колектор, бидејќи од него главнозависи ефикасноста на колекторот. Треба да апсорбира што е можно поголема енергија одсончевото зрачење, да губи што е можно помала енергија кон околината и да ја предаватоплината на флуидот за трансфер на енергијата (треба да бидат  спектрално селективнит.е да имаат  α > 0,9 ,   ε < 0,2), ако се има во предвид дека апсорберот во исто време е иизменувач на топплина (топлинска енергија примена од Сонцето се предава на флуидот затранспорт, кој ја носи до потрошувачот, или акумулаторот на топлина со цел истата подоцнада се користи) 

Основни карактеристики кои еден апсорбер треба да ги поседува се: -Висока способност за апсорпција на краткобраново зрачење и лоши карактеристики заемитирање на долгобраново зрачење, -Структурата на материјалот да е способна да поднесе температурни промени над 100oC,

-Да се изработи од материјал (најчесто метал) со висока термичка спроводливост конфлуидот за трансфер на топлината, -Материјалот да е отпорен на корозија кон флуидот за трансфер на топлина. -Конструкцијата на каналите за струење на флуидот за транспорт на топлината, какошто е обликот, бројот и начинот на кој истите се споени со апсорберот, -Конструкцијата на приклучните цевки за довод и одвод на флуидот за трансфер натоплина и др.

 Најчесто се изработуваат од бакар, алуминиум, челик, манган и специјални видови напластични материјали. Постојат можности за разни комбинации на овие материјали, например: плоча од бакар со алуминиумски цевки, и обратно. Апсорберите со бакарни цевкиимаат добра спроводливост на топлина и се долготрајни во експлоатацијата, но се поскапи.Кај алуминиумските апсорбери постои опасност од корозија, посебно во проморските места,каде во воздухот има пристуство на сол. Челичниот апсорбер е поевтин, но има помаласпроводливост на топлина од Барот и Алуминиумот и може лесно да кородира. Површината на апсорберот изложена на Сонце, се премачкува со специјален т.н. селективенслој . Најчесто се користи црна боја, која добро го апсорбира високофреквентното сончевозрачење (скоро 95%), а лошо го емитува ниско фреквентното инфрацрвено зрачење. Со тоасе смалува загубата на топлина поради рефлексија и дифузија на светлината и се зголемуваспособноста за апсорпција на површината. Способноста за апсорпција на сончевото зрачењетреба да биде >0,9 а способноста за емитирање <0,1. Слојот на боја треба да биде штопотенок, бидејќи бојата е изолатор и лош спроводник на топлина. Со цел да се зголеми векотна експлоатација на колекторот, црната боја мора да биде отпорна на температури до 160Ц.Апсорберите премачкани со црна боја се нарекуваат и апсорбери со неселективен слој. Постојат апсорбери и со селективен слој. Кај таквите апсорбери површината изложена насончево зрачење се покрива со специјален слој од: галванизиран црн никел, црн хром,бакарен оксид или анодизиран алуминиум. Селективниот слој на апсорберот се нанесува соелектролиза. Апсорбер со селективен слој добро го апсорбира краткобрановото зрачење одвидливиот дел на сончевиот спектар, а лошо го емитира долгобрановото инфрацрвенозрачење. Сончевиот колектор со ваков апсорбер има мали загуби на топлина од зрачење наапсорберот, бидејќи тој повеќе апсорбира отколку што емитира топлинска енергија. Од 100%сончево зрачење што ќе го прими, селективниот слој од црн никел (никел-цинков сулфид) апсорбира околу 95% од инфрацрвеното зрачење, а одбива само околку 5%. Затоа, вопоследно време кај сончевите колектори с, а лошо го емитира долгобрановото инфрацрвенозрачење. Сончевиот колектор со ваков апсорбер има мали загуби на топлина од зрачење наапсорберот, бидејќи тој повеќе апсорбира отколку што емитира топлинска енергија. Од 100%сончево зрачење што ќе го прими, селективниот слој од црн никел (никел-цинков сулфид)апсорбира околу 95% од инфрацрвеното зрачење, а одбива само околку 5%. Затоа, вопоследно време кај сончевите колектори се повеќе се користи селективен слој. Недостаток еи тоа што се уште е доста скап и недоволно испитан на издржливост на топлински имеханички оптоварувања и на влага.     

