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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Convertidores fotoeléctricos. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes alternativas de energía Las instalaciones de este tipo se basan en el principio de eliminar electrones de materiales semiconductores con cuantos de luz. La energía radiante se convierte en energía eléctrica. En la energía solar moderna se utilizan ampliamente convertidores semiconductores de silicio cristalino químicamente puro. El silicio es un elemento muy extendido en la corteza terrestre; arena, el cuarzo es dióxido de silicio SiO2. La producción de silicio puro a finales del siglo XX permitió iniciar la producción de varios dispositivos semiconductores, en particular procesadores para ordenadores modernos. La producción de alta tecnología e intensiva en conocimientos en los Estados Unidos se concentra en el valle del "silicio" (silicio) en el estado de California. La creación de fuentes de energía solar está incluida en los programas de empresas mundiales tan importantes como Siemens, Sony e Hitachi. Los líderes en el campo de la energía solar que utiliza convertidores de silicio son Estados Unidos, Alemania, Dinamarca, Japón y Suiza. El coste de los convertidores fotovoltaicos de silicio en los últimos 40 años se ha reducido 40 veces; 1 kW de potencia instalada en plantas de energía solar fotovoltaica cuesta aproximadamente 2500 dólares. Una célula solar consta de dos obleas de silicio conectadas entre sí. La luz que cae sobre la placa superior expulsa electrones y los envía a la placa inferior. Esto crea la fem del elemento. Los elementos conectados en serie son una fuente de corriente continua. Varios convertidores fotovoltaicos combinados forman una célula solar. La eficiencia de conversión de energía radiante en energía eléctrica en instalaciones modernas alcanza el 13,17%, en condiciones de laboratorio se ha logrado una eficiencia del 40% en algunos semiconductores. La potencia de SPP con convertidores fotoeléctricos está determinada por la relación
donde El uso de plantas de energía solar fotovoltaica comenzó con la tecnología espacial, donde el coste desempeñaba un papel secundario. Las “alas” de las fotocélulas de la estación Mir tenían una superficie de cientos de metros cuadrados. El Lunokhod, propulsado por paneles solares, estuvo en funcionamiento en la Luna durante más de un año. En la estación American Skylab, una batería con una superficie total de 130 m proporcionaba una potencia de 10,5 kW. Hoy en día, en varios países se fabrican módulos convertidores fotovoltaicos para satisfacer las necesidades energéticas a gran escala. La potencia de instalaciones solares individuales de este tipo en los Estados Unidos ha alcanzado los 10 MW, alcanzando su potencia máxima cuando el Sol está en su cenit, cerca del momento en que el ciclo diurno de consumo de energía en los soleados estados subtropicales del sur de América alcanza su punto máximo debido al funcionamiento de los aires acondicionados. Una ventaja importante de las plantas de energía solar fotovoltaica son sus bajísimos costes operativos: los módulos, protegidos del polvo y las precipitaciones mediante vidrio o láminas, funcionan durante décadas sin mantenimiento. En tiempo nublado, la potencia de los SES de este tipo se reduce ligeramente, aunque menos que en las instalaciones termoeléctricas. Cabe esperar que en las regiones soleadas del sur de la Federación de Rusia, con la producción en masa y la reducción del coste de los módulos de silicio, estas instalaciones sean competitivas en comparación con las tradicionales que funcionan con combustibles fósiles cada vez más caros. Se están desarrollando proyectos de plantas de energía solar fotovoltaica satélite. Está previsto lanzarlos e instalarlos en órbitas geoestacionarias en el ecuador, a una altitud de 35800 km, de modo que “floten” constantemente sobre el mismo lugar. Las células solares con una superficie de decenas de km2 se colocan sobre una fina película sintética orientada perpendicularmente a los rayos del sol. La corriente eléctrica de las células solares se convierte en generadores especiales en radiación de microondas, que se dirige a la Tierra mediante una antena a bordo. La antena transmisora tiene un diámetro de aproximadamente 1 km y la antena receptora de radiación de microondas en la Tierra tiene aproximadamente 7 km. La estación receptora convierte la radiación de microondas en una corriente de frecuencia y voltaje industrial. Para implementar este proyecto, único en concepto y escala, se necesitarán enormes fondos y una gran cantidad de desarrollos científicos y técnicos. En Rusia, el principal desarrollador científico de convertidores fotoeléctricos es el Instituto Físico-Técnico que lleva su nombre. A.F.Ioffe en San Petersburgo. El director de este instituto, el académico premio Nobel Zh.I. Alferov, es un ferviente defensor de la energía solar. La planta de dispositivos metal-cerámicos de Riazán ha iniciado la producción de módulos de control de potencia de varios tamaños estándar y diferentes características técnicas. Los fotomultiplicadores solares son producidos por NPO Kvant (Moscú) y CJSC Telecom-STV en Zelenograd, región de Moscú. Se está dominando la producción de “silicio solar”, el material base para los convertidores fotoeléctricos. 1 kg de silicio en una central eléctrica produce en un año la cantidad de electricidad que se necesitaría para producir 2,5 toneladas de petróleo en las centrales térmicas convencionales, y la vida útil de un convertidor de silicio es de 30 años o más. Autor: Labeish V.G.
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- eficiencia de los convertidores fotoeléctricos (varía en los elementos de silicio modernos dentro de 0,12.0,17), 
- su superficie total, m2.
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