Автономные солнечные энергетические установки с концентраторами солнечного излучения. Схема, описание

Бесплатная техническая библиотека

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
Бесплатная библиотека / Схемы радиоэлектронных и электротехнических устройств

Фотоэлектрические установки. Автономные солнечные энергетические установки с концентраторами солнечного излучения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатная техническая библиотека

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

Комментарии к статье

Автономная гелиоэлектрическая установка (шифр ГЭУ-1,5), представленная на рис. 2.7, предназначена для электрообеспечения индивидуального потребителя.

Фотоэлектрические установки. Автономные солнечные энергетические установки с концентраторами солнечного излучения
Рис.2.7. Гелиоэлектрическая установка ГЭУ-1,5

Преимущества установки основаны на использовании фотоэлектрических модулей в сочетании с плоскими зеркальными концентра - торами, увеличивающими эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую в 1,5 - 2 раза и следящей системы, обеспечивающей автоматическое слежение за Солнцем от его восхода и до захода и тем самым повышенную "собираемость" падающей солнечной энергии.

Гелиоэлектрическая установка ГЭУ-1,5 имеет следующие технические параметры:

пиковая выходная электрическая мощность установки - 1,5 кВт.;
площадь принимающей солнечное излучение поверхности - 25 м2;
число фотоэлектрических модулей, рассчитанных на выработку электрической энергии постоянного тока пиковой мощностью 40 Вт при инсоляции 1 кВт/м2 - 25 шт.;
коэффициент концентрации -1,5-2;
слежение за положением Солнца - автоматическое, с точностью не хуже -2°;
выработка электрической энергии в течение суток установкой ГЭУ-1,5 втрое выше в сравнении с аналогичной, содержащей неподвижно установленные, например, на крыше здания, фотоэлектрические модули, примененные в установке.

Автономная солнечная фотоэлектрическая установка (шифр СФЭУ-1), представленная на рис.2.8, обеспечивает комбинированную выработку электрической и тепловой энергий и предназначена для использования в качестве модуля солнечной электрической станции блочно-модульной конструкции.

Фотоэлектрические установки. Автономные солнечные энергетические установки с концентраторами солнечного излучения
Рис.2.8. Солнечная фотоэлектрическая установка СФЭУ-1

Оборудование установки установлено на одноосевом опорно-поворотном устройстве с системой автоматического слежения за движением Солнца, на двух плечах которого расположены две концентрирующие солнечное излучение системы. Одна из них (на рис. правая часть) выполнена из набора плоских зеркал, площадь и форма поверхности которых соответствует форме поверхности фототермического приемника - преобразователя, составленного из набора элементов из монокристаллического кремния, соединенных последовательно и образующих фотобатарею, вытянутую вдоль оси концентратора. Концентратор путем юстировки составляющих его зеркал обеспечивает равномерную освещенность всех элементов фототермического приемника и увеличивает его освещенность в 13 раз.

Выделяемое в процессе работы тепло с выхода радиатора фототермического приемника в виде подогретой воды поступает на водо- нагревательный элемент, выполненный в форме трубы, устанавливаемой в фокусе концентратора, располагаемого на другом плече опорно-поворотного устройства.

Солнечная установка СФЭУ-1 имеет следующие технические параметры:

выходная пиковая электрическая мощность - 0,8 КВт и тепловая - 10 КВт при инсоляции 1000 Вт/м;
площадь принимающей солнечное излучение концентрирующей системы фотоэлектрической части - 24 м2 и 32 м2 - водонагревательной части;
предельный коэффициент концентрации фотоэлектрической части: 12 с неравномерностью освещенности в плоскости фотоприемника не хуже - 10%, и 30 - водонагревательной части;
охлаждаемый фототермический приемник трубчатого типа, обеспечивает коэффициент преобразования солнечной энергии в электрическую не хуже 10% и в тепловую не хуже 70%.

Автоматизированная система слежения за Солнцем запитывается от фотоэлектрических модулей типа МС -40, что обеспечивает автономность работы установки (без вмешательства человека).

Автономная солнечная ультрафиолетовая установка (шифр УФ-05), представленная на рис.2.9, предназначена для проведения ускоренных испытаний материалов, красок, покрытий; для уничтожения химических загрязнений, в частности, для проведения обеззараживания питьевой воды. Концентратор установки, состоящий из 150-и плоских шестиугольных фацет с размером описанной окружности 420 мм, смонтирован на опорно-поворотном устройстве. Параболоидная ферма установки имеет диаметр около 5 м с радиусом кривизны при вершине, равным 6 м.

Фотоэлектрические установки. Автономные солнечные энергетические установки с концентраторами солнечного излучения
Рис.2.9. Автономная солнечная ультрафиолетовая установка УФ-05

Для концентрации необходимой для облучения образца УФ-части солнечного спектра плоские фацеты выполнены из стекла с многослойным интерференционньм покрытием, отражающим солнечное излучение в заданном УФ-диапазоне длин волн и пропускающим излучение остальной части солнечного спектра. Приемник - реактор установки представляет собой массивную металлическую раму прямоугольного сечения, с двух противолежащих сторон которой вмонтированы трубные доски для размещения расположенных в два ряда 16 кварцевых стеклянных трубок, по которым пропускается обрабатываемая УФ - излучением жидкость. Следует отметить, что установка полностью автономна и не требует наличия внешнего источника электроэнергии - размещенные на концентраторе четыре фотоэлектрических модуля пиковой мощностью 40 Вт, каждый, полностью обеспечивают работу автоматизированной системы слежения за Солнцем от его восхода и до захода с точностью не хуже 2°.

Производительность установки по водоочистке до 1,5м3/час. Эффективность очистки воды от вредных биологических составляющих за один проход при инсоляции 500 Вт/ м составляет 70%.

Как известно, комбинированное воздействие, в течение продолжительного времени, атмосферы и солнечного излучения может вызывать необратимые изменения (деградацию или естественное старение) широкого круга материалов и изделий, например, изменения цветности строительно-отделочных материалов, лакокрасочных покрытий и текстильных красителей, известные как "выгорание" или "выцветание". Поэтому использование УФ-05. в качестве установки для проведения ускоренных испытаний различных материалов на воздействие ультрафиолетового излучения может сократить сроки проверки материалов на старение с нескольких лет до нескольких недель.

Гелиоэнергетическая установка ( шифр - ГЭУ-5) представленная на рис.2.10, предназначена для отработки технологии получения высококонцентрированного солнечного излучения в пятне, соизмеримом с диаметром полостных приемников реальных тепловых машин, например, Стирлинг-электроагрегатов, турбины газогенератора.

Фотоэлектрические установки. Автономные солнечные энергетические установки с концентраторами солнечного излучения
Рис.2.10. Гелиоэнергетическая установка ГЭУ-5

Концентратор гелиоэнергетической установки, представляющий собой составное зеркало диаметром около 5 метров, составленное из 180 элементарных алюминиевых зеркал (фацет) шестигранной формы с диаметром описанной окружности 420 мм. Фацета представляет собой сферическое зеркало со своим радиусом кривизны, определяемом ее местом расположения на концентраторе. Всего в концентраторе используется 7 типов фацет, соответственно располагаемых на концентрических окружностях, равноудаленных от его центра.

Гелиоэнергетическая установка ГЭУ-5 имеет следующие технические параметры:

диаметр составного фацетного концентратора -5 м.;
фацеты из алюминия сферической формы поверхности в количестве 180 шт., уложены по образующей параболоида в 7 рядов;
форма и размер фацет - гексагональная, диаметр описанной окружности - 420 мм.;
технология обработки отражающей поверхности фацет - алмазное точение;
коэффициент отражения в диапазоне солнечного спектра не менее 85%;
расчетный коэффициент концентрации - 3100, что обеспечивает размер сфокусированного пучка - 90 мм.;
расчетное значение тепловой энергии в фокусе концентратора - 12,3 кВт при уровне инсоляции 1000 Вт/м;
достигнутое значение температуры в полостном приемнике - 550°C.

Автор: Магомедов А.М.

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива

Самое мощное стабильное магнитное поле 19.08.2022

Ученые из Китайской академии наук в своей Лаборатории сильного магнитного поля смогли побить мировой рекорд, достигнув силы стабильного магнитного поля в 45,22 тесла. Это в 45 тысяч раз мощнее, чем магнитное поле обычного магнита на холодильнике.

Китайским ученым удалось побить предыдущий рекорд самого сильного стабильного магнитного поля, который достигли американские ученые из Национальной лаборатории сильного магнитного поля, США в 1999 году. Тогда ученые с помощью своего гибридного магнита достигли мощности магнитного поля в 45 тесла.

И американские, и китайские физики продолжают свою работу по усовершенствованию гибридных магнитов для создания мощных стабильных магнитных полей. Гибридный магнит использует два разных способа создания магнитного поля: с помощью внешнего сверхпроводящего кольца и внутреннего магнита Биттера. Используя эти две технологии можно создавать сильнейшие стабильные магнитные поля.

Еще в 2016 году китайские физики приблизились к показателю американцев и создали магнитное поле силой в 40 тесла. С тех пор они стремились побить рекорд американцев и это у них получилось.

"Чтобы достичь результата в 45,22 тесла для стабильного магнитного поля, мы изменили структуру магнита и создали новые материалы, а также оптимизировали работу гибридного магнита", - пояснил Гуанли Куанг из Китайской академии наук.

Для достижения стабильного магнитного поля силой в 45,22 тесла, китайскому магниту потребовалась потребляемая мощность в 26,9 мегаватта. По этому показателю китайские физики также обошли американцев, ведь те достигли силы магнитного поля в 45 тесла при потребляемой мощности магнита в 30 мегаватт.

"Наш гибридный магнит создает магнитное поле, которое улучшает условия для экспериментов ученых, которые проводят исследования в области материаловедения, а также этот магнит будет играть ключевую роль в исследованиях магнитных полей разной мощности", - отметил Куанг.

Другие интересные новости:

▪ ZL50233/4/5 - микросхема подавителя эхо

▪ Машины с ДВС и гибриды загораются чаще электромобилей

▪ ДНК и преждевременное старение

▪ Робот с человеческим лицом

▪ Пешеходный переход светится

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Телевидение. Подборка статей

▪ статья Островский Александр Николаевич. Знаменитые афоризмы

▪ статья Сколько спутников у Юпитера? Подробный ответ

▪ статья Тисс ягодный. Легенды, выращивание, способы применения