alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейс10.15518/isjaee.2024.07.054-066alternative-2448Research ArticleI. ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА 1. Солнечная энергетикаI. RENEWABLE ENERGY 1. Solar EnergyФотоэлектрическая установка с устройством очистки от снежного и ледяного покроваPhotovoltaic installation with a device for cleaning snow and ice coverЮлдошевИ. А.YuldoshevI. A.

Юлдошев Исроил Абриевич, заведующий кафедры «Альтернативные источники энергии», д. т. н., проф.

100095, г. Ташкент, ул. Университетская, 2 тел.:+99(871)246-03-04

100095, г. Ташкент, ул. Гавхар, 1 тел.:+99(871)200-05-40

Yuldoshev Isroil Abriyevich, Head of the department of «Alternative energy sources». DSc, prof.

100095, Tashkent, Universitetskaya str., 2 tel. +99(871)246-03-04

100095, Tashkent, Gavhar str., 1 Tel: +99(871) 200-05-40

isroil.yuldoshev@tdtu.uzШогучкаровС. К.ShoguchkarovS. K.

Шогучкаров Санжар Кодир угли, доцент кафедры «Альтернативные источники энергии», PhD.

100095, г. Ташкент, ул. Университетская, 2 тел.:+99(871)246-03-04

100095, г. Ташкент, ул. Гавхар, 1 тел.:+99(871)200-05-40

Shoguchkarov Sanjar Qodir o’g’li, Associate Professor of the Department of Alternative Energy Sources, PhD.

100095, Tashkent, Universitetskaya str., 2 tel. +99(871)246-03-04

100095, Tashkent, Gavhar str., 1 Tel: +99(871) 200-05-40

sanjar4242@inbox.ruРустамоваШ. Ш.RustamovaSh. Sh.

Рустамова Шахноза Шухрат қизи, ассистент кафедры «Альтернативные источники энергии»

100095, г. Ташкент, ул. Университетская, 2 тел.:+99(871)246-03-04

Rustamova Shakhnoza Shuxrat qizi, Assistant of the Department of Alternative Energy Sources

100095, Tashkent, Universitetskaya str., 2 tel. +99(871)246-03-04

КурбановЮ. М.KurbanovY. M.

Курбанов Юнус Муртаза угли, старший преподаватель кафедры «Альтернативные источники энергии»

100095, г. Ташкент, ул. Университетская, 2 тел.:+99(871)246-03-04

Qurbanov Yunus Murtaza o’g’li, Senior teacher of the Department of «Alternative energy sources»

100095, Tashkent, Universitetskaya str., 2 tel. +99(871)246-03-04

АбриевШ. А.AbrievSh. A.

Абриев Шахзод Акбар угли, стажёр-исследователь

100084, г. Ташкент, ул. Чингиза Айтматова, 2Б

Abriyev Shaxzod Akbar o’g’li, research intern

100084, Tashkent, Chingiz Aitmatov str., 2B

Ташкентский государственный технический университет ; Ташкентский университет прикладных наукУзбекистанTashkent State Technical University ; Tashkent University of Applied SciencesUzbekistanТашкентский государственный технический университетУзбекистанTashkent State Technical UniversityUzbekistanФизико-технический институт АН РУзУзбекистан3Physical and Technical Institute of the Academy of Sciences of the Republic of UzbekistanUzbekistan202409082024075466Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20242024Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/2448

Проанализированы комплексные исследования по очистке поверхности фотоэлектрических батарей (ФЭБ) от снежного и ледяного покрова, а также изучено влияние заснеженности на основные рабочие параметры ФЭБ. Предложен метод очистки поверхности ФЭБ от снега с помощью энергосберегающего нагревательного элемента (инфракрасного пленочного материала). Разработана фотоэлектрическая установка, которая оснащена инфракрасным пленочным электронагревателем на карбоновой основе.

