Quyosh nuri energiyasi asosida elektr energiyasi ishlab chiqarish

Hozirgi paytda quyosh kollektorlarining oynali va oynasiz turlari mavjud. O‘z navbatida oynali quyosh kollektorlarining standart yassi sirtli, cheklangan konveksiyali, shaffof issiqlik izolyasiyali, vakuumli yassi sirtli, va havoli turlari mavjud. 4.4- rasmda tipik quyosh kollektorining prinsipial sxemasi va unda energiya oqimining taqsimlanishi tasvirlangan. Undan ko‘rinadiki, kollektroning asosiy konstruktiv elementlari bo‘lib, uning korpusi, issiqlik izolyasiyasi, ishchi massa (suyuqlik) harakatlanuvchi quvurchalar, uzunligi davomida quvurchalar payvandlab mahkamlangan quyosh nuri issiqligini yutuvchi metall plastinkalar va ustki sirt oyna hisoblanadi. Kollektorga tushuvchi quyosh nuri energiyasi G0 ning G1 qismi ustki sirt oynadan va G2 qismi quyosh nuri issiqligini yutuvchi metall plastinkalardan qaytadi. Metall plastinkalar orqali qabul qilingan issiqlikning Q1 qismi oyna sirt orqali tashqariga va Q2 qismi issiqlik izolyasiyasi orqali chiqib ketishi natijasida muayyan isrof sodir bo‘ladi. Birlamchi quyosh nuri energiyasining qolgan qismi QA ishchi massaning issiqlik energiyasiga aylanadi. Bunga mos holda kollektorning foydali ish koeffitsienti QA/G0 nisbatga tengdir.
Quyosh nuri energiyasi asosida elektr energiyasi ishlab chiqarish
Yuqorida eslab o‘tilganidek, bugungi kunda quyosh nurining energiyasi hisobiga elektr energiyasi ishlab chiqarishning fotoelementlar, parabolasimon quyosh kollektorlari va geliostatlardan foydalanishga asoslangan usllari mavjud. Qo‘yida ushbu usullar bilan tanishib chiqamiz.
Quyosh nuri energiyasini fotoelementlar asosida elektr energiyasiga aylantirish. Fotovoltik elektr stansiyalar
G
G
G
Q
Q
QА
Quvurchalar
Metall plastinkalar
Ustki oyna
Quyosh nuri energiyasi elektr energiyasiga aylantiruvchi tobora rivojlanib borayotgan istiqbolli texnologiyalardan biri yarm o‘tkazgich fotoelementlardan foydalanishni ko‘zda tutadi.
Quyosh batareyalaridagi fotoelementlarning ishlash prinsipi fotogalvanik effekt prinsipiga asoslangan. Bu effektni 1839 yilda Aleksandr Edmond Bekkerel kuzatgan. U o‘z tajribalarida quyosh nurining energiyasini keyinchalik fotoelementlar deb nom olgan maxsus yarim o‘tkazgichlar yordamida uzatish mumkinligini aniqlagan.
Hozirgi davrda quyosh nuri energiyasini elektr energiyasiga o‘zgartiruvchi eng samarali va istiqbolli fotoelement bo‘lib kremniyli element hisoblanadi. Kremniy kristallari asosida yaratilgan fotoelektrik o‘zgartiruvchlar (fotoelementlar) quyosh nurini yaxshi o‘tkazadigan toblangan qalin yassi oynalarga germetik qilib jaylashtiriladi. Bunday elementlar ketma-ket va 35

parallel shakllarda yig‘ilib, kerak bo‘lgan quvvat va kuchlanishdagi quyosh panellari (fotovoltiklar) yig‘iladi.

Kremniy hozirgacha fotoelementlarni ishlab chiqarishda asosiy material bo‘lib kelmoqda. Umuman olganda, kremniy – Yer yuzida keng tarqalgan elementlardan ikkinchisi hisoblanadi, uning zahiralari kattadir. Undan foydalanishdagi yagona muammo – uni tozalashdir.
Toza holdagi kremniyning narxi qimmat, chunki uni ishlab chiqarish jarayoni juda murakkkab va ko‘p mehnatni talab etadi. Hozirda shunga o‘xshash, foydali ish koeffitsienti kremniynikidan qolishmaydigan elementlar ustida izlanishlar olib borilmoqda. Kelgusida bu maqsadda foydalanish mumkin bo‘lgan istoqbolli elementlar bo‘lib mis, indiy, selen, galliy va kadmiy kabilar hamda organik moddalarning birikmalari hisoblanmoqda.
Kremniy bazasidagi fotoelementlardan tashkil topgan zamonaviy quyosh panellari (fotovoltiklar)ning foydali ish koeffitsienti 12-15% ni tashkil etadi.
Fotoelement bazasidagi quyosh panelida elektr energiyasi o‘zgarmas tokda ishlab chiqariladi. Undan mos kuchlanishda ishlovchi o‘zgarmas tok elektr iste’molchilarini ta’minlash, akkumulyatorlarni zaryadlash maqsadlarida foydalanish mumkin. Bunday qurilmalardan olingan elektr quvvatining kuchlanishni o‘zgartirish va o‘zgaruvchan tok tarmog‘iga uzatish uchun avvalo uni invertorli o‘zgartkichlar yordamida sinusoidal qoida bo‘yicha o‘zgaruvchan tokka aylantiriladi. Bunday tizimning prinsipial sxemasi 4.5- rasmda tasvirlangan.