3. ФОТОЕЛЕМЕНТИ
Фотоелемент - електронний прилад,
який перетворює енергію фотонів в
електричну енергію.
Перший фотоелемент,
заснований на зовнішньому
фотоефекті, створив у 1888р.
О.Столетов на основі
фотоефекту.
Установка Столєтова: А – дуговий ліхтар;
Б – батарея; С – 2 плоскопаралельних
диски; G - гальванометр
4. ЗОВНІШНІЙ ВИГЛЯД
Так виглядав перший
фотоелемент,
який використовувався в
кінопроектах
Газонаповнений фотоелемент ЦГ – 3 (а)
ті його включення в електричний
ланцюг (б)
5. ВИДИ ФОТОЕЛЕМЕНТІВ
із зовнішнім ефектом із внутрішнім ефектом
фоторезистори, фотодіоди,
фототранзистори і деякі інші
світлочутливі прилади
Фотоелементи служать економічно вигідним джерелом
електрики для основних потреб, таких як:
• освітлення;
• водозабір;
• засоби зв'язку;
• медичні установи;
• місцевий бізнес.
• точні науки
• масштабні проекти
6. ФОТОЕЛЕМЕНТИ
• Значення фотоструму фотоелемента
залежить від властивостей металу, з
якого був зроблений катод, напруги
батареї і освітленості катода.
• Сучасне виробництво фотоелементів
практично повністю засноване на
кремнії. Близько 80% всіх модулів
виробляється з використанням полі-
або монокристалічного кремнію, а
решта 20% використовують аморфний
кремній.
• Кристалічні фотоелементи - найбільш
поширені, зазвичай вони мають синій
колір з відблиском.
8. ЗАСТОСУВАННЯ ФОТОЕЛЕМЕНТІВ
Спектр застосування фотоелементів
надзвичайно широкий. Вони необхідні в
системах сигналізації, де використовуються в
фотореле, що спрацьовують від переривання
світлового потоку. Без них неможливо зробити
деякі системи
зв'язку, наприклад, світлотелефона, в тому числі
лазерні. Широко застосовуються фотоелементи
в різних вимірювальних приладах.
9. СОНЯЧНА БАТАРЕЯ
Сонячна батарея - напівпровідниковий
фотоелектричний елемент, що
працює на принципі перетворення
світлової енергії сонячного
випромінювання безпосередньо в
електрику.
Тонка пластина складається з двох
шарів кремнію з різними фізичними
властивостями.
Внутрішній шар являє собою чистий
монокристалічний кремній. Зовні він
покритий дуже тонким шаром
«забрудненого» кремнію, наприклад з
домішкою фосфору.
Сонячні промені
10. СОНЯЧНА БАТАРЕЯ
• Після опромінення такої «вафлі»
сонячними променями між шарами
виникає потік електронів і утворюється
різниця потенціалів, а в зовнішньому
ланцюзі, що з'єднує шари, з'являється
електричний струм.
• При цьому генерується постійний
струм. Енергія може використовуватися
як напряму різними навантаженнями
постійного струму, запасатися в
акумуляторних батареях для
подальшого використовування або
покриття пікового навантаження, а
також перетворюватися в змінний
струм напругою 220 В для живлення
різного навантаження змінного струму.
11. ПРИНЦИП РОБОТИ СОНЯЧНОЇ
УСТАНОВКИ
Отже, сонячна система енергопостачання складається з
таких елементів:
- сонячної батареї (фотоелектричного сонячного модуля);
- контролера заряду;
- акумуляторів;
- інвертора.
12. ВИКОРИСТАННЯ СОНЯЧНИХ
БАТАРЕЙ
На сьогоднішній
день, технології
використання сонячної
енергії активно
розвиваються в багатьох
країнах світу.
Деякі з них вже досягли
комерційної
зрілості, успішно
конкурують на ринку
енергетичних послуг і
навіть увійшли до
повсякденного вжитку.
14. ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ
СОНЯЧНИХ БАТАРЕЙ
• потужність модуля становить приблизно 10Вт;
• напруга при максимальному навантаженні –
близько 25В;
• струм короткого замикання становить близько
500мкА;
• вага такого модуля близько 2кг;
• приблизний ККД сонячної батареї – від 14 до
18%;
• термін служби такої пластини не менше 25
років.
15. ПЕРЕВАГИ І НЕДОЛІКИ СОНЯЧНИХ
БАТАРЕЙ
ПЕРЕВАГИ НЕДОЛІКИ
тривалий термін служби висока вартість і, як наслідок,
тривалий строк окупності
незалежність від технічних
неполадок енергогенеруючої
організації
залежність від погодних умов
низька імовірність поломки
сонячної батареї
низький ККД у порівнянні із
традиційними джерелами енергії
немає необхідності постійно її
обслуговувати
неможливо використання для
приладів, що споживають велику
потужність
безкоштовність самої енергії
(правда після того як у систему були
вкладені чималі кошти).
16. ДІОД
Діод — електронний прилад з двома
електродами, що пропускає
електричний струм лише в одному
напрямі.
Застосовується у
радіотехніці, електроніці, енергетиці та
в інших галузях.
Напівпровідниковий діод — це
напівпровідниковий прилад з одним
випрямним електричним переходом і
двома зовнішніми виводами.
Випрямним електричним переходом, в
напівпровідникових діодах, може бути
електронно-дірковий
перехід, гіперперехід або контакт
метал-напівпровідник.
Будова діода
17. КЛАСИФІКАЦІЯ ДІОДІВ
за методом отримання переходу
точкові планарні діод Шотткі
використовується
пластинка германію
або кремнію
перехід утворюється
двома
напівпровідниками з
різними типами
електропровідності
з низьким значенням
падіння прямої
напруги, та дуже
швидким
перемиканням
за методом отримання переходу
германієві кремнієві арсенідо-галієві
18. КЛАСИФІКАЦІЯ ДІОДІВ
За фізичними процесами, на використанні яких
базується робота діода
тунельні лавинно-
пролітні
напівпровід-
никові
фотодіоди світлодіоди діоди Ганна
застосовують-
ся як
підсилювачі,
генератори
застосовуються
для
генерування
коливань в
діапазоні
частот від 1 до
300 Ггц.
приймачі
оптичного
випромінюван
ня, які
перетворюють
світло, що
падає на його
фоточутливу
область в
електричний
заряд
напівпровідник
ові пристрої,
що
випромінюють
некогерентне
світло, при
пропусканні
через них
електричного
струму
використову-
ється для
генерації та
перетворення
коливань у
діапазоні НВЧ
20. КЛАСИФІКАЦІЯ ДІОДІВ
За призначенням напівпровідникові діоди поділяють на:
• випрямні напівпровідникові діоди, призначені для перетворення
змінного струму в пульсуючий;
• імпульсні — напівпровідникові діоди, що мають малу тривалість
перехідних процесів в імпульсних режимах роботи;
• варикапи (діод Джона Джеумма) — які призначені для застосування
як елементи з електрично керованою ємністю;
• стабілітрони (діод Зенера) — використовуються як джерело опорної
напруги;
• напівпровідникові діоди, що використовуються як згладжувачі викидів
(піків) напруги
• детекторні — призначені для детектування сигналу;
• детекторні НВЧ — призначені для детектування надвисокочастотного
сигналу;
• параметричні — варикапи, що призначені для застосування в
діапазоні надвисоких частот у параметричних підсилювачах,
• змішувальні — призначені для перетворення високочастотних
сигналів у сигнал проміжної частоти.
21. ТЕРМІСТОРИ
Термістор -
напівпровідниковий резистор, активний
електричний опір якого істотно
залежить від температури.
Для термістора характерні:
• великий температурний коефіцієнт опору;
• простота пристрою;
• здатність працювати в різних кліматичних
умовах при значних механічних
навантаженнях;
• стабільність характеристик у часі.
Терморезистор виготовляють у
вигляді стержнів, трубок, дисків, намистин і
тонких пластинок переважно методами
порошкової металургії. Їх розміри
можуть варіюватися в межах від 1-10 мкм до
1-2 см.
24. ЗАЛЕЖНІСТЬ ОПОРУ ВІД
ТЕМПЕРАТУРИ
У напівпровідників з
підвищенням
температури опір
зменшується приблизно
за логарифмічним
законом, що пояснює
їхню найбільшу
чутливість серед датчиків
температури.
Залежність опору
термістора від
температури
1- для R<0; 2- для R>0
26. ТЕРМІСТОРИ
Термістори знаходять застосування в
багатьох областях. Практично жодна
складна друкована плата не
обходиться без термісторів. Вони
використовуються в у різних схемах і
автоматичних пристроях для
дистанційного вимірювання
температури, температурних
датчиках, термометрах, практично в
будь-якій, зв'язаній з
температурними режимами,
електроніці, в пожежній сигналізації,
для контролю за режимом
працюючих машин і механізмів.
27. ЗАСТОСУВАННЯ ТЕРМІСТОРІВ
• У протипожежній техніці існують
стандартні температурні датчики.
Подібний датчик містить два
термістори з негативним
температурним коефіцієнтом, що
встановлені на друкованій платі в
білому полікарбонатному корпусі.
Один виведений назовні —
відкритий термістор, він швидко
реагує на зміну температури
повітря. Інший термістор
знаходиться в корпусі і реагує на
зміну температури повільніше.
28. ВИСНОВКИ
В ході роботи над проектом, ми з'ясували, що:
• Напівпровідники - це порівняно нові матеріали, за допомогою яких
протягом останніх десятиліть вдається вирішувати ряд надзвичайно
важливих електротехнічних завдань.
• Напівпровідникові прилади можна зустріти в звичайному
радіоприймачі і в квантовому генераторі - лазері, у крихітній атомній
батареї і в мікропроцесорах.
• Інженери не можуть обходитися без напівпровідникових випрямлячів,
перемикачів і підсилювачів. Заміна лампової апаратури
напівпровідниковою дозволила в десятки разів зменшити габарити і
масу електронних пристроїв, знизити споживану ними потужність і
різко збільшити надійність.
• В даний час налічується понад двадцяти різних областей, в яких за
допомогою напівпровідників вирішуються найважливіші питання
експлуатації машин і механізмів, контролю виробничих процесів,
отримання електричної енергії, посилення високочастотних коливань і
генерування радіохвиль, створення за допомогою електричного
струму тепла або холоду, і для здійснення багатьох інших процесів.
29. ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ
• Фізика 7-11 класи.- К.: Шкільний світ, 2001.-
95с.
• Чолпан Петро Пилипович Фізика.- К.: Вища
школа, 2003.- 567с.
• Шашков А.Г.,Терморезистор та їх
застосування.- М.,1967.
• http://uk.wikipedia.org/wiki/Терморезистор