15 января 2023 года были проведены экспериментальные исследования по очистке снега с поверхности одной ФЭБ и одного ряда фотоэлектрической станции (ФЭС) мощностью 10 кВт на основе поликристаллического кремния, покрытой снегом толщиной 12 см. Из анализа экспериментальных результатов следует, что выработка электроэнергии ФЭС, покрытой снегом, уменьшалась на 80-90% в сравнении с результатами измерений при полуясной погоде зимнего периода. В результате применения инфракрасного пленочного электронагревателя коэффициент полезного действия (к.п.д.) данной ФЭБ восстановлен. Многочисленные эксперименты показывают, что для очистки фронтальной поверхности ФЭС (40 шт. ФЭБ) общей мощностью 10 кВт инфракрасный пленочный электронагреватель потреблял всего 1,7 кВт·час электроэнергии.

Эксперименты продолжались для изучения влияния очистки поверхности ФЭБ мощностью 290 Вт покрытой снегом толщиной 50 мм на к.п.д. ФЭБ в течение двух дней 25-26.01.2024 г. Следует отметить, что к. п. д. ФЭБ при заснеженности и облачности уменьшался до значений 1,5-2%. Это объясняется зависимостью толщины снежного покрова на фронтальной поверхности ФЭБ от величины плотности потока солнечного излучения в зимнее время. После активной очистки фронтальной поверхности ФЭБ от снежного покрова с помощью устройства, к.п.д. обоих ФЭБ уравнивались в течение 25 минут.

Comprehensive studies on cleaning the surface of photovoltaic batteries (PVB) from snow and ice cover are analyzed, and the effect of snow cover on the main operating parameters of the PVB is studied. A method of cleaning the surface of the FEB from snow using an energy-saving heating element (infrared film material) is proposed. A photovoltaic installation has been developed that is equipped with an infrared-film electric heater on a carbon base.On January 15, 2023, experimental studies were conducted to clean snow on the surface of one FEB and one row of a 10 kW photovoltaic power plant (FES) based on polycrystalline silicon, covered with snow 12 cm thick. From the analysis of the experimental results, it follows that the electricity generation of the FES covered with snow decreased by 80-90% in comparison with the results measured in semi-cloudy winter weather. As a result of the use of an infrared film electric heater, the efficiency coefficient (efficiency) of this FEB has been restored. Numerous experiments show that to clean the front surface of the FES (40 pieces of FEB) with a total power of 10 kW, the infrared film electric heater consumed only 1,7 kWh of electricity.Experiments continued to study the effect of cleaning the surface of a 290 W FEB covered with 50 mm thick snow from the FEB control unit for two days on January 25-26, 2024. It should be noted that the efficiency of the FEB decreased to 1,5-2% with snow and clouds. This is explained by the dependence of the thickness of the snow cover on the frontal surface of the FEB on the magnitude of the solar radiation flux density in winter. After actively cleaning the frontal surface of the FEB from snow cover using an efficiency device, of both FEBs were equalized within 25 min.

