РОЗРОБКА ФАCЕТНОГО КОНЦЕНТРАТОРА ДЛЯ КОМБІНОВАНОЇ ФОТОЕНЕРГЕТИЧНОЇ УСТАНОВКИ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2313-8890.2022.05.04Ключові слова:
фасетний концентратор, сонячна енергія, лінзи Френеля, оптична ефективність, сонячні модуліАнотація
У статті досліджені особливості концентраторів сонячної енергії. Надана характеристика нині існуючих типів систем концентрації сонячної енергії: система слабкої концентрації та система високої концентрації. Наведено їх конструктивні особливості та недоліки. Зазначено, що одними з найбільш застосовуваних концентраторів є лінзи Френеля, але оптична їх ефективність обмежена низькими або високими температурами, оскільки внаслідок теплового розширення спостерігається зміна показника заломлення або деформація структури лінзи Френеля. Лінзи Френеля, які фокусують сонячне випромінювання на площі до 1 см 2, не дають можливості утилізації надлишкової теплової енергії. Складна геометрична форма параболічних концентраторів обумовлює коштовну технологію їх виготовлення, що, в свою чергу, суттєво збільшує собівартість виробленої ними електричної енергії. Люмінесцентні сонячні концентратори мають низький коефіцієнт концентрації сонячної енергії. Проведений аналіз показав, що існуючі концентратори сонячного випромінювання не дозволяють створювати конкурентноздатні у порівнянні з традиційними джерелами електричної енергії фотоенергетичні установки, які працюють при високих ступенях концентрації сонячного опромінення та утилізують надлишкову теплову енергію. З метою вирішення зазначених проблем, авторами розроблено фасетний концентратор сонячного випромінювання, наведено його характеристики та представлено лабораторний зразок. Досліджено питання оптимізації налаштування концентратору. Оприлюднено звіт щодо проведених натурних випробувань макету.
Посилання
Available at: https://razumkov.org.ua/statti/perspektyvni-tekhnologii-fotoelektrychnoi-soniachnoi-energetyky.
Resolution of the National Commission, carrying out state regulation in the spheres of energy and communal services (НКРЕКП), 29/09/2021 No 1637 "On the establishment of "green" tariffs for electric energy produced by private household facilities".
Luque A. and Andreev V. Concentrator Photovoltaics, Springer, Heidelberg, Germany, 2007.
McConnell R., Kurtz S., and Symko-Davies M. Concentrator photovoltaic technologies. Refocus. 2005. vol. 6, no. 4. P. 35–39.
Andrews Rob W., Pollard Andrew, Pearce Joshua M. Photovoltaic system performance enhancement with non-tracking planar concentrators: Experimental results and BDRF based modelling. IEEE 39th Photovoltaic Specialists Conference (PVSC). 2013. P. 0229–0234.
Sasaki K., Agui T., Nakaido K., Takahashi N., Onitsuka R., Takamoto T. Development of InGaP/GaAs/InGaAs inverted triple junction concentrator solar cells. AIP Conference Proceedings. 2013. Volume 1556. P. 22–25.
Kasaeian A., Tabasi S., Ghaderian J., Yousefi H. A review on parabolic trough/Fresnel based photovoltaic thermal systems. Renew. Sustain. Energy Rev. 2018. 91. P. 193–204. doi: 10.1016/j.rser.2018.03.114.
Hornung T., Hornung T. Ph.D. Thesis. Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE; Freiburg, Germany. Ein-und Mehrstufige Optische Konzentratoren für Photovoltaische Anwendungen. 2013.
Steiner M., Bösch A., Dilger A., Dimroth F., Dörsam T., Muller M., Hornung T., Siefer G., Wiesenfarth M., Bett A.W. FLATCON® CPV module with 36.7% efficiency equiPed with four-junction solar cells. Prog. Photovolt. Res. APl. 2015. 23. P. 1323–1329.
Awan A. B., Zubair M., Praveen R. P., Bhatti A. R. Design and comparative analysis of photovoltaic and parabolic trough based CSP plants. Sol. Energy. 2019. 183. P. 551–565. doi: 10.1016/j.solener.2019.03.037.
Widyolar B. K., Abdelhamid M., Jiang L., Winston R., Yablonovitch E., Scranton G., Cygan D., Abbasi H., Kozlov A. Design, simulation and experimental characterization of a novel parabolic trough hybrid solar photovoltaic/thermal (PV/T) collector. Renew. Energy. 2017. 101. P. 1379–1389.
Slooff L. H., Bende E. E., Burgers A. R., Budel T., Pravettoni M., Kenny R. P., Dunlop E. D., Büchtemann A. A luminescent solar concentrator with 7.1% power conversion efficiency. Phys. Status Solidi RRL Rapid Res. Lett. 2008. 2. P. 257–259.
Zaitsev R. V. APlication of a magnetic field to increase the efficiency of crystalline silicon photoelectric converters: thesis Ph.D. in technical science : 01.04.07 / R.V. Zaitsev; National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute», Department of Physical Materials Science for Electronics and Solar Energy. Ukraine, Kharkiv. 2013.
Climate of Ukraine. Edited by V. M. Lipinsky, V. A. Dyachuka, V. M. Babichenko. K. Rajevsky, 2003.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами: Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через [6 місяців] з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).