|
II BOB. TELEKOMMUNIKATSIYA TIZIMLARINING QUYOSH ENERGIYASI ASOSIDAGI TA’MINOT MANBAYIDA QO‘LLANILUVCHI QURILMALAR TAHLILI
|
bet | 9/13 | Sana | 23.05.2024 | Hajmi | 0,71 Mb. | | #250723 |
Bog'liq BMI II BOB. TELEKOMMUNIKATSIYA TIZIMLARINING QUYOSH ENERGIYASI ASOSIDAGI TA’MINOT MANBAYIDA QO‘LLANILUVCHI QURILMALAR TAHLILI 2.1. Quyosh energiyasi asosidagi ta’minot manbayining fotoelektr panellari.
Yer yuzasiga tushadigan quyosh energiyasining miqdori dunyodagi barcha neft, gaz, ko‘mir va boshqa energiya manbalarining zaxiralari energiyasidan ortiqdir. Uning faqat 0,0125% idan foydalanish dunyo energetikasining hozirgi barcha ehtiyojlarini qondiradi, 0,5% dan foydalanish esa kelajakdagi ehtiyojlarni to‘liq qoplashi mumkin. Quyosh energiyasidan foydalanadigan texnologiyalarning afzalliklari shundaki, quyosh qurilmalaridan foydalanish vaqtida atrof muhitga deyarli hech qanday ekologik muammolarni keltiruvchi ta’sirlar chiqarilmaydi, natijada havoning ifloslanishi bo‘lmaydi. Ammo quyosh energiyadan foydalaniluvchi qurilmalarning asosiy kamchiligi - uning atmosfera holatiga, kun va yilning vaqtiga bog‘liqligidadir.
Quyosh energiyasi asosan ikki xil - har xil issiqlik tizimlaridan foydalanish yoki fotokimyoviy reaksiyalar orqali muqobil energiya shaklida ishlatiladi. Dunyoda eng keng tarqalgan texnologiya - bu issiq suv ta’minoti va isitish uchun quyosh energiyasidan foydalanish.
Quyosh energiyasidan foydalanishning yanada samarali usuli bu quyosh nurlanishini to‘g‘ridan-to‘g‘ri quyosh akkumulyatorlarida elektr energiyasiga aylantirishdir.
Yorug‘lik yoki quyosh energiyasini to‘g‘ridan-to‘g‘ri elektr energiyasiga aylantirish uchun qo‘llaniladigan moslamalar fotoelementlar (ingliz tilida Photovoltaics) deb nomlanadi. Fotoelementlar - bu yarim o‘tkazgich materiali: selen, kremniy, galliy arsenidi, kremniy diselenid va boshqalardan tayyorlangan nurga sezgir plitalardir. Quyosh nurlarining elektr energiyasiga aylanishi, yarim o‘tkazgich materialidan quyosh nurlari ta’sirida elektr energiyasini ishlab chiqaradigan quyosh panellarida sodir bo‘ladi (2.1-rasm). Yarimo‘tkazgich yutgan nur zarralari (fotonlar) elektr toki hosil qilganda fotoeffekt hosil bo‘ladi.
2.1-rasm. Yarimo‘tkazgich va fotoeffektning hosil bo‘lishi.
Fotonlar quyosh panelidagi yarimo‘tkazgich materialiga uriladi va tashqi orbitada joylashgan elektronlarni atom bog‘lanishidan xalos bo‘lishiga olib keladi. Yarimo‘tkazgich tuzilishi tufayli elektronlar bir yo‘nalishda elektr tokining oqimini hosil qiladi.
Quyosh panellarining uch turi mavjud bo‘lib, ular - monokristalli, polikristalli va yupqa plyonkali quyosh panellari. Ulardan har birining ijobiy va salbiy tomonlari bor. Ushbu turdagi quyosh akkumulyatorlarining har biri o‘ziga xos tarzda yaratilgan va har xil estetik ko‘rinishga ega bo‘lish bilan birga ularning samaradorligi va narxi ham turlichadir.
Eng samarali quyosh paneli - bu monokristall panellar. Monokristall 20 % dan yuqori samaradorlikka erishishi mumkin. Boshqa tomondan, polikristal panellar odatda faqat 15 %dan 17 %gacha samaradorlikka erishishi mumkin. Eng kam samarali quyosh paneli yupqa plyonkadir. Uning samaradorligi odatda atigi 11 %ni tashkil qiladi.
