ЭНЕРГИИ.
Для питания магистральных систем электроснабжения и различного оборудования на КЛА широко используются ФЭП; они предназначены также для подзарядки бортовых химических АБ. Кроме того, ФЭП находят применение на наземных стационарных и передвижных объектах, например, в АЭУ электромобилей. С помощью ФЭП, размещенных на верхней поверхности крыльев, осуществлено питание приводного электродвигателя винта одноместного экспериментального самолета (США), совершившего перелет через пролив Ла-Манш.
В настоящее время предпочтительная область применения ФЭП - искусственные спутники Земли, орбитальные космические станции, межпланетные зонды и другие КЛА. Достоинства ФЭП: большой срок службы; достаточная аппаратурная надежность; отсутствие расхода активного вещества или топлива. Недостатки ФЭП: необходимость устройств для ориентации на Солнце; сложность механизмов, разворачивающих панели ФЭП после выхода КЛА на орбиту; неработоспособность в отсутствие освещения; относительно большие площади облучаемых поверхностей. Для современных ФЭП характерны удельная масса 20 - 60 кг/кВт (без учета механизмов разворота и автоматов слежения). Для перспективных АЭУ, сочетающих солнечные концентраторы (параболические зеркала) и ФЭП на основе гетероструктуры двух различных полупроводников - арсенидов галлия и алюминия, также можно ожидать.
Работа ФЭ основана на внутреннем фотоэлектрическом эффекте в полупроводниках. Внешние радиационные (световые, тепловые ) воздействия обуславливают в слоях 2 и 3 появление неосновных носителей зарядов, знаки которых противоположны знакам основных носителей р-
и п
-областях. Под влиянием электростатического притяжения разноименные свободные основные носители диффундируют через границу соприкосновения областей и образуют вблизи нее р-п
гетеропереход с напряженностью электрического поля ЕК , контактной разностью потенциалов UK = SEK
и потенциальным энергетическим барьером WK=eUK
для основных носителей, имеющих заряд е
. Напряженность поля EK
препятствует их диффузии за пределы пограничного слоя шириной S
.
Напряжение Uk
=(kT/e)ln(Pp
/Pn
)=(kT/e)ln(nn
/np
)
зависит от температуры Т
, концентраций дырок (Pp
/Pn
) или электронов (nn
/np
) в p-
и n-
областях заряда электрона е
и постоянной Больцмана k
. для неосновных носителей EK
- движущее поле. Оно обусловливает перемещение дрейфующих электронов из области р
в область п,
а дырок - из области п
в область р
. Область п
приобретает отрицательный заряд, а область р-
положительный, что эквивалентно приложению к р-п
переходу внешнего электрического поля с напряженностью EВШ
, встречного с EK
. Поле с напряженностью EВШ
- запирающее для неосновных и движущее для основных носителей. Динамическое равновесие потока носителей через р-п
переход переводит к установлению на электродах 1 и 4 разности потенциалов U0
- ЭДС холостого хода ФЭ. Эти явления могут происходить даже при отсутствии освещения р-п
перехода.
Пусть ФЭ облучается потоком световых квантов (фотонов), которые сталкиваются со связанными (валентными) электронами кристалла с энергетическими уровнями W
. Если энергия фотона Wф=hv
(v
-частота волны света, h
- постоянная Планка) больше W,
электрон покидает уровень и порождает здесь дырку; р-п
переход разделяет пары электрон - дырка, и ЭДС U0
увеличивается. Если подключить сопротивление нагрузки RН
, по цепи пойдет ток I
, направление которого встречно движению электронов. Перемещение дырок ограничено пределами полупроводников, во внешней цепи их нет. Ток I
возрастает с повышением интенсивности светового потока Ф
, но не превосходит предельного тока In
ФЭ, который получается при переводе всех валентных электронов в свободное состояние: дальнейший рост числа неосновных носителей невозможен. В режиме К3 (RН=0, UН=IRН=0
) напряженность поля Евш
=0, р-п
переход (напряженность поля ЕК
) наиболее интенсивно разделяет пары неосновных носителей и получается наибольший ток фотоэлемента IФ
для заданного Ф
. Но в режиме К3, как и при холостом ходе (I
=0), полезная мощность P=UНI=0
, а для 0<UН<U0
и 0<I<IФ
будет Р>0.
