Эффективность работы солнечных панелей

Эффективность работы солнечных панелей

Эффективность работы солнечных панелей, используемых для энергоснабжения жилых домов, во многом зависит от продолжительности светового дня. Запишите названия перечисленных городов в порядке увеличения продолжительности светового дня 1 мая, начиная с города с наименьшей продолжительностью светового дня

Для выполнения этого задания необходимо вспомнить от чего зависит продолжительность светового дня. На это влияет время года и географическая широта. Поскольку наша страна расположена в умеренных широтах северного полушария, то продолжительность светового дня меняется. В летние месяцы (июнь-август и ближайшие к ним) чем севернее, тем дольше длится световой день, а в зимние месяцы, наоборот, большую продолжительность светового дня имеют города, расположенные южнее (т. к. зенитальное положение Солнца меняется: 21 марта и 23 сентября (дни равноденствия) — зенит на экваторе; 22 июня — зенит на северном тропике — 23,50° с. ш., а 22 декабря — зенит на южном тропике — 23,50° ю. ш.).

В данном задании указано 1 мая, а это значит, что продолжительность светового дня возрастает с юга на север. Наименьшая продолжительность будет у самого южного города — Улан-Удэ, а самая большая продолжительность — у Норильска.

Проверочная работа включает в себя 17 заданий. На выполнение работы по географии отводится 1 час 30 минут (90 минут).

Эффективность работы солнечных панелей, используемых для энергоснабжения жилых домов, во многом зависит от продолжительности светового дня. Запишите названия перечисленных городов в порядке уменьшения продолжительности светового дня 1 января, начиная с города с наибольшей продолжительностью светового дня.

Одним из крупных железорудных месторождений является Качканарское. В его границах добыча ведется открытым способом. Какую географическую карту необходимо выбрать, чтобы найти информацию о названиях субъектов Федерации, в пределах которых расположено Качканарское месторождение?

Производство целлюлозы энергоемко, поэтому ЦБК ориентированы на крупные реки и дешевую энергию ГЭС. Определите, в каких трех из перечисленных регионов России выгодно размещать крупные ЦБК? Запишите цифры, под которыми указаны эти регионы.

1) Республика Карелия

2) Сахалинская область

3) Калининградская область

4) Пермский край

5) Иркутская область

6) Оренбургская область

Карта прогноза погоды на 1 мая

С антициклонами весной обычно связана ясная солнечная погода. Назовите один (любой) город, из числа показанных на карте, погоду в котором 1 мая будет определять антициклон.

Запишите названия городов России в порядке увеличения численности населения в них.

Потенциал российских регионов для развития туризма огромен. Каждый из них имеет рекреационные ресурсы, способные привлечь тысячи туристов из России и зарубежных стран. Определите субъект Российской Федерации по описанию его рекреационного потенциала:

Один из популярнейших объектов туризма — водопад Кивач; его вода падает каскадами с небольших уступов высотой в 11 метров. На побережье Белого моря и Онежского озера сохранились наскальные изображения периода неолита и бронзового века. К выдающимся памятникам русского деревянного зодчества относятся Успенская церковь в Кондопоге (XVIII в.) и комплекс деревянных сооружений Кижского погоста на острове Кижи в Онежском озере. Основу курортных ресурсов региона составляют минеральные воды и лечебные грязи. Железистые источники, обнаруженные близ Петрозаводска в XVIII веке, послужили базой для создания первого в России курорта — Марциальные Воды.

В каких из перечисленных городов России местное время отличается от московского на пять часов? Запишите цифры, под которыми указаны эти регионы.

Прочитайте приведенный ниже текст, в котором пропущен ряд слов (словосочетаний). Выберите из предлагаемого списка слова (словосочетания), которые необходимо вставить на места пропусков, обозначенных буквами. Обратите внимание на то, что слов (словосочетаний) в списке больше, чем Вам потребуется для заполнения пропусков. Каждое слово (словосочетание) может быть использовано только один раз. Запишите в текст номера выбранных слов (словосочетаний).

В этой стране на португальском языке говорит в 20 раз больше людей, чем в самой Португалии. Название страны почти совпадает с названием столицы — городом _________(А). Это государство — самое большое по площади на материке.

Страна относится к ключевым развивающимся. Входит в группу государств, составляющих_________(Б). Члены этой группы стран характеризуются как крупные и наиболее быстро развивающиеся. Выгодное положение этим странам обеспечивает наличие в них как мощной и развивающейся экономики, так и большого количества важных для мировой экономики ресурсов.