Активно и пасивно греење на вода

Принципите на загревање на топла санитарна вода се добро познати и разработени восистемите за загревање вода со електрична енергија  и во Македонија се сé повеќеприменливи. Основните елементи на соларните затоплувачи на вода можат да бидат комбинирани воповеќе различни конфигурации. Во зависност од конструкцијата системите можат даДиректни (отворени, проточни) или индиректни(затворени, циркулациони). Директнитеуште се нарекуваат и Пасивни или системи со природна циркулација на флуидот. Работи  врзпринцип  на искористување  на разликата  во  густините  помеѓу  ладна  и  загреана течности  делувањето  на гравитацијата. Од колекторот, загреаниот флуид заради помалата густина(и релативна маса) се подига нагоре кон резервоарот,  каде и  ја предава топлината на водатакоја тече во одвоен циркулационен круг од водоводна мрежа. Притоа флуидот се лади, му сезголемува густината и тој повторно се враќа во колекторот. Со тоа се воспоставувациркулација на флуидот без потреба од циркулациона  пумпа  и  дополнителни  контролниуреди.  Затоа овој систем се нарекува пасивен. Како  флуид,  заради можност  од мрзнење,се  користи  антифриз (гликол).  Во  периодите  на  помал интензитет на сончево зрачење,постои можност за вградување на електричен грејач заради дополнително помошнозагревање на водата. Типичен соларен систем за задоволување на 90-100% од потребите затопла вода на просечно семејство, во летните месеци, има колектор со површина 3- 4 m2 и резервоар од 150- 200 l.

Принципиелна шема на систем за пасивно загревање на вода. Како работен флуид се користиантифриз заради заштита од мрзнењеДругиот тип на системи уште се нарекуваат и активниили системи со принуднациркулација на флуидот. Основни компоненти  на  соларните  системи  со  принуднациркулација  на флуид се: сончев колектор (1); резервоар (8) со изменувач на топлина

(6)циркулациона пумпа со арматура (5) и контролен уред (4). Како дополнителен извор натоплина, во периодите кога нема сончево зрачење, може да се користи електричен, грејач којсе сместува во резервоарот за топла вода, или да се користи дополнителен котел кој согоруванафта или природен гас (9). Циркулација на водата меѓу котелот и резервоарот  се  остварувасо  циркулациона  пумпа. Контролниот  уред (4),  кој всушност  е  диференцијалентермостат  со потребната  автоматика,  ја  управува работата на пумпата (5). Таа се вклучувакога разликата на температурите на водата во колекторот и резервоарот ќе ја надминезададената вредност (обично 5- 150С).Принципиелна шема на активен систем за загревање на вода.

 

Пасивни системи на загревање  Системот за греење на просторот со помош на Сончевата енергија може да бидепасивен, активен или комбинација од двата. Пасивните системи обично се поевтини ипоедноставни од активните. Меѓутоа, за пасивниот начин на употреба на енергијата наСонцето треба да се води евиденција уште при процесот на градење на објектите. Најпознатпример за пасивна употреба на Сончевата енергија е стакленикот. На сличен начин,пасивниот систем за греење на стамбени објекти ја користи топлината со помош наелементите од објектот–големи прозори ориентирани кон југ, подови и ѕидови кои јаапсорбираат топлината во текот на денот а во текот на ноќта акумулираната топлина јаослободуваат. При веќе изградени објекти, единствен начин да се воведе соларен систем епреку активен систем. Во комбинација со модерните методи, изолации и материјали пасивната соларна техникадава совршени резултати, а ако се надополни со активната соларна технологија се добиваавтономен систем, идеално решение за куќите далеку од населените и инфраструктурата. Пасивни системи.

