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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива МФУ EPSON Stylus Photo RX500 23.01.2004 EPSON Stylus Photo RX500 - первое на рынке и в данный момент единственное многофункциональное устройство, способное выполнять 6-цветную печать фотографического качества (в том числе напрямую с флэш-карт). Кроме того, устройство позволяет сканировать как обычные документы, так и прозрачные оригиналы (включая изображения с фотопленок), и предоставляет пользователю широкий набор дополнительных возможностей работы с цифровыми изображениями.

Другие интересные новости:

▪ Android 5.0 Jelly Bean для Asus

▪ Преобразователи MAX20343/MAX20344

▪ Шоколад с утра помогает женщинам худеть

▪ Самые большие динозавры

▪ Как понять собаку

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Начинающему радиолюбителю. Подборка статей

▪ статья Суворов Александр Васильевич. Знаменитые афоризмы

▪ статья Бывают ли вещие сны? Подробный ответ

▪ статья Ремонт лыж в походе. Советы туристу

▪ статья Условные графические и буквенные обозначения электрорадиоэлементов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Исчезновение лица. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026