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

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.

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.

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.

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.

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:

Особенности почек помогают легче переносить высоту 18.01.2025

Высокогорные регионы всегда привлекали внимание исследователей, изучающих, как человек адаптируется к жизни в условиях разреженного воздуха. Недавнее исследование группы ученых из Университета Маунт-Ройал в Канаде, возглавляемое доктором Тревором Деем, проливает свет на важную роль почек в акклиматизации к большим высотам. Работы канадских ученых объясняют, почему представители народности шерпа, которые веками живут в высокогорных районах Тибета, значительно лучше переносят высокогорье. В своем исследовании ученые наблюдали за дыханием и составом крови участников во время их подъема на высоту 4300 метров в Гималаях, в Непале. Эксперимент проводился с участием двух групп: одна состояла из жителей низменностей, не привыкших к горной среде, а другая - из шерпов, чей организм приспособлен к жизни на большой высоте. Основное различие между этими группами было в том, как их организмы реагировали на дефицит кислорода в воздухе. У шерпов наблюдалась более быстрая и масштабная адаптация к ...>>

Производство электричества с помощью термоядерного синтеза 18.01.2025

Американская компания Commonwealth Fusion Systems (CFS) нацелена на создание первой в мире термоядерной электростанции, способной подключаться к электрической сети. Этот амбициозный проект, известный как ARC (Affordable, Robust, Compact), будет построен вблизи города Ричмонд, штат Вирджиния. В соответствии с планами, новая электростанция сможет производить до 400 мегаватт чистой энергии, что вполне хватит для обеспечения электричеством 150 тысяч домохозяйств. Прогнозируется, что станция начнет работу в 2030-х годах. Принцип работы термоядерной электростанции основан на процессе термоядерного синтеза, который происходит в ядре звезд. В отличие от традиционной атомной энергетики, где используется деление ядер атомов с образованием радиоактивных отходов, термоядерный синтез создает в качестве побочного продукта безопасный гелий. Для того чтобы удерживать плазму с температурой свыше 100 миллионов градусов Цельсия, установка будет использовать мощные магнитные поля. Тем не менее, н ...>>

Экологическая защита для овощей и фруктов 17.01.2025

Исследователи из женского колледжа Шри Нараяна в Колламе, Керала, Индия, разработали инновационный способ продления свежести фруктов и овощей. Группа под руководством Пурнимы Виджаян предложила использовать съедобное покрытие, созданное на основе целлюлозных нановолокон (CNF), полученных из луковой шелухи. Этот подход не только продлевает срок хранения продуктов, но и способствует их безопасности благодаря включению нанокуркумина, известного своими антимикробными свойствами. Основным компонентом покрытия являются CNF, полученные из переработанных отходов лука. Эти нановолокна соединяются с синтетическим биополимером, который улучшает структуру покрытия, устраняя проблемы с водостойкостью и термической стабильностью, ранее свойственные материалам на основе CNF. Кроме того, добавление нанокуркумина усиливает антимикробные свойства покрытия, делая его особенно эффективным для предотвращения порчи. Для проверки эффективности этой разработки ученые провели эксперимент с апельсинами. П ...>>

Случайная новость из Архива Браслет стреляет антисептиком 27.12.2020 Международная группа инженеров создала браслет SprayCare. Он будет дезинфицировать руки и предметы там, где не всегда удобно доставать антисептик. Например, в общественном транспорте, лифте, в магазине или автомобиле. Об этом сообщает Naked Science. На корпусе устройства есть небольшой флакон с антисептиком и кнопка, которая распыляет средство. По словам разработчиков, они заметили, как часто прикасаются к грязным поверхностям в течение дня, и решили создать простое устройство, которое поможет чувствовать себя в безопасности. Браслет является флаконом с антисептиком, прикрепленным к силиконовому ремешку. По размерам прибор близок к Apple Watch. Внутри находятся распылитель и насос, который запускает единственная кнопка. После ее нажатия устройство распыляет антисептик на любую поверхность в течение 3-х секунд на расстояние до 1,5 м. Антисептика во флаконе хватает примерно на 40 применений, после чего человек сможет добавить нужное средство (если оно не очень густое). Кроме того, во флакон можно залить репеллент от насекомых, духи или эфирное масло - в зависимости от потребности. Так что он останется актуальным и после пандемии. Инженеры предлагают использовать его и как инструмент самообороны: достаточно поменять антисептик на жидкость для перцового баллончика.

Другие интересные новости:

▪ Контроллер TI UCC28070

▪ 10-этажный дом построен за сутки

▪ Мощные N-канальные МОП-транзисторы на 40 вольт

▪ Миниатюрный дрон DJI Spark

▪ Лавина информации

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электромонтажные работы. Подборка статей

▪ статья Проблема контролирования выброса в атмосферу загрязняющих веществ промышленными предприятиями. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ В чем состоит социально-экономический и политический кризис в странах Восточной Европы 1970-1980-х гг.? Подробный ответ

▪ статья Эшафотный узел. Советы туристу

▪ статья Улучшение звучания 35АС-1 и ее модификаций. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Монеты из воздуха. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025