Читайте также:  Вязаные вещи 2018 года модные тенденции фото

Большую часть электроэнергии страна вырабатывает на __________(В). Крупнейшая из них — «Итайпу», построенная и эксплуатируемая совместно с соседним государством.

Список слов (словосочетаний):

На уроке учащиеся анализировали приведенные в таблице данные о развитии сельского хозяйства в двух странах. Был сделан вывод, что доля объема сельскохозяйственного экспорта в общем объеме экспорта в стране 1 выше, чем в стране 2. Правильный ли вывод сделали учащиеся? Ответ обоснуйте.

Социально-экономические показатели развития стран

Ольга включила телевизор, когда в выпуске новостей передавалось сообщение о лесном пожаре. В семи регионах страны введен режим чрезвычайного положения из-за лесных пожаров. Огонь полностью уничтожил городок Санта-Ольга. Еще 4000 человек остались без крыши над головой. Есть человеческие жертвы.

Помимо лесных бедствий, на вулкане Сабанкая сегодня произошли взрывы и выбросы пепла на высоту до 5 км и до 7 тонн диоксида серы в сутки, распространившиеся на расстояние 40 км от кратера.

Территория страны входит в Тихоокеанское огненное кольцо, и страна привычна к стихийным бедствиям. Землетрясения, извержения вулканов здесь не редки. Службы быстрого реагирования и местные жители обычно знают, что делать в таких ситуациях. Однако, по мнению ученых, нынешнее бедствие по интенсивности и охвату превысило прошлогодние пожары в десятки раз.

Помощь в страну отправили Мексика, Португалия, Перу, Россия, Аргентина, Франция, Испания. Обстановку ухудшает сильный ветер и жара.

Ольга не слышала начала сообщения и не поняла, на территории какой страны произошел лесной пожар. Определите, о какой стране говорится в сообщении информационного агентства.

Каждая страна имеет соседей. С одними из них устанавливаются дружеские отношения, с другими — не очень. Установите соответствие между страной и ее соседом: к каждому элементу первого столбца подберите соответствующий элемент из второго столбца.

Объемы добычи нефти влияют на величину валютных поступлений в страну. Назовите три страны, являющиеся лидерами по объемам добычи нефти.

За последние 10 лет показатель обеспеченности лесом на душу населения в Китае увеличился с 0,13 до 0,142 га. Используя данные таблицы и знания по географии, объясните, с чем связано увеличение данного показателя в Китае.

2005 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Площадь лесопокрытых территорий, в млн га 168,3 170,2 176,5 180,9 185,7 190,5 195
Численность населения, млрд чел. 1,3 1,335 1,341 1,347 1,354 1,368 1,375

Довольно длительное время земли Арктики считались непригодными для жизни людей и передвижений как по суше, так и по воде. Тем не менее освоение Арктики человеком насчитывает уже не одну сотню лет.

Русские мореплаватели в XI веке вышли в моря Северного Ледовитого океана. А карта океанского ледовитого бассейна была составлена в первой половине XVI века по чертежу Дмитрия Герасимова. Другими словами, присутствие России в этом регионе ощущается уже на протяжении ряда столетий, но наибольшая активность освоения ею Арктики происходила на территориях, которые мы сегодня относим к Северному морскому пути.

В настоящее время освоение Российской Арктики ведется в направлении увеличения хозяйственного использования потенциала региона: добыча энергоносителей; защита северных границ в Арктике; безопасность центральных регионов; добыча рыбы и морепродуктов; осуществление мониторинга изменения климата.

По оценкам экспертов из разных стран, потепление климата планеты уже к 2030 году приведет к тому, что арктические территории будут освобождены ото льдов в летний период, а это откроет новые перспективы для развития судоходства и хозяйственной деятельности в Арктике.

Назовите один (любой) субъект Российской Федерации, имеющий выход к побережью Северного Ледовитого океана.

В каких направлениях ведется освоение Российской Арктики?

Объясните, почему развитие Северного морского пути является приоритетным в условиях освоения Арктики.

Развитие современной промышленности усиливает антропогенную нагрузку на окружающую среду. В начале XX в. из природной среды извлекалось около 20 элементов Периодической системы Менделеева, а в начале XXI в. — уже 92. При этом степень рационального использования ресурсов катастрофически низкая. Например, на каждые два обручальных кольца приходится 6 тонн отходов в Неваде или Киргизии.

