Quyosh fotoelektrik elementlari va modullari

QUYOSH FOTOELEKTRIK ELEMENTLARI VA MODULLARI
Ma’lumki, hоzirgi zаmоn mutахаssisi qаysi sоhаdа ishlаmаsin, uning оldidа o‘zining sоhаsigа tеgishli yangiliklаrdаn хаbаrdоr bo‘lib turish vа o‘z bilim sаviyasini dоimiy rаvishdа оshirib bоrish tаlаbi qo‘yilаdi. Buning uchun u ilmiy, ilmiy mеtоdik jurnаllаrdа e’lоn qilingаn mаqоlаlаr bilаn tаnishib bоrmоg‘i lоzim. Bu ishni ахbоrоt tехnоlоgiyalаri muhitidа оlib bоrish ishni аnchа yеngillаshtirаdi vа tеzlаshtirаdi.
Fizik jarayonlarni kompyuter yordamida tasvirlash (modellashtirish) o‘quvchilarning fizika faniga bo‘lgan qiziqishlarini orttirishda hamda fizikaviy xodisa va qonuniyatlarni chuqurroq anglab yetishlarida muxim ahamiyat kasb etadi. Shuningdek, modellashtirishning o‘ziga xos muxim tomonlari shundaki, unda turli xil fizik qurilma va asboblar tayyorlash shart emas, xodisalarni jonli va tabiiy ko‘rinishda tasvirlash, tajribani oz fursat ichida istalgan marta takrorlash, kuzatish qiyin bo‘lgan va umuman kuzatish mumkin bo‘lmagan jarayonlarni ham namoyish eta olish mumkinligidadir. Ushbu ishda Quyosh elemetlarini modellashtirishga oid mualliflar tomonidan yaratilgan dasturlar haqida so’z boradi. “Fotoelektrik modul” dasturi Quyosh elemenlarini ketma-ket va parallel ulashning turli kombinatsiyalarini tanlash orqali kerakli chiqish parametrlariga ega bo’lgan fotoelektrik modullar olishga mo’ljallangan. Foydalanuvchi dasturni ishga tushirib, Quyosh elementining yuzasi, to’yinish toki va qisqa tutashuv toki ma’lum bo’lganda, ketma-ket va paralel ulanuvchi elementlar sonini tanlashi, uning elektr sxemasi, volt-amper xarakteristikasi va chiqish parametrlarini olishi mumkin. Dastur Quyosh elementlari va fotoelektrik modullar to’g’risida tasavurlar hosil qilishga hamda xulosalar chiqarishga imkon bеradi. “Kremniyli quyosh elementlarida to'g'ri piramidali tekstura hosil qilishning geometrik asoslari” dasturi kremniyli quyosh elementlari sirtida piramida shaklidagi teksturalar hosil qilishning geometrik asoslarini o’rganish uchun mo’ljallangan. Foydalanuvchi mustaqil ravishda dasturni ishga tushirishi, piramida shaklidagi teksturalarga tushayaotgan yorug’lik qaytish koeffisientining piramida asos burchgiga va yorug’likning to’lqin uzunligiga bog’liqlik grafiklarini chizib ko’rishi, piramidalarning paramertlarini optimal tanlab, mustaqil xulosalar chiqarishi mumkin.
taqiqlangan zonasi kengligini aniqlash uchun mo’ljallangam. Foydalanuvchi
mustaqil ravishda dasturni ishga tushirishi, ro’yhatdan eng ko’p qollaniladigan
yarimo’tkazgichlarni tanlashi, so’ngra ularga mos modelni tanlashi, taqiqlangan
zona kengligining temperaturaga va kiritmalar konsentratsiyasiga bog’liqlik
grafiklarini chizishi, ixtiyoriy temperatura va kiritmalar konsentratsiyasida
taqiqlangan zona kengligini hisoblab ko’rishi, qanday yarimo’tkazgich uchun qaysi
model tajibaga eng yaqin ekanligi haqida xulosalar chiqarishi mumkin.
Shunday qilib, fizika o‘qitishda va ilmiy tadqiqotlar olib borishda yangi
turdagi o‘quv qo‘llanmalari hamda axborot texnologiyalaridan foydalanish
talabalarning nazariy bilimini mustahkamlash, amaliy malaka va ko‘nikmalarini
shakllantirish mazmuni va sifatiga samarali ijobiy ta’sir etishi to‘g‘risida xulosa
qilishimizga asos borligini ko‘rsatdi.
Quyosh fotoelektrik tizimlari (QFT) muomalada sodda, harakatlanuvchi mexanizmlarga ega emas, lekin elementlarning o’zi murakkab integral sxemalarga o’xshash YaO’ qurilmalarga boydir. Bu tizimlar galvanik batareyalardan ishlaydigan ko’p asboblarda ishlatiladi. Sodda qurilmalarda QFTini bevosita ishlatsa bo’ladi. Aksariyat qurilma va asboblarda o’zgaruvchan tok
ishlatiladi, shu sababli QFTi o’zgarmas manbasini invertor qurilmasi orqali o’zgaruvchan tokka aylantiriladi. Yaqin o’n yillarda insoniyat fotoelektrik tizimlar bilan bevosita tanishadi. Masalan Yuqorida qayd qilganimizdek, FElar tannarxi kamaygan sari ular bozorining bir nechta potensial xaridorlari paydo bo’ladi. Masalan, qurilish materiallari ichida FElar ishlatila boshlaydi, ular binolarda ventilyasiyani amalga oshiradi va binolarni yoritadi. Iste‘mol va uy-ro’zg’or buyumlari fotoelektrik komponentlar bilan to’ldiriladi, ularning sifati yaxshilanadi. FElar keng ko’lamda kommunal xo’jalik korxonalarida qo’llanila boshlaydi. Sodda fotoelektrik tizimlar(FET)ga quyidagilarni kirgizish mumkin: - quyosh nasoslari – fotoelektrik nasos qurilmalari dizel va qo’l nasoslari alternativi bo’ladi. Ular suvni eng kerak paytda, ya‘ni kunduzi etkazib beradi. Kichkina nasosni bir kishi ikki soat ichida maxsus anjomlarsiz bir o’zi o’rnata
oladi; - akkumulyatorli FETlar - akkumulyator quyosh generatoridan zaryadlanadi,
energiyani o’zida to’playdi va ixtiyoriy vaqtda uni ishlatsa bo’ladi.
Xatto eng noqulay sharoitlarda va uzoqda joylashgan manzilllarda ham zarur qurilmalarni akkumulyatorlarda saqlanayotgan energiya bilan ta‘minlasa bo’ladi. Butun dunyoda akkumulyatorlar bilan ta‘minlangan FETlar yoritish asboblarini, sensorlarni, ovoz yozib oluvchi qurilmalarni, uy jihozlarini, telefonlarni, televizorlarni, elektr asboblarini elektr quvvati bilan ma‘minlaydi. - generatorli FETlar elektr quvvati uzluksiz ishlatilishi lozim bo’lganda yoki bu quvvat fotobatareyanikidan ko’proq kerak paytida FETni generator effektiv ravishda to’ldiradi. Kunduz kunlari FETlar ehtiyojga kerak ta‘minotni qoplaydi va akkumulyatorni zaryadlaydi.
Akkumulyator
razryadlanganda generator ishga tushadi va akkumulyatorni zaryadlay boshlaydi, akkumulyator to’la zaryadlanib bo’lgach, generator ishini to’xtatadi. Generator sutkaning ixtiyoriy vaqtida ishlashi mumkin. U uzluksiz elektr ta‘minotining muhim elementi bo’lib xizmat qiladi. FETlar shovqinsiz ishlaydi, atmosferaga zararli chiqitlarni chiqarmaydi, ularni ishlatish ko’p mehnat talab qilmaydi. FElar va generatorlarni birgalikda ishlatish umumiy FETning tannarxini kamaytiradi. Lekin zahira qurilma bo’lmasa, FE modullar va akkumulyatorlar tunda ta‘minotni etkazib berishlari uchun etarli darajada katta bo’lishlari kerak. tarmoqqa ulangan FETlar, markazlashgan elektr ta‘minotida FETlar yuklamaning ma‘lum bir qismini qoplashi mumkin. Bu vaqtda akkumulyatorlar ishlatilmaydi. Er yuzida minglab iste‘molchilar shunday tizimlar bilan ta‘milanganlar. FElar eneriyasi bevosita ist‘molchilarga etkazib berilishi mumkin yoki tarmoqqa berilishi mumkin. Agar iste‘molchiga kechki paytlar ko’proq energiya kerak bo’lsa, u tarmoqqa murojaat qiladi, bu murojaat avtomatik ravishda qoniqtiriladi. FET iste‘molchi ehtiyojidan ko’p energiya ishlab chiqarsa, ortiqcha energiya tarmoqqa o’tkaziladi (sotiladi). Shunday qilib, kommunal tarmoq FET uchun zahira xizmatini o’taydi, akkumulyator esa avtonom qurilma uchun zahira vazifasini o’taganidek.
sanoat FE qurilmalari. Bu qurilmalar qazib olinadigan yonilg’ilarni ishlatmaydi, ekologik toza , shovqinsiz ishlaydi. Lekin ular kommunal tarmoqlar arsenaliga dinamik ravishda kirishib ketmagan, chunki FETlardan olinayotgan elektr energiyasi an‘anaviy manbalardan olinayotgan energiyadan qimmat, buning ustiga ular kunduzgi vaqtlarda ishlaydi xolos., ist‘molchi ob-havoga bog’liq bo’lib qoladi. - avtonom iste‘molchilar (kosmik kemalar, elektromobillar va h.za)da FETlar vazifasi birinchi o’rinda turadi. Quyidagi rasmda ―Speys SHattl‖ kosmik kemasining elektr ta‘minot qurilmasi keltirilgan (9- rasm).
Quyosh energiyasini elektr energiyasiga to‘g‘ridan-to‘g‘ri aylantirish • Quyosh energiyasini elektr energiyasiga to‘g‘ridan-to‘g‘ri aylantirishning termoelektrik, fotoelektrik va fotogalvanik usullari mavjud bo‘lib, ularning ichida fotogalvanik usul hali yaxshi o‘rganilgan emas. Ma’lumki, matereallarda 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 necha elektron metall sirtidan tashqi muhitga (vakuumga) chiqsa, metall sirti bilan muhit orasida potensiallar ayirmasi Δφ hosil bo‘ladi. Elektron zaryadi ( e ) ni bu potensiallar ayirmasi Δφ ga ko‘paytmasi elektronning chiqish ishi deb ataladi: , eV yoki J . e A
|