Muqobil energiya manbalari

Quyosh energiyasini aylantirgichning F.I.K. hisoblash
Odatda quyosh energiyasnni aylantir gichning F.I.K. xisoblash kuyidagi asosiy etaplarni o‘z ichiga oladi.
1.Tushayotgan fotonlar oqimining zichlidan kelib chiqgan xolda fototek integral zichligini hisoblash.
2. Quesh elementning (QE) maksimal solishtirma quvvatini hisoblash.
3. F.I.K. ni [8] munosobat yordaimida hisoblash.
(12)
bu yerda Q-to‘ldirish koeffitsienti, I_q.t. - qisqa tutilish toki, V_XX - bo‘sh yurish kuchlanishi, S_ayl - QE ning aktiv maydoni, P_E - tushayotgan yorug‘lik oqimining quvvati. Bu yerda ikkita parametr axamiyatli qiymatga ega. Bu, quyidagi ifoda bilan aniqlanadigan bo‘sh yurish kuchlanishi:
(13)
bu yerda к - Bolsman doyimiy koeffitsienti, T - temperatupa, q - elektron zaryadi, I₀ - korong‘ilik toki, I_L - fototek zichligi va to‘ldirish koeffitsienti
(14)
Bu yerda P_m – maksimal solishtirma quvvat.
Ifoda (14) xarakteristikasi kvadrat shaklidan qanchalik farqlanishini ko‘rsatadi. Shuning uchun soddalashgan turda F.I.K. (12) shakilda ko‘rsatilishi mumkin. Ushbu ifodadan ko‘rinib turganday F.I.K.ti to‘ydirish toki Q, I_q.t. - qisqa tutilish toki va V_xx- bo‘sh yurish kuchlanishiga to‘g‘ri proporsional bo‘ladi, ya’ni qanchalik to‘ydirish koeffitsienti shakli to‘g‘ri burchaklikga yaqin bo‘lsa, ifoda qiska tutilish toki va bo‘sh yurish kuchlanishi qanchalik katta bo‘lsa, shunchalik F.I.K. katta bo‘ladi. Ifoda (12) dagi asosiy aniqlovchi parametr bu (elektr energiya iste’molchining) yuklanish qarshligiga kuchli bog‘langan, qisqa tutatish toki bo‘ladi. Yuklanish qarshiligi elektrofizik xususiyatlari yetuk bo‘lmagan quyosh elementlari uchun, R_H ortishi bilan, I_q.t. keskin kamayadi. Demak. Q xarakteristikaning shakli kvadratdan katta farqli bo‘ladi. Ideal quyosh elementlari uchun Q 0,3 dan 0.5 chegarada o‘zgarib turadi. Masalan, (Q=5da to‘ldirish xarakteristikasi katetlarida I_q.t. va V_xx joylashgan, to‘g‘ri burchakli uchburchak bo‘ladi. Misol uchun, Q = 0,6, qisqa tutatish toki I_q.t.=20mA/sm² , V_xx=0,7V, integral yorug‘lik oqimi 1000 Vt/m² bo‘lganda quyosh elementining F.I.K. xisoblaymiz. Formula (12) dan keng ishlab chiqarilayotgan, o‘lchamlari 60 mm X 60mm, I_q.t.=700mA/sm², V_xx=0,7V quyosh elementlari uchun quydagiga to‘g‘ri keladi.

Bundan ko‘rinib turibdi, 3,5A tokni ist’emol qiluvchi, ~750 Vt quvvatli elektr nasosni ta’minlash uchun yig‘indi toki I_q.t.= 3,5A ga teng beshta moduldan tashkil toigan kuyosh batareyalari kerak buladi. Bu esa kushimcha materiallar sarf etilishini talab kiladi, natijada kuyosh batareyalarning narxi kutariladi. Shu bilan bir vaktda bir elementning yuklama kuvvati 140 Vt ga yetadi. Kuyosh elementlarining F.I.K. ni kutarishga imkon beradigan usullardan biri. (?-tuldirish koeffitsientini kutarish buladi.
Quyosh elementi F.I.K. nurlanish intensivligiga bog‘ligi.