Типовая внешняя характеристика кремниевого ФЭ представлена на рис.2. Известно, что в заатмосферных условиях Ф=1,39кВт/м2
, а на уровне Земли (моря) при расположении Солнца в зените и поглощении энергии света водяными парами с относительной влажностью 50% либо при отклонении от зенита на в отсутствии паров воды Ф=0,88кВт/м2
ФЭП монтируются на панелях, конструкция которых содержит механизмы разворота и ориентации. Для повышения КПД примерно до 0,3 применяются каскадные двух- и трехслойные исполнения ФЭП с прозрачными ФЭ верхних слоев. КПД ФЭП существенно зависит от оптических свойств материалов ФЭ и их терморегулирующих защитных покрытий. Коэффициенты отражения уменьшают технологическим способом просветления освещаемой поверхности (для рабочей части спектра). Обусловливающие заданной коэффициент поглощения покрытия способствует установлению необходимого теплового режима в соответствии с законом Стефана-Больцмана, что имеет важное значение: например, при увеличении Т
от 300 до 380 К
КПД ФЭП снижается на 1/3.
Другие работы по теме:
Внутренний фотоэффект
Общая характеристика внутреннего фотоэффекта, его особенности, история открытия и изучения. Использование данного эффекта для измерения фотоэлектрических преобразователей, датчиков положения, двухкоординатного измерения положения и датчиков шероховатости.
Фотоэлектрические преобразователи энергии
Для питания магистральных систем электроснабжения и различного оборудования на КЛА широко используются ФЭП; они предназначены также для подзарядки бортовых химических АБ. Кроме того, ФЭП находят применение на наземных стационарных и передвижных объектах, например, в АЭУ электромобилей.
Современное состояние и перспектива развития полупроводниковых приборов для электрооборудования
8. промышленности. Полупроводниковые приборы силовой электроники – важнейшая элементная база энергосберегающего преобразовательного оборудования. Они выполняют функции мощных электронных управляемых ключей для коммутации тока в схемах преобразования электрической энергии (выпрямление, инвертирование, регулирование переменного и постоянного токов, стабилизация питающих сетей, защита от перенапряжений и т.п.).
Инфракрасное излучение 3
Принцип действия инфракрасного излучения Инфракрасное излучение — электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны[1] λ = 0,74 мкм) и микроволновым излучением (λ ~ 1—2 мм).
Электродинамические и электромагнитные измерительные приборы
Электродинамические измерительные приборы и их применение. Электродинамический преобразователь. Взаимодействие магнитных полей токов. Амперметры, ваттметры, фазометры на основе электродинамических преобразователей. Электромагнитные измерительные приборы.
Солнечная электростанция
Применение солнечных электростанций, их виды и типы. Направления научных исследований в солнечной энергетике. Фотоэлемент в освещении зданий, солнечные коллекторы, водонагреватели, солнечный транспорт. Крупнейшие фотовольтаические электростанции мира.
Цифровой измерительный вольтметр
Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации Новосибирский Государственный Технический Университет Факультет Автоматики и Вычислительной Техники
Термоэмиссионный преобразователи энергии
Термоэмиссионные преобразователи энергии. 1. Основные сведения о термоэмиссионных преобразователях. Различные типы ТЭП разрабатываются для питания систем и оборудования КЛА, в особенности КЛА с ядерными АЭУ. При электрической мощности АЭУ порядка 0,1 - 1 кВт целесообразно применение РИТЭП и СТЭП.