Читайте также:  Огурец лимон хрустальное яблоко

Используя географические знания, сформулируйте и обоснуйте Вашу точку зрения относительно оценки данной ситуации при взаимодействии природы и общества.

Сформулируйте и обоснуйте свою точку зрения на проблему рационального природопользования. Запишите рассуждения, подтверждающие Вашу точку зрения.

Обновлено: 8 августа 2019

КПД у разных типов солнечных панелей

Существует несколько разновидностей солнечных модулей, которые изготавливаются по собственным технологиям и обладают определенными параметрами. КПД солнечных панелей определяет их способность преобразовать солнечную энергию в электрический ток. Расчет производится путем деления мощности энергии, вырабатываемой панелью, на мощность потока света, падающего на рабочую поверхность.

Показатели панелей изначально определялись при стандартных лабораторных условиях (STS):

  • уровень инсоляции — 1000 вт/ м2
  • температура — 25°

Большинство современных производителей производят тестирование каждой собранной батареи и прилагают результаты к документации при продаже. Это дает более полную и корректную информацию о каждой панели, поскольку в процессе изготовления возможны некоторые отклонения от технологических нормативов. Поэтому сравнение любых двух (или более) панелей всегда выявляет небольшое расхождение демонстрируемых параметров.

Практически любые отклонения в первую очередь отражаются на эффективности, т. е. на КПД солнечной батареи. Из-за этого все разновидности не имеют четко определенного значения. Обычно указывают довольно широкий диапазон, который может давать заметную разницу параметров солнечных модулей, изготовленных по одинаковой технологии.

Все виды фотоэлементов обладают определенными свойствами, определяющими эффективность солнечных батарей. Каждая разновидность имеет свои пределы возможностей, обусловленные строением и составом полупроводников.

Виды солнечных фотоэлементов и их КПД

Существуют разные виды солнечных батарей:

  • кремниевые
  • теллур-кадмиевые
  • из арсенида галлия
  • из селенида индия
  • полимерные
  • органические
  • комбинированные, многослойные

Самые эффективные солнечные панели из тех, что находятся в серийном производстве — кремниевые.

Их выпускают в двух видах:

  • монокристаллические. Изготавливаются из тонких пластинок, срезанных с цельного (монолитного) кристалла кремния. Считается, что это — лучшие солнечные панели, демонстрирующие КПД от 17 до 22 %
  • поликристаллические. Заготовкой для этих элементов является брикет кремния, который был расплавлен и разлит по формам. Такие панели обладают немного сниженными показателями по всем позициям, чем монокристаллические. Их КПД находится в диапазоне 12-17 %

Есть еще одни современные солнечные батареи с высоким КПД — это панели на основе селенид-индия. Они способны выдать КПД 15-20 %. Несколько меньшими качествами обладают элементы из теллурида кадмия — не более 10-12 %.

Остальные виды значительно уступают лидерам — аморфные и полимерные элементы демонстрируют КПД не более 5-6 %. Необходимо учитывать, что приведенные показатели — усредненные. У разных производителей есть образцы, превышающие обычные нормы эффективности. Это не меняет общей картины, но демонстрирует необходимость совершенствования технологий, разработки новых методов производства фотоэлементов.

От чего зависит эффективность?

КПД солнечных фотоэлектрических установок составляет лишь малую часть от теоретически возможных показателей. Расчетный КПД доходит до 80-87 %, но изъяны технологии, недостаточная чистота материалов и неточность сборки элементов существенно снижают эти значения. Основная проблема кремниевых элементов заключается в способности поглощать лучи только инфракрасного спектра, а энергия ультрафиолетовых участков остается неиспользованной.

Проблема состоит в дороговизне процессов очистки, выращивания кристаллов и прочих тонких процедур, без которых ожидаемого эффекта не удастся добиться. Все солнечные панели с высоким КПД отличаются высокой стоимостью, что делает их недоступными для массового пользователя.

Необходимо учитывать также погодные и климатические условия. Самая производительная система не сможет демонстрировать высокие результаты, если источник энергии скрыт за тучами, или находится низко над горизонтом. Этот фактор не подлежит регулированию, единственным способом борьбы с ним может стать повышенная эффективность солнечных панелей.