Терминот означува дека не е потребно вложување електричнаенергија, а се засноваат на спонтани природни процеси. Тоа значи дека оваа технологија е100% еколошка и усовршувана од старите населенија до денес. Овој термин се однесува на градби кои се градени така што самите делуваат како соларенколектор и акумулатори на топлина. Овој начин на користење на соларната енергија е многуефикасен и ефтин бидејќи не е потребна никаква додатна опрема. Градежните материјаликои се користат при пасивните соларни системи не мора да бидат многу поскапи одкласичните, бидејќи пасивната соларна архитектура лежи во добриот функционален дизајн, ане во користење на некакви специјални технологии. Како резултат на ваквите градби,потребите на додатни горива за загревање можат да бидат намалени и до 90%. Пасивнатасоларна енергија е далеку поефикасна и поевтина од активните соларни системи бидејќи започеток не потребно купување на никаква опрема. Покрај тоа, кај активните соларни системие потребна додатна енергија за дистрибуција на акумулираната топлина, најчесто електричнаенергија за погона на пумпата која топлата вода ја насочува кон радијаторите. Негативната страна на овие изведби е што веќе еднаш изграден објект, ако не е во склад соправилата на пасивната соларната технологија, скоро никако или многу тешко може да сепретвори во пасивен соларен објект. 

Има два вида пасивни сончеви техники за обезбедување на топлина: директна топлинскадобивка и индиректна топлинска добивка. Директна топлинска добивка е енергија на зрачење која е резултат на сончевата светлинакоја директно налегува во станбените простории преку прозорците поставени на јужнастрана и која ги загрева

внатрешните површини (ѕидови, мебел, подови и др.). За да сепостигнат директни добивки, прозорските површини поставени на јужна страна треба да седимензионираат според климатот, типот на применетите прозорци и количеството натермална маса во домот. Индиректни топлински добивки се постигнуваат со соодвено проектирање кое предвидувасончев простор или Тромбеов ѕид кој ја апсорбира топлината од сонцето пред да ја пренесево другите простории во домот. Воздухот кој се загрева во сончевиот простор (сончеваградина) циркулира природно или со помош на вентилатор кои го пренесуваат во другитесоби. Пасивната соларна архитектура се базира на неколку основни начела,правилна ориентацијана објектот, надстрешница, прозорци, топлотни заштиници, бојата на ѕидовите и елементите(мебелот), тромбов ѕид, воден ѕид, стаклена веранда, подно складиште на толина итн. 1.Правилна ориентација на објектот имајќи ги во предвид страните на светот. Пасивните соларни објекти најчесто имаат тлоцрт во облик на квадрат, така штоедната страна на квадратот е подолга од другата. За да би се постигнало максималноискористување на сонцето, подолгата страна мора да биде насочена во потегот исток-запад, при што се постигнува целата површина да е изложена на сонце (кон југ). Кај директната техника на сончевото зрачење фасадата од објектот треба да сеориентира кон југ со можни одстапувања од 20˚ кон исток и 30˚ кон запад. Порадинаведените одстапувања објектот ќе прими 10% помалку енергија од енергијата којаби ја примил кога објектот би бил ориентиран строго кон југ. Одстапување од 45˚ одјуг не ја намалува енергијата повеќе од 20%.  2.Големи стаклени површини на страната изложена на сонце За да биде максимално искористен потенцијалот на сонцето, треба да се овозможисончевото зрачење во максимална количина да продре во внатрешноста на градбата.Тоа се постигнува со поставување на стаклени површини на јужната страна наобјектот. Треба да се внимава стаклената површина да не биде преголема, бидејќишреку ноќта и во текот на облачни денови, акумулираната енегија се губи преку овиеповршини. За смалување на ефектот на губење на топлина преку стакленитеповршини се користат изо-стакла или термо-стакла. Во некои случаеви се користатподвижни затварачи со кои ноќно време се прекриваат стаклените површини и притоасе смалува интензитетот на губење на топлината. Од источната, западната и севернатастрана можат да се постават мали прозори кои ќе служат исклучиво за обезбедувањена дневна светлина. Во соларната архитектура, покрај прозорите се користат и кровните прозори соразлични облици, димензии и положби. Сончевото зрачење кое поминува низвертикалните кровни прозори се апсорбира на внатрешните страни од ѕидовите наобјектот.  3.Стреа која спречува летно време светлината да продира во внатрешноста наобјектот Во текот на потоплите периоди во годината, големите стаклени површини можат дапредизвикаат прегревање на просторот. За да се спречи тоа, се користи фактот што патеката која сонцето ја опишува во зимски период е

 многу ниска во споредба сопатеката во летен период. Должината на стреата мора точно да биде одредена такашто во периодот кога на корисниците не им е потребно повеќе загревање, стреата гоблокира патот на сончевите зраци.    4.Доволна количина на термална маса Во пасивната соларна технологија, за време на зимски сончев ден, има доволнотоплина и притоа нема потреба од додатно греење. Меѓутоа, кога не би постоелоакумулирањето на топлина, со заоѓање на сонцето, одма би се почувствувалнедостатокот на топлина. Затоа е потребно да се врши акумулација на топлината сопомош на термална маса. Во тој контекст, за преградните ѕидови или за материјал одкој се гради подот се користат материјали со висок топлински коефициент. Тоанајчесто се бетонски, камени или циглени елементи, а не ретко се користат и водениѕидови, заради високиот топлински коефициент на водата. На тој начин, и преку ноќтаи за време на облачни денови, термалната маса врши ослободување на топлинатасобрана при сончеви денови. Термалната маса е важна и во летен период бидејќи ја впива топлината од просторот,правејќи го на тој начин поладен. Во овој случај, важно е преку ноќта да се обезбедиладење на термалната маса  5.Топлинска изолација За да се успори процесот на ладење на просторот, во пасивните соларни архитектурисе користат обилни количини на топлинска изолација, понекогаш и три пати повеќе вооднос на класичната архитектура.  6.Бојата на ѕидовите и елементите (мебелот) Како и се претходно, големо влијание на сончевото зрачење има и бојата на ѕидовите,ѕидовите кои се темно обоени повеќе го апсорбираат сончевото зрачење од светлообоените ѕидови. Во соларната архитектура се прифаќаат обоените ѕидови со коефициент на апсорбцијаод 0.5-0.8. Коефициенти на апсорбција на сончевото зрачење е различен за различни материјали.

Соларна (фотонапонска) ќелија Соларната ќелија е уред чија работа базира на законите на квантна механика. Зарадитоа, за темелно и детално разбирање на нејзиното функционирање е потребно познавање одфизика на полупроводници. Соларните ќелии ги користат полупроводничките материјали за да го претворатсончевото зрачење во електрична енергија. Карактерот на тој процес е многу сличен софизичките процеси кои се јавуваат кај добро познатите полупроводнички диоди итранзистори. Основен материјал за таа намена е чистиот кристален силициум. Сите материјали се состојат од валентен и водлив појас, па така и проводниците,изолаторите и полупроводниците. Разликата е во тоа што изолаторите и полупроводницитеимаат така наречен забранет појас кој се наоѓа помеѓу водливиот и валентниот појас. Кајизолаторите забранетиот појас е многу широк, па електроните не можат да го „прескокнат“ изатоа изолаторите не спроведуваат електрична струја. Кај металите двата појаси сеиспреплетуваат па немора да се побудуваат и тие секогаш проведуваат. Кајполупроводниците во состојба на „мирување“ електроните се наоѓаат во валентниот појас исе неутрализирани, т.е. не проведуваат струја. Ако тие електрони се побудат со доволноенергија за да можат да ја прескокнат забранетата зона и се доведат до водливиот појас, тиеќе започнат да проведуваат. Најчест материјал за изработка на фотонапонските ќелии е силициум и тоа во триоблици: монокристален, поликристален и аморфен. Во последно време во развој на нова технологија за производство на тенкослојни (халкопиритни) фотоволтаични ќелии.Тенкослојните  технологии,  во споредба  со  кристалниот  силициум, овозможуваат знатназаштеда  на материјал,  поедноставен  технолошки  процес  и значително понискипроизводни цени. Материјалите кои се користат имаат поголем коефициент  на  апсорпцијашто  овозможуваа  изработка  на  многу тенки  ќелии  со дебелина од неколку микрометри.Производниот процес е континуиран и не бара високи температури.  Изработката намодулите,  вклучувајќи  ги  и  меѓусебните  врски на ќелиите  обично се  изведува  во  текотна  нанесувањето  на  полупроводничките слоеви. Главни материјали за изработка се:

-аморфен силициум, кадмиум телурид, бакариндиум

-диселенид и сродни легури.

