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:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Тончайший тонкопленочный фотоэлемент 16.12.2021 Инженеры из Стэнфордского университета создали солнечный элемент с использованием дихалькогенидов переходных металлов (ДПМ) на гибкой полиамидной подложке. Их прототип показал рекордную эффективность для подобных тонкопленочных фотоэлементов - 5,1%. Авторы исследования считают, что смогут достичь показателя в 27% при оптимизации оптических и электрических характеристик. У прототипа также в 100 раз больший коэффициент соотношения массы к мощности, чем у любых ранее разработанных солнечных элементов с ДПМ: 4,4 Вт на грамм. Но ученые рассчитываются добиться 46 Вт/грамм. Прототип стэнфордской команды включает в себя диселенид вольфрама и контакты из золота, покрытые слоем проводящего графена толщиной в один атом. Все это зажато между гибким полимером и антибликовым покрытием, улучшающим поглощение света. Полностью собранный фотоэлемент толщиной менее 6 микрон, что в 15 раз тоньше листа бумаги. Основной материал коммерческих солнечных батарей - кремний. КПД таких фотопанелей почти 30%, однако они слишком тяжелые и жесткие для использования там, где нужны гибкость и легкость. В то время как ДПМ имеют большие перспективы - они тонкие и не содержат токсичных химикатов. Малый вес и высокая мощность имеют первостепенное значение для различных носимых устройств, автономных датчиков, аэрокосмических и электрических транспортных средств. ДПМ также биосовместимы, поэтому их можно использовать в носимых устройствах, требующих прямого контакта с кожей или тканями человека.

Другие интересные новости:

▪ 3D-очки для телевизора без пульта

▪ Стационарными телефонами пользуется только половина жителей США

▪ Маленькая интегральная система мониторинга давления в шинах

▪ Медвежье самолечение

▪ Усовершенствование перовскитного элемента термостойким органическим слоем

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Дом, приусадебное хозяйство, хобби. Подборка статей

▪ статья Чтоб делу дать законный вид и толк. Крылатое выражение

▪ статья Смогли бы вы обозвать кого-нибудь эскимосом? Подробный ответ

▪ статья Сарезское озеро. Чудо природы

▪ статья Датчики-генераторы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Пространственная селекция сигналов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025