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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива USB-ключи для доступа к сайтам 02.11.2014 Google объявил о запуске на своих сайтах двухфакторной аутентификации с использованием физического USB-ключа. Купить ключ можно на Amazon. Сейчас в магазине представлено три модели ключей стоимостью от $6 до $60. Все ключи используют открытый протокол Universal 2nd Factor (U2F), разработанный FIDO Alliance. Ключи можно будет использовать на любом сайте (не только Google), который добавит поддержку этого протокола. USB-ключи не требуют установки - достаточно поместить его в USB-порт компьютера после ввода пароля на сайте, когда сайт попросит об этом. Все ключи работают с Windows, OS X, Linux и Chrome OS. Для работы с USB-ключом необходимо использовать браузер Google Chrome версии 38 и выше. Использование USB-ключей полностью бесплатно, однако пользователи должны приобретать их за свой счет. Ключи отличаются дизайном. Самая дорогая модель за $60 оснащена технологией Java Card. "Обычно Google отправляет подтверждение на телефонный номер при попытке войти в аккаунт, чтобы мы могли убедиться, что это именно вы. Однако хитроумные хакеры порой создают сайты-двойники Google, чтобы узнать ваши коды подтверждения. Аппаратный токен убережет вас от этого, потому что вход осуществляется физическими методами (а не посредством введения кода) и только в случае распознавания токеном оригинального сайта", - рассказали в компании. Двухфакторную аутентификацию с отсылкой SMS-сообщения с кодом подтверждения Google запустила в 2011 г. В январе 2013 г. корпорация сообщила, что планирует разработать и предложить физические средства подтверждения личности. В частности, именно тогда речь зашла о доступе к сервисам Google с помощью USB-ключей.

Другие интересные новости:

▪ Графен улучшит HDD

▪ Стерильная пыльца как метод борьбы с сорняками

▪ Док-станция Razer Thunderbolt 4 Dock

▪ Компактное солнечное зарядное устройство для электромобилей GoSun Solar EV Charger

▪ Коровы в облачном хранилище

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Предварительные усилители. Подборка статей

▪ статья Поведение потребителей. Шпаргалка

▪ статья Что такое неон? Подробный ответ

▪ статья Живучка. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Инфракрасный порт для компьютера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Матрешка исчезает под платком. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026