Сончевата ќелија се изработува така што кога се осветли, на нејзините краеви се јавува електромоторна сила (напон). Кога се осветли ќелијата, апсорбираните фотонипроизведуваат парови електрони-шуплина. Ако апсорпцијата настане во близнина на pn-спојот, внатрешното електрично поле кое постои во осиромашеното подрачје

ги одвојуваелектронот и шуплината (електронот се движи кон n-страната, шуплината кон p-страната.Таквото концентрирање на електроните и шуплините на соодветните страни на pn-спојотпредизвикува електромоторна сила на краевите на ќелијата.

Примери за примена на сончевике ќелии

Автомобил со соларен погон

Играчки со соларни погони

Напојување на метеролошки станици

Авион со погон на струја од соларни ќелии

Соларни панели на меѓународната вселенска станица

Видови сончеви централи

   

         

 

Заклучок

Соларните процеси во главно се карактеризираат со високи почетни  и малиоперациони (работни) трошоци. Од тука како основен економски проблем се јавува оној наспоредба на познатите почетни трошоци, со очекуваните работни трошоци во иднина.Повеќето процеси на сончева енергија бараат и основен (конвенционален) извор наелектрична енергија, така што системот ќе вклучи и соларна и конвенционална опрема игодишните оптоварувања ќе се определат со комбинација на изворите. Во основа опремата засоларна енергија се купува денес за да се намали утрешната сметка за гориво. Неколку економски критериуми се предложени и се користат за оценување иоптимизација на системи за соларна енергија, но не постои општа согласност за тоа кој требада се користи. Соларна енергија со најмал трошок е разумна фигура на важност за системи во коисоларната енергија е единсвениот енергетски извор. Добивањето на системот на најмалитрошоци може да се дефинира како покажување на минимално поседништво и оперативнитрошоци во текот на траењето на системот, земајќи ја во предвид само соларната енергија. Трошоци за време на векот на траењее сума од  сите трошоци поврзани сосистемот за испорака на енергија во текот на неговиот животен век или во текот населектиран период на анализи, во денешна парична единица, и ја зема во предвид ивременската вредност на парите. Заштеди за време на векот на траење(нето сегашнавредност) се дефинира со разликата помеѓу трошоците за време на векот на траење наконвенционален систем само на гориво и трошоците за време на векот на траење на соларенплус основен енергетски систем. Годишни животни трошоци е просечен годишен одлив на пари.Вистинскиотпроток варира во зависност од годината но сумата во периодот на економска анализа можеда се конвертира во серии на еднакви плаќања во денешни парични единици еквивалентни наварирачките серии. Време на исплата е она време за кое сончева ќелија или фотонапонски систем требада се екплоатираат како би ги повратиле вложените средства (во производство, воинсталација, во одржување и.т.н). Ова време, покрај инвестициите во системот зависи и одклиматското и географското подрачје каде системот е инсталиран, трошоците запроизводство и ефикасноста на сончевите ќелии. Во европа, за просечна озраченост од околу1700 kWh/m2/god.согласно материјалот од кој се направени ќелиите, ова време изнесува:

 -Кристален Si 2.7 години -Полокристален Si  2.2 -1.7 години -CaTe 1.0 години Времето на исплата се дефинира на повеќе начини. Во продолжение се наведени неколку коиможе да бидат сретнати:

А-Време потребно за годишниот проток на пари да стане позитивен В-Време потребно, кумулативните заштеди на гориво да се изедначат на вкупните почетниинвестиции, што е онолку долго колку што треба за да се поврати инвестицијата со заштедаво гориво. Најчест начин за пресметување на овој период на повраток е без одземање назаштедите во гориво. Може исто така да се пресмета со употреба на одземените заштеди вогориво. С-време потребно кумулативните заштеди да достигнат нула вредност. Д-Време потребно кумулативните заштеди да го достигнат почетното плаќање на соларниотсистем Е-време потребно за кумулативни соларни заштеди за изедначување на

останатите долговина системот за соларна енергија. Најчесто

применувана дефиниција за време на исплата е В. Секое од овие времиња наисплата може да имаат влијание во разгледувањето на економските цели на различникорисници на соларни процеси.

 

Користена литература

http://www.scribd.com/doc/45256525/Seminarska-Iskoristuvanje-na-Soncevata-Energijahttp://sr.wikipedia.org/wiki/Solarno_grijanjehttp://www.forum.idividi.com.mk/forum_posts.asp?TID=22366