O’zbеkistоn rеspublikasi оliy va o’rta maхsus ta’lim vazirligi buхоrо davlat univеrsitеti
Quyosh energiyasini to’g’ridan-to’g’ri elektr energiyasiga
Yüklə 5,44 Mb. Pdf görüntüsü
|
|
7.2. Quyosh energiyasini to’g’ridan-to’g’ri elektr energiyasiga
aylantirish Quyosh energiyasini elektr energiyasiga to’gridan-to’gri aylantirishning termoelektrik, fotoelektrik va fotogal’vanik usullari mavjud. Ma’lumki metallarda erkin elektronlar mavjud bo’lib, ular musbat ion atrofida xaotik ravishda harakat qiladi, metallning o’zi esa elektr jihatdan neytral hisoblanadi. Agar bir yoki bir nechta elektron metal sirti bilan tashqi muhitga (vakuumga) chiqsa, metal sirti bilan muhit orasida potensiallar ayirmasi Δφ hosil bo’ladi. Elektron zaryadi (e) nib u potensiallar ayirmasi Δφ ga ko’paytmasi elektronning chiqish ishi deb ataladi: = e A , eV yoki J Har xil metallardan elektron chiqish ishi har xil bo’ladi. Bu ish har xil bo’ladi. Bu ish ko’pincha joullar yoki elektron vol’tlarda o’lchanadi. 1 eV=1,602 10 -19 J. Ba’zi metallar uchun chiqish ishining son qiymatlarini keltiramiz (eV): Chiqish ishlari har xil bo’lgan ikki metal bir-biri bilan payvandlanganda elektronlar diffuziyasi hisobiga kontakt potensiallar ayirmasi hosil bo’ladi. Agar kontakt joyi qizdirilsa elektronlar diffuziyasi ortadi va kontakt potensiallar ayirmasi ham kattalashadi. Alyuminiy ˗ 3,74 Mis ˗ 4,47 Temir ˗ 4,36 Kumush ˗ 4,28 Kobal’t ˗ 4,25 Seziy ˗ 1,89 Litiy ˗ 2,39 Rux ˗ 3,74 Agar uchlari payvandlangan ikkita har xil metal simlari gal’vonometrga ulab, galvonometrga ulab, kontaklardan birini sovuq holatda qoldirib, ikkinchisi isitilsa, zanjirda elektr toki hosil bo’lai. Bu hodisani birinchi marta nemis olimi Zeebek kuzatgan bo’lib, termoelektrik effekt yoki “Zeebek effekti” deb yuritiladi. Termoelektr yurituvchi kuch E payvandlangan uchlardagi temperaturalar (absolyut shkala bo’yicha) ayirmasiga to’g’ri proporsional bo’lib, metallar tabiatiga bog’liq: ) ( 2 1 T T E − = (7.3) Bunda - metallning termoEYuK koeffsienti. T=100 o C uchun ba’zi metal kontaktlar – termoelementlarning termoelektr yurituvchi kuchlari: temir – mis – 1,12 10 -3 V 183 mis – konstantan – 4,25 10 -3 V Uchlari o’zaro payvandlangan ikkita har xil metalladna yasalgan asbobga termopara yoki termoelement deb ataladi. Termoelement kaavsharlangan uchi temperaturasi o’lchanuvchi moddaga va ikkinchi – sovuq uchlari o’lchov asbobga ulanadi. Bir necha termoelementlardan tuzilgan sistemaga termobatareya deb ataladi. 1908 yilda Moskva universiteti professori B.Serasskiy 100 ta termoelementdan iborat bo’lgan quyosh batareyasini yaratdi. Bu batareya oynaband yashik ichiga joylashgan bo’lib elektr qo’ngirogini tok bilan ta’minlab turgan. O’tgan asrning 30-yillarida akademik A.F.Ioffe termogeneratordan quyosh energiyasini elektr energiyasiga aylantirish masalasini taklif etgan bo’lsa, 1941 yilga kelib u shunday termogeneratorni ishlab chiqgan. Quyosh termoelektrogeneratorlari asosan quyosh konsentratori va termobatareyalardan tashkil topgan. 1956 yilda G.M.Krijanovskiy nomidagi Energetika instituti xodimlari diametri 2 m bo’lgan ko’zgu fokusiga termogenerator o’rnatib, issiq va sovuq payvandlar orasidagi temeraturalar farqi 400 o C bo’lganda 21 V kuchlanish ostida 18,9 W quvvat olishga muyassar bo’lganlar. Termogenerator FIK 2 % ga yaqin. Bunga sabab elemenlarning o’zaro ulash sistemasi yaxshi ishlamaganidir. Keyinchalik Yu.Malevskiy va A.oxotinlar termogenerator FIK 8% ga etkazish imkoniyatiga ega bo’ladilar. Quyosh energiyasini elektr energiyasiga to’g’ridan-to’g’ri aylantirishning ikkinchi usuli – fotoelektrik usuldir. A.G.Stoletovning fotoeffekt hodisasini kashf etgan. Yarim o’tkazgichlar uchun termoelektrik EYuK metallardagiga nisbatan bir necha o’n marta katta bo’lib, ularga bo’lgan qiziqqiqsh 1954 yildan boshlandi. Hozirgi kunda kremniy asosidagi fotoelektrik o’zgartirgichlar keng ishlatilmoqda. Kremniy va Mendeleev elementlar elementlar davriy sistemasidagi V gruppa elementlaridan birining aralashmasi n - yarim o’tkazgich, III gruppa elementlaridan birining aralashmasi esa p – yarim o’tkazgichga aylanadi. Bu ikkala tur p - n yarimo’tkazgichlar kontakti plastinkasining qalinligi 1 mm ga yaqin bo’lib, sirti 10 sm dan kattaroq qilib yasash hozircha mumkin bo’layapti. Fotoelektrik elementlarni yasash texnologiyasi deyarli to’la hal etilgan, lekin ular sirtiga elektrodlarni ulash, tegishli tok va 184 kuchlanishlar olish uchun bu elementlarni o’zaro ulash masalalari takomillashtirish ustida ilmiy izlanishlarni olib borilmoqda. Quyosh batareyalarni yasash texnologiyasi quyidagicha: kremniy plastinkani yuqori temperaturali elektropechga o’rnatib, unga p yoki n tipidagi yarim o’tkazgich materiali vakuumga diffuziya yo’li bilan kiritiladi. Bu material qalinligi taxminan bir necha 10 mikronni tashkil etadi. Bu material – aralshma kremniy plastinkasining hamma tomoniga diffuziyalanadi. Shuning uchun plastinkaning yuqori qismidagi qatlam qoldirilib, qolgan qismlaridagi qatlamlar olib tashlanadi, so’ngra plastinka pastki va yuqori qismlariga elektrodlar ulanadi. Krjijanovskiy nomidagi Energetika instituti xodimlari yarimo’tkazgichli termoelementlarning shunday kombinasiyasini ishlab chiqdilarki, termobatareya FIK 20% ni tashkil etadi. Quyosh batareyalarining asosiy afzaliklari – FIK katta bo’lishi, uzoq muddat davomida ishlashi, oddiyligi, solishtirma quvvatining katta bo’lishi (quvvatni element massasiga nisbati), ammo nisbatan qimmat turishi va qo’shimcha energiya manbai talab etishi quyosh batareyasining kamchiliklaridan biridir. Hozirgi vaqtda quyosh batareyasi tannarxini kamaytirish ustida izlanishlar olib borilmoqda. Yüklə 5,44 Mb. Dostları ilə paylaş:
|