канд. техн. наук, заведующий лабораторией солнечных концентраторных систем и нетрадиционных источников энергии Всероссийского научно-исследовательского института электрификации сельского хозяйства
PhD (engineering), the Head of the Laboratory of Solar Concentrator Systems and Unconventional Energy Sources of The All-Russian Scientific-Research Institute for Electrification of Agriculture
канд. физ.-мат. наук, заведующий отделом возобновляемых источников энергии Всероссийского научно-исследовательского института электрификации сельского хозяйства. Почетный машиностроитель (2006 г.)
PhD (physics and mathematics), the Head of Renewable Energy Sources department of The All-Russian Scientific-Research Institute for Electrification of Agriculture
д-р техн. наук, профессор, директор Всероссийского научно-исследовательского института электрификации сельского хозяйства (ВИЭСХ) с 1987 г. по настоящее время; заведующий кафедрой МГАУ и ЮНЕСКО, член-корреспондент ВАСХНИЛ, РАСХН (1991); академик РАСХН (1997), академик РАН (2013). Заслуженный деятель науки РФ (2008); председатель Российской Секции Международного общества по солнечной энергии с 1992 года; заместитель председателя Российского комитета по использованию возобновляемых источников энергии с 2002 года
DSc (engineering), professor, director of The All-Russia Scientific-Research Institute for Electrification of Agriculture (VIESH). In 1985 he received the academic status of professor at the All-Union Correspondence Polytechnic Institute, became a corresponding member of the Lenin All-Union Academy of Agricultural Sciences and of the Russian Academy of Agricultural Sciences (1991), an academician of the Russian Academy of Agricultural Sciences in 1997 and Russian Academy of Sciences (2013). Since 1992, he is the Chairman of the Russian Section of the International Solar Energy Society, Vice-President of the Russian Committee on the Use of Renewable Energy Sources (2002) and the Head of the Working Group of the European UNESCO Bureau on education in the field of solar energy
Разработка и создание теплофотоэлектрических модулей в настоящее время – одно из важнейших направлений развития солнечной энергетики. Целью этих работ является повышение эффективности преобразования солнечной энергии за счёт снижения потерь поступающей солнечной энергии и, в конечном счёте, снижение себестоимости получаемой энергии. В работе рассмотрены новые теплофотоэлектрические модули, включающие фотоприемники и концентраторы, обеспечивающие эффективное преобразование солнечной энергии в тепловую и электрическую. Проведено математическое моделирование для создания алгоритма расчёта конструкции теплофотоэлектрического модуля с заданными энергетическими параметрами с применением законов геометрической оптики, фотоэнергетики, а также тепло- и массообмена. При использовании подобных модулей, в основе которых находится параболоцилиндрический концентратор и фотоприёмник с системой протока теплоносителя, возможно создание когенерационных установок для выработки электричества и тепла. Разработанные по такой методике образцы модулей исследуются на стендах и испытываются в натурных условиях. Солнечный модуль с асимметричным параболоцилиндрическим концентратором и площадью миделя 66х70 см2, с линейчатым фотоприёмником концентрированного излучения на базе матричных фотопреобразователей площадью 6х68 см2 с системой протока теплоносителя обеспечивает электрическую мощность более 27 Вт. Расчёт оптического КПД даёт значение 0,64, что для данной конструкции концентраторного модуля не является пределом; тем не менее сравнительная оценка количества фотоэлектрической энергии, поступающей от данного модуля и стандартной планарной солнечной батареи, даёт прирост на уровне 26 %. При увеличении же оптического КПД до 80 %, что вполне реально при имеющихся технологических запасах, этот прирост возрастает до 50 % и выше.
Design and development of photovoltaic-thermal (PV-T) modules is currently one of the important directions of solar energy application. These projects are aimed at increasing the effectiveness of solar energy conversion through combining electric and thermal energy generation in one device by decreasing solar energy losses and consequently decreasing energy generation costs. The paper discusses the new PV-T modules, including photoreceiver and solar illumination concentrator which provides efficient conversion of solar energy into heat and electricity. The mathematical modeling is used to create an algorithm for calculating of PV-T module design with the specified energy parameters. The laws of geometrical optics, photovoltaics, as well as heat and mass transfer are used. Such modules, based on a symmetrical parabolic-cylindrical concentrator and a photoreceiver with a coolant system flow may serve as a cogeneration installation for electricity and heat generation. Developed solar prototypes were investigated at testing ground and in field conditions with sun illumination. Solar module with asymmetric parabolic-cylindric concentrator with the midsection area 66х70 cm2and concentrated radiation photoreceiver on the basis of 6x68 cm2area matrix solar cells, with the flow coolant system provides 27 electrical powerwatts. The calculation of optic efficiency results in 0,64, which is not the limit for this concentrator module construction; and the comparison of photoelectric energy received from this module and a standard planar solar battery with the same area and equal effectiveness of photoconverters during the period between winter and summer solstice gives an increase of 26%. Increasing the optic efficiency up to 80%, which is realistic at current technologic reserves, this increase can reach 50%.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.