Bu yerda, F.I.K. past, polikristal yarim o‘tkazgich misolida tayorlangan, quyosh elementlari va uni ko‘tarish imkoniyatlari, tadqiqotlarning natijalari muxokoma qilinadi. Bu masalani yechishning ko‘p usullari mavjud. Bularga, aylantiruvchining o‘z elementlarining elektrofizik mikroparametrlarni optimallashni, xususan xayot vaqti τ, asosiy bo‘lmagan tashuvchilar xarakatchanligi μ, diffuzion qatlam qalinligi va boshq, o‘z ichiga olgan, ko‘p ilm talab qiluvchi texnik usullar kiradi. Bundan tashkari quyosh elementni berilgan spektr soxasidan qo‘shimcha fon nurlanish bilan yoritish yoki tashqi elektr maydon ta’sirida, uning F.I.K. ko‘tarish mumkin.
Tanlangan texnologiya bo‘yicha, seriyali tayorlashda, quyosh elementlar sifatiga javob beruvchi I_q.t.,V_xx va Q kattaliklar bo‘lib, bular sortirovkada, tushayotgan nurlanish quvvatining aylantirish P_p/P_e koeffitsientiga bo‘lgan ta’siri xisobga olinmaydi, bu yerda P_p quyosh elementining kelishilgan yuklanishda chiqaradigan quvvati. Natijada ishlangan F.I.K. kichik bo‘lgan quyosh elementlar foydalanish uchun yaroqsiz deb xisoblanadi. F.I.K. kam bo‘lib tayorlangan quyosh elementlarining tadqiqot natijalari va ularni ko‘tarish imkoniyatlari pastda ko‘rsatilgan.
Quyosh element sifatida, metall taglikdagi, aktiv maydoni S_ayl =4,32sm², CdTe asosidagi polikristal plenkasi tanlangan. Quyosh elementiga tushayotgan integrall yorug‘lik oqimining P_E quvvati 8 mVt/ sm² dan 400 mVt/sm o‘zgaradi - P_e quvvat maksimal bo‘lganda, to‘ldirish koeffitsientiga to‘g‘ri keladigan, tok zichligi I_q.t.=14,8 mA/sm², V_xx=0,66 V bo‘ladi. Umumiy qabul qilingan “Quyosh-S” bo‘yicha nurlanish intensivligini darajalash lS-4,7 S ni tashkil qiladi, bu yerda 1S=3-10¹⁷ foton/sm²·sek. ga teng. Olingan natijalar. Yorug‘lik oqimining aylantirish koeffitsienti P_p/P_E, nurlanish intensivligi 1,2 (~100mVt/sm²) bo‘lganda, maksimal qiymatga ega bo‘lib, nurlanish intensivligi o‘sishi bilan pasayadi va 3,5 S-5 S soxada, P_r/P_e-~2,5-2,6% qiymatga to‘g‘ri kelib, yorug‘lik oqimining elektr energiyaga aylangan qismini ko‘rsatadi. (Rasm 19). Bu xolda quyosh elementining F.I.K η=0,73% bo‘ladi.
Bunday past F.I.K nurlanishni elektr energiyaga aylantirishning past koeffitsientiga bog‘lik, I_q.t. va, V_xx xuddi shu qiymatlarida, P_P/P_E ning maksimal qiymatiga to‘g‘ri keladigan intensivlik bilan nurlanishda, η=3,56% bo‘ladi, ya’ni 5 marotoba yaxshilanadi. Yuqori intensivlik nurlanish bilan nurlashda, yorug‘lik oqimining asosiy qismi quyosh elementning o‘zini isitishga saflanadi va elektron-teshikcha juftlarning tegishli konsentratsiyalarini tashkil qilishga qarshilik qiladi deb faraz qilinadi.
Tadqiqotlarda olingan natijalari ko‘rsatadiki, quyosh elementning F.I.K. maksimalga yetish uchun nurlash intensivligi aylantirish koeffitsientning maksimum soxasidan tanlanishi kerak. Tadqiqod qilingan polikristallik plenkali yarim o‘tkazgichlar asosidagi quyosh elementlar uchun. Toshkent sh. kenglikda optimal P_E~100 mVt/sm²,(1 S).
Optimal nurlanish intensivligini tanlash bu quyosh elementlar ekspluatatsiya rejimlarini optimallash alternativ usullardan biri bo‘lib, ularning F.I.K. ni ko‘tarish uchun xizmat qilishi mumkin.