Гибридная система тепло и электроснабжения применительно к жилому сектору Иордании

• Автор: Самер М. А. Арикат
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
Глава 1. Анализ эффективности фотоэлементов и орсбрснпых коллекторов в области получении тепловой и электрической энергии

1.1. Физические основы фотоэлементов и принцип их работы.

1.2. Анализ методов расчетов существующих систем на базе плоских

солнечных коллекторов

1.3. Исследования и принцип работ разработанной гибридной системы

1.4. Методы расчета систем солнечного теплоснабжения.

Глава 2. Экспериментальное исследование и математическое моделирование гибридной системы.

2.1. Моделирование течения в канале коллектора.

2.2. Экспериментальное исследование солнечных коллекторов

2.3. Исследование солнечного кЪлЯкябра.
2.4. Термодинамический КПД солнечных фотоэлементов.
2.5. Экспериментальные исследования ВАХ фотоэлемента.
ГЛАВА 3. Энергетический анализ солнечного воздушного гибридного коллектора
3.1. Общее описание предложенных воздушных солнечных гибридных коллекторов.
3.2. Течение и теплообмен в гелиоколлекторе
3.3. Основное уравнение баланса энергии
3.4. Основные характеристики солнечных гибридных коллекторов.
3.5. Полный коэффициент теплообмена коллектора с окружающей средой.
3.6. Вычисление коэффициента эффективности компоновок
3.7. Коэффициент отвода тепла из гибридного коллектора.
3.8. Вычисление температур элементов гибридного коллектора.
3.9. Солнечные фотоэлектрические преобразователи ФЭП.
3 Полученные результаты температура и КПД гибридного коллектора
3 Окончательный выбор конструкции, состав гибридного коллектора
Глава 4. Солнечная система, тепло н электроснабжение режим автономного объекта.
4.1. Способы использования солнечной энергии.
4.2. Источники для выработки тепловой и электроэнергии в Иордании
4.3. Обзор производства Иордании
4.4. Установки солнечного обеспечения в электроэнергии, отоплении и горячем водоснабжении гибридная система.
4.5. Выбор нагрузки на солнечную гибридную систему
4.6. Моделирование солнечной гибридной системы
4.7. Показатели экономического эффекта и окупаемость солнечной гибридной
системы.
4.8. Использование гибридной системы для добычи воды
4.9. Область применения и экономический характер гибридной системы.
4 Выбор оборудования гибридной системы
Заключение.
Условные обозначения.
Список литературы


Исследованы возможности работ гибридного коллектора для решения важнейшей проблемы добычи воды в странах с территориями, близкими к пустыням. Созданная система откроет новые области применения солнечных гибридных коллекторов даже в тех местах, которые снабжены тепловой и электрической энергией, так как с точки зрения экономики она оправдает себя. Фотоэлемент имеет более длительный срок службы при его охлаждении. Требуется меньшая площадь поверхности для получения суммарной, тепловой и электрической энергии. Глава 1. Анализ принципов работы фотоэлементов и воздушных коллекторов и систем для получения тепловой н электрической энергии. Физические основы фотоэлементов н принцип их работы. Фотоэлемент - это устройство, предназначенное для преобразования солнечной энергии в электрическую. Он состоит из материалов, представляющих собой полупроводники и проводники материалов. Полупроводники представляют собой класс кристаллических материалов, не относящихся ни к проводникам, ни к изоляторам. При комнатной температуре их удельное сопротивление лежит в диапазоне приблизительно от ‘3 до 9 Ом. Ом. Ом. Полупроводники бывают выполненными из кремния р или п типа. Например, очищенный плавят и получают монокристалл кремния вытягиванием из расплава. При этом атомы выстраиваются в упорядоченную структуру -кристаллическую решетку. Кремний л-типа получают, добавляя в расплав кремния элемент 5 группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева - фосфор, который имеет пять электронов на внешней электронной оболочке, а элемент 4 группы - только четыре электрона. Атом фосфора, случайно попавший в кремний в процессе выращивания кристалла, занимает место атома кремния в кристаллической решетке и передает ей дополнительный электрон. Для получения кремния /7-типа в расплав кремния добавляют примесь р - типа элементов 3 группы, например, бора. Атом бора имеет три электрона на внешней электронной оболочке, на один электрон меньше, чем атом кремния, который он замещает. Положительный заряд, образовавшийся из-за отсутствия электрона, получил название дырки []. Электроны н дырки могут свободно передвигаться по объему полупроводника. Электрон может занимать место дырки. Однако на месте прежнего пребывания электрона возникает новая дырка. Под действием электрического поля электроны движутся в одном направлении, а дырки - в противоположном. Полупроводниковые приборы изготавливаются из исходных базовых пластин р-илп /7-типа, на которые наносятся легирующие слои, содержащие одну или несколько примесей для образования р-п- переходов, называют поверхность раздела между слоями, имеющими проводимость противоположного знака. Для получения представления о конструкции современного солнечного элемента со слоем /7-типа, созданным в поверхностном слое базовой пластины //-типа, рассмотрим полупроводников! Й кристалл, содержащий //-//-переход, схематически показанный на рис. Области// и п солнечного кремниевого элемента состоят из кремния с собственной проводимостью. Проводимость //-типа создается в процессе выращивания кристалла кремния добавлением относительно небольшого количества элемента 3 группы в расплав. При диффузии пластинки материала р-типа (для изготовления солнечных элементов) помещают при повышенной температуре в среду, содержащую элемент 5 группы. Примеси /7-типа, диффундирующие с поверхности вглубь материала базовой пластины, чем у примеси р-типа, концентрации изменяют тип проводимости. Изменение проводимости материала с //-типа на /7-типа происходит в области перехода толщиной менее 1 мкм. Лишь какая-то часть реального перехода подчиняется теоретическим закономерностям, выведенным для идеального //-//-перехода. Изготовление солнечного элемента завершается созданием металлических контактов на полупроводниковых слоях. Солнечный неосвещенный элемент проводит электрический ток, поступающий от внешнего источника, только в одном направлении. Следовательно, любым полупроводниковым //-/7-персходом можно определять полярность источника питания. Это свойство //-//-переходов используется, например, в выпрямительных диодах.