Некоторые разновидности фотоэлементов способны вполне стабильно вырабатывать энергию в пасмурную погоду, например, тонкопленочные виды. Однако, их производительность невысока и не дает нужного количества энергии. Чем выше КПД батарей, тем сильнее падает количество вырабатываемой энергии при появлении облачности.

Читайте также:  Шкафы в комнате с высокими потолками

Ежегодно появляются заявления от различных компаний или групп ученых о разработке высокоэффективных образцов солнечных панелей, стабильно работающих в сложных условиях. Однако, в продаже до сих пор есть только привычные кремниевые или пленочные разновидности, а новинок не видно. Причиной этого является слишком высокая себестоимость производства и нестабильность результатов технологий, вынуждающие изготовителей пока отказываться от недоработанных новшеств.

Срок службы и окупаемость

Большинство солнечных панелей способны работать по 25 лет и более. Однако, первоначальные характеристики со временем ухудшаются, происходит падение производительности и, как следствие, уменьшение КПД. Факторы, влияющие не длительность эксплуатации фотоэлементов:

  • тип конструкции. Чем выше изначальная производительность, тем более высокие результаты панель будет показывать после многолетней службы
  • условия эксплуатации. В регионах с сильными среднесуточными и среднегодовыми перепадами температур ресурс панелей быстро уменьшается. Происходит физический износ полупроводников, нарушается прочность соединения слоев, образующих p-n переход. Все эти факторы отрицательно влияют на КПД солнечных модулей

Окупаемость панелей в первую очередь зависит от инсоляции — количества солнечной энергии, доступной фотоэлементам. Здесь необходимо учитывать следующие факторы:

  • продолжительность светового дня
  • положение солнца над горизонтом
  • погодные условия в регионе

Практика показывает, что средний процент деградации солнечных батарей составляет 0,6 % в год. Однако, к естественным процессам прибавляются внешние воздействия — температурные, механические и т.п. Поэтому производители обычно гарантируют, что в течение 10 лет эксплуатации производительность не упадет больше, чем на 10 %.

Вопрос окупаемости солнечных панелей всерьез никем не рассматривается. Существуют приблизительные расчеты, показывающие количество выработанной энергии и ее среднюю стоимость в течение 10, 25 лет. Эти данные не способны показать реальной картины, поскольку все комплексы работают в собственных условиях, подвергаются тем или иным воздействиям и не могут гарантировать заданной производительности.

Специалисты утверждают, что для некоторых регионов окупаемость солнечных батарей никогда не наступает, в других местностях она составляет около 10 или 15 лет.

Подробные исследования не производятся, или ведутся только для данного района. Если необходимо узнать технико-экономические показатели СЭС, приходится каждый раз производить индивидуальный расчет для данных условий, моделей солнечных модулей и прочих факторов воздействия.

Самые эффективные солнечные батареи

Обычный пользователь не старается глубоко вникнуть в теорию, поэтому он чаще всего задает вопрос — хочу купить солнечные панели, какие лучше? Вопрос простой, но ответить на него однозначно крайне сложно. Все зависит от возможностей и потребностей покупателя.

Споры о том, какие солнечные батареи самые эффективные ведутся с самого начала их использования. Несмотря на приоритет кристаллических кремниевых конструкций, нередко впереди оказываются другие виды панелей. Есть рекордсмены в этой области, например, фирма Sharp объявила о создании панелей с КПД 44 %. Эта же фирма создала модули с эффективностью 37,9 %. Есть образцы от других разработчиков с КПД около 32 %. Все эти модели весьма дороги и в массовое производство пока не поступают. Нерентабельность — основная проблема развития солнечных модулей.

Исследования и разработки для повышения КПД

Наиболее перспективным направлением исследований считается создание многослойных панелей. Основной упор делается на возможность получения энергии от инфракрасных и ультрафиолетовых лучей, которые во многом более активны, чем видимые части спектра. Работы ведутся и в области очистки кремниевых структур, создания наиболее однородных и чистых кристаллов.

Еще одним направлением является создание максимально плотных и ровных соединений полупроводников. Электрический ток возникает на границе двух материалов, и, если поверхность обоих изобилует впадинами и прочими изъянами, эти участки исключаются из общей рабочей зоны. Проблема технически сложная, поскольку речь идет о микронной точности шлифовки. Для промышленного производства эти методики пока слишком сложны, а цены на панели будут недоступны рядовым покупателям. Процесс исследований происходит непрерывно, поэтому ожидать положительных сдвигов можно в любой момент.

Видео-инструкция по сборке своими руками

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector