Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Функциональные характеристики системы слежения за Солнцем в составе концентраторной теплофотоэлектрической установки

В.А. МАЙОРОВ, Л.Д. САГИНОВ, В.С. ВЕРШИНИН

Аннотация


Представлены результаты исследования солнечной когенерационной установки на основе теплофотоэлектрических модулей. Функциональные характеристики системы слежения исследовались в естественных условиях солнечного освещения комплекса, состоящего из теплофотоэлектрических модулей с параболоцилиндрическими концентраторами солнечного излучения, охлаждаемыми фотоэлектрическими преобразователями, закреплёнными на устройстве протока теплоносителя треугольного профиля и следящей системой. Определены основные характеристики и параметры функционирования теплофотоэлектрической установки, снабжённой системой слежения за Солнцем, в зависимости от точности слежения за его положением. Оценка параметров установки и системы слежения проводилась в привязке к угловому движению Солнца по небесной полусфере с угловой скоростью 15 град/ч. В качестве основного параметра измерялся ток короткого замыкания фотоэлектрического модуля в зависимости от времени как с включённой, так и отключённой системой слежения. Поскольку экспериментальные данные носили статистический характер, расчёт исследуемых параметров проводился методами регрессионного анализа. В ряде экспериментальных зависимостей коэффициент корреляции достигал 98 %. Проведённая оценка точности слежения за Солнцем составила 1,5-2 угловых градуса при соответствующем максимальном временн о м интервале включения системы слежения 6-8 мин. При этом ток короткого замыкания в фотоэлектрической части установки в течение часа изменялся в пределах ± 5%. В ходе проведения натурных исследований оценена доля рассеянного солнечного излучения, которая составила ~ 20% от суммарной интенсивности. Из зависимости тока короткого замыкания от интенсивности солнечного излучения рассчитан коэффициент концентрации, который оказался равным 5,0-5,1 крат.

Ключевые слова


интенсивность солнечного излучения; теплофотоэлектрическая концентраторная установка; точность слежения за Солнцем; актуатор; регрессионный анализ; коэффициент концентрации; рассеянное солнечное излучение; intensity solar radiation; photovoltaic concentrator; installation; accuracy tracking Sun; actuator; coefficient of concentrating; regression analysis

Полный текст:

PDF

Литература


Solar cooling with concentrating photovoltaic/thermal (CPVT) systems / G. Mittelman, A. Kribus, A. Dayan // Energy Conversion and Management. Vol. 48. 2007. Р. 2481-2490.

The performance analysis of the Trough Concentrating Solar Photovoltaic/Thermal system / M. Li, et al. // Energy Conversion and Management. Vol. 52. 2011. Р. 2378-2383.

Very high fluxes for concentrating photovoltaic: Considerations from simple experiments and modeling / A. Vossier, D. Chemisana, G. Flamant, A. Dollet // Renewable Energy. Vol. 38. 2012. Р. 31-39.

Renno C., Petito F. Energy Analysis of a Concentrating Photovoltaic Thermal (CPV/T) System // Energy Science and Technology, Vol. 6, No. 2. 2013. Р. 53-63.

Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения: монография / В.М. Андреев, В.А. Грилихес, В.Д. Румянцев. - Ленинград: Наука. 1989. - 310 с.

Стребков Д.С., Тверьянович Э.В. Концентраторы солнечного излучения. - М.: ВИЭСХ. 2007. - 315 с

Jianyu Guo, Lixian Zheng Pages. Numerically study on a new hybrid photovoltaic thermal (PVT) collectors with natural circulation // Applied Solar Energy. 2017. V. 53. N. 4. P. 316-321.

Арбузов Ю.Д., Евдокимов В.М. Основы фотоэлектричества. - М: ГНУ ВИЭСХ, 2007. - 289 с.

Two-Axis Solar Heat Collection Tracker System for Solar Thermal Applications / Tsung-Chieh Cheng, Wei-Cheng Hung, Te-Hua Fang // International Journal of Photoenergy. V. 2013. Article ID 803457, 7 p. DOI: 10.1155/2013/803457.

Орлов С.А. Алгоритм учета невертикальности азимутальной оси концентратора при программном слежении за солнцем // Гелиотехника. 2017. № 1. С. 44 - 47.

Orlov S.A., Klychev Sh. I. Compensation of Axis Errors of Azimuth and Zenith Moving Concentrators in Programmable Solar-Tracking Systems // Applied Solar Energy. 2018. V. 54. N. 1. P. 61 - 64.

Solar Tracking System Experimental Verification Based on GPS and Vision Sensor Fusion / J. Yoo, Y. Kang, B. Song, J. Song // Journal of Automation and Control Engineering. 2014. V. 2. N. 4. P. 417 - 421.

Performance of Cylindrical Parabolic Collector with Automated Tracking System / K. Sridhar, G. Lingaiah, Kumar G. Vinod, Kumar S. Anil // Applied Solar Energy. 2018. V. 54. N. 2. P. 134-138.

Разработка метода повышения эффективности двухосного солнечного трекера с точной ориентацией к солнцу / А.К. Саймбетов, М.К. Нургалиев, Е. Тулкибайулы и др. // Гелиотехника. 2018. № 1. С. 15-20.

Tепловые характеристики модуля с параболоцилиндрическим концентратором солнечного излучения / В.А. Майоров, С.Н. Трушевский, Л.Д. Сагинов // Альтернативная энергетика и экология. 2016. № 19-20. С. 12-20.

Майоров В.А., Сагинов Л.Д. Разработка и исследование локальной когенерационной системы автономного электро- и теплоснабжения на основе использования концентрированного солнечного излучения // Вестник ВИЭСХ. 2018. № 2(31). С. 95-101.

Design and Economic Evaluation of Electrification of Small Villages in Rural Area in Yemen Using Stand-Alone PV System / A. Q. Al-Shetwi, M. Z. Sujod, A. Al Tarabsheh, I. A. Altawil // International Journal of Renewable Energy Research. 2016. V. 6. N 1. P. 289 - 298.

Experimental and Theoretical Evaluation of the Solar Energy Collection by Tracking and Non-Tracking Photovoltaic Panel / Y. Vorobiev, P. Horley, J. Gonzalez-Hernandez // ISES Solar World Congress - 2005, Orlando, Florida (August 6-12, 2005).

Пшеннов В.Б., Абасов Э.М. Определение оптимального шага слежения гелиоустановки за Солнцем // Возобновляемые источники энергии: материалы науч. молодёжной школы с междунар. участием. Под общей ред. Соловьёва А.А. Ч. 2. - М.: Университетская книга, 2008. С. 41-44.

Майоров В.А. Расчет и анализ энергетических характеристик солнечных батарей различных типов // Вестник ВИЭСХ. 2008. Вып. № 1(3). С. 96-100.

Исследование параметров установки в составе солнечного модуля с асимметричным параболоциндрическим концентратором, линейчатым фотоприемником и следящей системой / В.А. Майоров, П.А. Кунцевич, Л.Н. Лукашик // Вестник ВИЭСХ. 2015. №3(20). С. 74-76.




DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2020.30.84.006

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© 1998 — 2020 НТФ «Энергопрогресс»


Адрес редакции:
115280, Москва, 3-й Автозаводский проезд, д. 4, корп. 1
Телефон: +7 495 234-74-21
E-mail: energetick@mail.ru, energetik@energy-journals.ru

 

Наши патнеры:

              

Выставки: