Қолданбалы химия. Роза Рыскалиева
Читать онлайн книгу.
шаршы метріне шамамен 0,16 кВт энергия жұмсалады. Жер бетінің барлығына түсетін күн энергиясының мөлшері 105 млрд кВт құрайды, бұл барлық белгілі энергия түрлері өндірісінен 20 мың есе артық.
Табиғи экожүйелерде күн энергиясының тек 1 % ғана жапырақтармен сіңіріледі және фотосинтезде пайдаланылады. Ол органикалық заттың потенциалдық энергиясы түрінде жинақталады. Олардың ыдырауы нәтижесінде экожүйенің барлық қалған компоненттерінің энергетикалық қажеттілігі қанағаттандырылады. Күн энергиясының шамамен осындай пайызы біздің тұрмысымыздың және өнеркәсіптік, транспорттық қажеттілігімізді қамтамасыз етуге жеткілікті екені есептелген. Сонымен қатар, біз оны қолдансақ та, қолданбасақ та Жердің энергетикалық балансына және биосфера күйіне бұл әсер етпейді. Қазіргі таңда Күн сәулесінен түсетін энергияны практикалық пайдаланылуы оңай электр энергиясына айналдыру мәселесі туындап отыр. Сонымен қатар түнде және бұлтты күндері энергиямен қамтамасыз ету үшін күн энергиясын үнемдеп жұмсай білу қажет. Қазір күн сәулесінің энергиясы негізінен өнеркәсіпте, ауыл шаруашылығында және коммуналды шаруашылық қажеттіліктері үшін төмен потенциалды жылу энергиясын (1000С дейін) алу үшін қолданылады. Бұлар әртүрлі су және ауа жылытқыштары, жылыжайлар, кептіргіштер, су бүріккіштері және т.б. Жарық сәулелерін Жерге жеткен кезде жинақтап, оны тікелей пайдалануға болады. Бұл күн энергиясын тікелей пайдалану деп аталады. Қазіргі уақытта кең тараған бірнеше әдістер бар.
1. Фотогальваникалық элементтер (ФГ) немесе фотоэлектрлік түрлендіргіштер. Күндегі фотондар ағыны қос қабатты жартылай өткізгіштің (мысалы, кремнийдің) жоғарғы бөлігіне түседі. Фотондар электрондарды қоздырады да, олар әртүрлі типтегі кремнийдің арасындағы бөлік беттеріне жылжиды. Бұл кезде бөліктің жоғарғы бетінде электрондардың артық мөлшері орын алады, сондықтан мұнда потенциалдар айырымы түзіледі. Мұндай потенциалдар айырымы шамамен 0,8 В құрайды. Көбірек потенциал алу үшін кремнийлі элементтердің неғұрлым көбірек бөлігін сатылай байланыстыру керек. Кремнийлі элементтердің ауданын арттыру арқылы қалаған көлемді ток алуға болады. Бұл жағдайда кремнийдің Si (немесе германийдің Ge) жартылай өткізгіштік қасиеті пайдаланылады. Жартылай өткізгіш – электрлік кернеулігі кедергі өткізгіштер мен электрлі оқшаулағыштардың (диэлектрликтердің) мәндерінің арасындағы аралық мәнді көрсетеді. n-типіндегі (электронды) жартылай өткізгіштер кристалдық торларында артық электрондары бар, сондықтан оларда тиімді теріс заряды бар. р-типіндегі (тесікті) жартылай өткізгіштердің кристалдық торларында «электронды тесіктері», яғни тиімді оң зарядтары бар. р-типіндегі кремнийлі пластинкалармен өткен электрондар екі пластинканың арасындағы біріккен жерінде тоқтайды. Бұл біріккен жер n-р-ауысуыдеп аталады. Кері бағытта жылжыған электрондар р-типі қабатындағы «тесіктерді» толтыру үшін осы жерден өтеді. Энергияны қайта өңдеудің фотогальваникалық әдісін пайдаланғанда экономикалық