Методы и средства измерений и контроля
Реферат Курсовая работа содержит пояснительную записку на листах формата А4, включающую 5 рисунков и 6 литературных источников. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ, ТИП ПРОИЗВОДСТВА, ВЫБОР ЗАГОТОВКИ, ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ, ПРИПУСК, РЕЖИМ РЕЗАНИЯ.
Автоматизация типовых технологических процессов и установок
Типовая структура следящего электропривода; его реализация на вычислительных машинах. Принцип работы аналого-цифрового преобразователя с импульсным фотоэлектрическим датчиком. Составление таблицы состояний автоматизации работы грузового подъемника.
Теплотехнические измерения
Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования Борисовский государственный политехнический колледж Контрольная работа по дисциплине
Изучение способов измерения температуры
Лабораторная работа. «Изучение способов измерения температуры» Цель работы: углубить знания по курсу общей теплотехники и получить навыки экспериментального определения температуры тел.
2. 2 Устройство и работа прибора
ДД11 предназначены для работы в системах автоматического контроля, управления и регулирования параметров различных технологических процессов с целью выдачи информации в виде унифицированного пневматического выходного сигнала о перепаде давления, расходе жидкостей и газов, а также уровне жидкости
работа
Выбрать конкретные микросхемы из указанных серий, начертить их принципиальные схемы
Автоматы с магазинной памятью
Автоматы и преобразователи с магазинной памятью играют важную роль при построении автоматно-лингвистических моделей различного назначения, связанных с использованием бесконтекстных (контекстно-свободных) языков. В частности, такие устройства используются в большинстве работающих программ для синтаксического анализа программ, написанных на различных языках программирования, которые во многих случаях можно рассматривать как бесконтекстные.
Автоматы с магазинной памятью
Автоматы и преобразователи с магазинной памятью играют важную роль при построении автоматно-лингвистических моделей различного назначения, связанных с использованием бесконтекстных (контекстно-свободных) языков. В частности, такие устройства используются в большинстве работающих программ для синтаксического анализа программ, написанных на различных языках программирования, которые во многих случаях можно рассматривать как бесконтекстные.
От «внешнего» человека к «сокровенному»
Для Платонова, публициста и прозаика, характерно сложное, трагически напряженное восприятие человека и природы, человека и других людей. Революция в понимании писателя — процесс глубоко народный, творческий.
Солнечные батареи
Люди всегда боятся перемен. Люди боялись электричества, когда оно было изобретено, не так ли? Люди боялись угля, они боялись, газовых двигателей ... Там всегда будет невежество и незнание приводит к страху.
Электрические преобразователи
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники” Кафедра защиты информации РЕФЕРАТ на тему: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
Фотоэлектрические датчики
Фотоэлектрические датчики. Фотоэлектрические датчики используются во многих отраслях промышленности для обеспечения точного обнаружения объектов без физического контакта.
Потенциометр
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4 «ПОВЕРКА АВТОМАТИЧЕСКОГО А» Цель работы Изучение принципа действия и конструкции потенциометров. Знакомство с установкой, ее назначением, возможностями,
Виброизмерительные преобразователи
Понятие вибропреобразователей, их сущность и особенности, классификация и разновидности, характеристика и отличительные черты, сферы применения. Основные параметры вибропреобразователей и критерии их оценки. Сущность пьезоэффекта и его параметры.
Перспективы использования энергии солнца и ветра
С момента появления на земле человек начал использовать энергию солнца. По археологическим данным известно, что для жилья предпочтение отдавали тихим, закрытым от холодных ветров и открытых солнечным лучам местам.
Место УСО в АСУ процесса бурения
Одно из главных различий между системами обработки данных и АСУ ТП состоит в том, что последняя должна быть способна в реальном времени получать информацию о состоянии объекта управления, реагировать на эту информацию.
Селен
Se - химический элемент 4-ой группы периодической системы Менделеева с относительным номером 34, с атомной массой 78,96. Название селена от греческого selen - Луна. Образует несколько модификаций.