Fotovoltaik qurilmalarning umumiy samaradorligi hozirda taxminan 10% ni tashkil qiladi, ammo individual fotoelementlar 20% va undan yuqori samaradorlikka erishishi mumkin.
Fotovoltaik qurilmalardan foydalanishda samaradorlikni oshirish uchun bir qancha usullarni taklif qilish mumkin.
Fotovoltaik panellarni boshqa energiya manbalari bilan, masalan, shamol turbinalari bilan, shuningdek, yoqilg‘i tizimlari bilan birlashtirish mumkin.
Fotovoltaik tizimlar (quyosh panellari) minimal texnik xizmatni talab qiladi, suvdan foydalanmaydi, shuning uchun olis va cho‘l hududlari uchun juda mos keladi. Quyosh energiyasini konvertatsiya qilishning ushbu usuli bardoshli va ekologik jihatdan qulay bo‘lib, o‘zi ishlatilgan joyda ekologik vaziyatni yaxshilash uchun, kelajakda esa katta maydonlarda atrof-muhit sharoitlarini tartibga solish va hayotning boshqa sohalariga ham ijobiy ta’sir ko‘rsatishi uchun ishlatilishi mumkin. Masalan, issiq quyoshli cho‘l mintaqalarida quyosh panellaridan "quyosh soyaboni" sifatida foydalanish uning ostida qovun va sitrus ekinlarini yetishtirish uchun qulay sharoit yaratadi, buning uchun juda kuchli bo‘lmagan quyosh nurlanishidan foydalanish maqsadga muvofiqdir.
Fotovoltaik tizimlar yoki quyosh panellari harakatlanuvchi qismlardan iborat bo‘lmaganligi sababli, ularga xizmat ko‘rsatish juda oson. Bajarilishi kerak bo‘lgan yagona ish - bu panellarni toza saqlashdir. Buning uchun panellar ma’lum vaqt oralig‘ida o‘chirilishi kerak. Energiya saqlash tizimlarida akkumulyatorlarga texnik xizmat ko‘rsatish va ularni tekshirish ham ma’lum vaqt oralig‘ida amalga oshirilishi zarur.
Fotovoltaik panellar quyosh energiyasini elektr energiyasiga aylantirish uchun kerak. Fotovoltaik panellarni ishlab chiqarishning eng keng tarqalgan texnologiyalari:
Kristal fotoelementlar:
Monokristalli silikon quyosh panellari;
Polikristalli fotoelementlar;
Yupqa plyonkali elementlar:
Indiy va mis diselenididan foydalangan holda elementlar (MDH texnologiyasi);
Kadmiy tellurid (CdTe texnologiyasi) yordamida quyosh panellari;
Amorf kremniy yordamida elementlar;
Monokristalli fotoelementlarni (2.2-rasm) ishlab chiqarish Chxoralski usuli yordamida amalga oshiriladi. Kremniy monokristalini olish uchun urug 'kristalli kremniyning bor bilan eritmasiga botiriladi va asta-sekin eritma yuzasidan bir necha metr balandlikka ko‘tariladi, bunda urug‘ kristalli orqasidan kristallanish eritmasi chiqariladi. Olingan yagona kristalli blankadan qirralar kvadrat elementlarni olish uchun kesiladi va qalinligi taxminan 0,3 mm bo‘lgan elementlarga kesiladi. Shundan so‘ng, n-o‘tkazuvchanlikni qo‘shish va pn birikmasini yaratish uchun elementlarga fosfor qo‘shiladi, sayqallangan, aks ettiruvchi qoplama va oqim o‘tkazuvchi yo‘llar qo‘llaniladi va biz foydalanishga tayyor bir kristalli fotoelementni olamiz.
Texnik xususiyatlari:
To‘q ko‘kdan qora ranggacha aks ettirishga qarshi qoplamali yoki qoplamasiz kulrang;
Tashqi ko‘rinishi bir xil.
Polikristalli quyosh panellari kremniy va bor eritmasi bilan konteynerni bir xil yo‘naltirilgan sovutish orqali ishlab chiqariladi. Bunday holda, idishda bir necha millimetrdan bir necha santimetrgacha bo‘lgan bir tomonlama bir hil kristallar hosil bo‘ladi. Hosil bo‘lgan polikristallar bloki bir kristalli blank bilan bir xil tarzda qayta ishlanadi.
Texnik xususiyatlari:
Samaradorlik 13 dan 16 foizgacha;
Shakli kvadrat;
Qalinligi 0,24 - 0,3 mm;
Ko‘k rang aks ettiruvchi qoplamali, kumushrang kulrang qoplamasiz;
Tashqi ko‘rinishi - turli yo‘nalishdagi kristallar bloki, kesmada ba'zi kristallar aniq ko‘rinadi.
2.3-rasm. Polikristall fotoelementning tashqi ko’rinishi
Kadmiy tellurid CdTe elementlari (2.4-rasm) shaffof TCO o‘tkazgichli substratda ishlab chiqariladi, u indiy oksidi va ITO qalaydan yasalgan va oldingi kontakt sifatida ishlatiladi. Ushbu substrat n-tipli o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lgan kadmiy selenid CdS qatlami bilan qoplangan. Shundan so‘ng, p-tipli o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lgan kadmiy tellurid CdTe ning changni yutish qatlami qo‘llaniladi. Shundan so‘ng, modul metall o‘tkazuvchan plastinka bilan yopiladi.
Xususiyatlari:
Samaradorlik 8,5%;
Elementning shakli modul shakliga mos keladi;
Temperli bo‘lmagan oynada modul qalinligi - 3 mm;
Ko‘zgu quyuq yashildan qora ranggacha;
Tashqi ko‘rinishi bir xil.
Quyosh panellaridagi amorf kremniy bir hil struktura hosil qilmaydi, balki tasodifiy tarmoq hosil qiladi. Natijada, vodorod ochiq kristall chegaralari orqali so‘riladi. Ushbu vodorodlangan amorf kremniy a-Si: H silikon gidrid SiH4 ning gaz fazasidan plazma reaktorida hosil bo‘ladi . Kremniyni dopinglash qotishma elementi - bor gidridi B2 H6 p-o‘tkazuvchanligi va fosfor gidridi PH3 bo‘lgan gazlarni aralashtirish orqali amalga oshiriladi. no‘tkazuvchanlik uchun. Amorf kremniyda dopantlarning qisqa kirish masofasi tufayli zaryad tashuvchilarning ishlash muddati unchalik uzoq emas, shuning uchun kremniy qatlamiga n- va p-o‘tkazuvchanlikka ega qo‘shimcha qatlamlar yotqiziladi. Old kontakt qalay oksidi SnO2, indiy qalay oksidi ITO yoki sink oksidi ZnO bo‘lgan shaffof TCO o‘tkazgichdir . Orqa kontakt sifatida metall o‘tkazgich plitasi ishlatiladi.
Texnik xususiyatlari:
Samaradorlik 5 dan 7 foizgacha;
Shakl modul shakliga mos keladi, maksimal hajmi 2x3m;
Temperli bo‘lmagan oynadagi elementning qalinligi 1 dan 3 mm gacha;
Jigarrangdan ko‘k yoki binafsha ranggacha rang;
Tashqi ko‘rinishi bir xil.
Ehtimol, siz element ishlab chiqarish texnologiyalari bilan tanishish tartibi tasodifan tanlanmaganini payqadingiz - biz eng yuqori samaradorlikka ega elementlardan boshladik va eng past samaradorlikka ega elementlar bilan yakunladik. Fotoelementlar uchun samaradorlik - bu quyosh energiyasini elektr energiyasiga aylantirish samaradorligi, ya'ni samaradorlik qanchalik past bo‘lsa, elementlarning maydoni qanchalik ko‘p bo‘lsa, biz yuqori samaradorlikka ega bo‘lgan panellarga nisbatan bir xil quvvatni ta'minlashimiz kerak.
Endi polikristalli fotomodullar quyosh nurlanishini monokristallilarga qaraganda samaraliroq aylantiradi degan keng tarqalgan noto‘g‘ri tushunchani rad etish yaxshi bo‘lar edi. Va kristalli bilan solishtirganda yupqa plyonka. Aslida, bir kristalli elementlarning to‘g‘ridan-to‘g‘ri quyosh nurlanishining energiya konvertatsiyasi eng yuqori samaradorlik bilan sodir bo‘ladi, polikristal modullar uchun bu konversiya elementdagi kristallarning turli yo‘nalishi tufayli kamroq samaradorlik bilan sodir bo‘ladi. Tarqalgan nurlanish bir xil samaradorlikka ega bo‘lgan kristalli fotoelementlar tomonidan aylanadi. Shuning uchun polikristalli panellarda tarqalgan radiatsiya chiqishi ulushi monokristalli panellarga qaraganda yuqori va shuning uchun yo‘nalishning chiqishga ta'siri past bo‘ladi. Yupqa plyonkali elementlarda fotosensitiv elementlarning yo‘nalishidagi tartibsizliklar ko‘proq bo‘lganligi sababli, nurlanishning tarqalgan qismidan chiqadigan chiqish asosiy ulushini tashkil qiladi. Shuning uchun, yupqa plyonkali modullarni ishlab chiqarish orientatsiyaga ta'sir qilmaydi, deyish odatiy holdir. Ammo quyosh nurlanishining energiyasi, uning shaklidan qat'i nazar, monokristalli modullar tomonidan eng samarali tarzda aylantiriladi, chunki ular yuqori samaradorlikka ega.
Quyosh elektr stantsiyalarini qurishda kristalli quyosh akkumulyatorlaridan fotopanellar ko‘pincha ishlatiladi. Odatda, kristalli panellardan tayyorlangan fotomodullarning xizmat qilish muddati 25 yil. 25 yildan so‘ng, fotovoltaik elementlarning kuchi joriy quvvatning 80% ni tashkil qiladi. Odatda, kristalli PV panellari shaffof bo‘lmagan PVB yoki Teflon substrat, shisha yoki shaffof EVA plastik qopqoq yoki shisha va alyuminiy ramka bilan ishlab chiqariladi.
MDH - fotomodullar yupqa plyonkali modullarga nisbatan eng yuqori samaradorlikka ega. Ammo bu modullar ishlab chiqarishda elektrolizdan foydalanganligi sababli qochqin oqimlardan korroziyaga duchor bo‘ladi, shuning uchun biz MDH fotomodullariga stansiya o‘rnatganimizda, transformator invertorini yoki maxsus elektr tarmog‘ini o‘rnatish orqali AC tarmog‘idan to‘liq potentsial izolyatsiyani ta'minlashimiz kerak. ajratuvchi transformatorni o‘rnating va uni invertorga ulangan liniyalarning har biriga differentsial mashinaga o‘rnating. CdTe - PV modullari korroziyaga duchor bo‘lmaydi. Ammo kadmiy o‘tkir va surunkali zaharlanishni keltirib chiqaradigan toksik elementdir. Shuning uchun, ishlatilgan yoki shikastlangan CdTe fotopanellari majburiy ravishda utilizatsiya qilinadi, bu esa stantsiyani ishlatish xarajatlarini oshiradi. Amorf silikon foto panellarular korroziyaga uchramaydi va zaharli emas, lekin ular juda past samaradorlikka ega va ularning faol elementlari quyoshda yonib ketadi. Odatda, o‘rnatishdan keyin 6 - 12 oy ichida quvvatning pasayishi kuzatiladi, keyin bu modullar barqaror quvvatga etadi. Bunday modullarning xizmat qilish muddati taxminan 10 yil. MDH va CdTe modullarining ishlash muddati kristalli modullarniki bilan bir xil.
Yupqa plyonkali fotomodullar ko‘pincha jabha tizimlari va dizayn echimlarida qo‘llaniladi. Katta ehtimol bilan, kelajakda yupqa plyonkali modullar kristallilarni almashtiradi, chunki ularning ishlab chiqarilishi arzonroq va kam energiya talab qiladi. Axir, ishlab chiqarish uchun xizmat qilish muddati davomida ishlab chiqarishga qodir bo‘lganidan ko‘ra ko‘proq energiya sarflanadigan fotopanellar hech kimni qiziqtirmaydi.
|
|
Bosh sahifa
Aloqalar
Bosh sahifa
II BOB. TELEKOMMUNIKATSIYA TIZIMLARINING QUYOSH ENERGIYASI ASOSIDAGI TA’MINOT MANBAYIDA QO‘LLANILUVCHI QURILMALAR TAHLILI
|