очисткаснежный покровлёдфотоэлектрическая батареяморозинфракрасный пленочный материалнагревтерморегуляторэлектроэнергияcleaningsnow covericephotovoltaic batteryfrostinfrared film materialheatingthermostatelectricityРабота выполнена при финансовой поддержке Министерства инновационного развития Республики Узбекистан в рамках проекта Ф-ОТ-2021-497 «Разработка научных основ создания солнечных когенерационных установок на основе фотоэлектрических тепловых батарей».ReferencesM. Mani, R. Pillai. «Impact of dust on solar photovoltaic (PV) performance: Research status, challenges and recommendations» Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14, 3124 (2010). doi:10.1016/j.rser.2010.07.065M. Mani, R. Pillai. «Vliyanie pyli na proizvoditel’nost’ solnechnykh fotoehlektricheskikh ustanovok (FEHU): Sostoyanie issledovanii, problemy i rekomendatsii». Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14, 3124 (2010). doi: 10.1016/j.rser.2010.07.065W. Zhao, Y. Lv, Z. Wei, W. Van, Q. Zhou «Review on dust deposition and cleaning methods for solar PV modules». Renewable Sustainable Energy. 13,032701 (2021). doi: 10.1063/5.0053866W. Zhao, Y. Lv, Z. Wei, W. Van, Q. Zhou. «Review on dust deposition and cleaning methods for solar PV modules». Renewable Sustainable Energy. 13, 032701 (2021). doi: 10.1063/5.0053866.V. S. Saravanan, S. K. Darvekar. «Solar Photovoltaic Panels Cleaning Methods A Review». International Journal of Pure and Applied Mathematics. volume 118, v. 24, рр. 1-17, (2018).V. S. Saravanan, S. K. Darvekar. «Metody ochistki solnechnykh fotoehlektricheskikh panelei - obzor». International Journal of Pure and Applied Mathematics. volume 118, v. 24, р. 1-17, 2018.X. Dua, F. Jiang, E. Liu, C. Wu, F. H. Ghorbel «Turbulent airflow dust particle removal from solar panel surface: Analysis and experiment». Journal of Aerosol Science, 130, рр. 32-44, (2019) doi.org/10.1016/j.jaerosci.2019.01.005X. Dua, F. Jiang, E. Liu, C. Wu, F. H. Ghorbel «Turbulent airflow dust particle removal from solar panel surface: Analiz i ehksperiment». Journal of Aerosol Science, 130, P. 32-44, (2019). doi.org/10.1016/j.jaerosci.2019.01.005Д. В. Коробатов, О. В. Серадская, Е. А. Сироткин. Система автоматической очистки поверхности солнечного модуля. / Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2016; (11-12):59-68.D. V. Korobatov, O. V. Seradskaya, E. A. Sirotkin. Sistema avtomaticheskoi ochistki poverkhnosti solnechnogo modulya. / Al’ternativnaya ehnergetika i ehkologiya (ISJAEE). 2016; (11-12):59-68.О. Ф. Тукфатуллин, Р. А. Муминов, И. А. Рахматуллаев, А. Л. Гусев, О. М. Турсункулов, М. Н. Турсунов, М. Р. Рахматуллаев, К. А. Джумамуратов. Морфологические особенности и элементный состав пылевого загрязнения фотоэлектрического модуля. / Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2021; (1-3):10-20.O. F. Tukfatullin, R. A. Muminov, I. A. Rakhmatullaev, A. L. Gusev, O. M. Tursunkulov, M. N. Tursunov, M. R. Rakhmatullaev, K. A. Dzhumamuratov Morfologicheskie osobennosti i ehlementnyi sostav pylevogo zagryazneniya fotoehlektricheskogo modulya. / Al’ternativnaya ehnergetika i ehkologiya (ISJAEE). 2021; (1-3):10-20.R. E. Pawluk, Y. Chen, Y. She. «Photovoltaic electricity generation loss due to snow – A literature review on influence factors, estimation, and mitigation». Renewable and Sustainable Energy Reviews, 107, 171-82, (2019). doi: 10.1016/j.rser.2018.12.031R. E. Pawluk, Y. Chen, Y. She. «Photovoltaic electricity generation loss due to snow – A literature review on influence factors, estimation, and mitigation». Renewable and Sustainable Energy Reviews, 107, 171-82, (2019). doi: 10.1016/j.rser.2018.12.031C. Yan, M. Qu, Y. Chen, M. Feng. «Snow removal method for self-heating of photovoltaic panels and its feasibility study». – Solar Ehergy, 206, 374, (2020). doi: 10.1016/j.solener.2020.04.064C. Yan, M. Qu, Y. Chen, M. Feng. «Metod udaleniya snega dlya samonagreva fotoehlektricheskikh panelei i ego tekhniko-ehkonomicheskoe obosnovanie». – Solar Energy, 206, 374, (2020). doi: 10.1016/j.solener.2020.04.064Ю. Г. Коломиец, А. Б. Тарасенко, В. В. Тебуев, М. Ж. Сулейманов Исследование влияния различных видов загрязнений на эффективность эксплуатации солнечных энергоустановок в Москве. / Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2018;(4-6):12-24.YU. G. Kolomiets, A. B. Tarasenko, V. V. Tebuev, M. Zh. Suleimanov. Issledovanie vliyaniya razlichnykh vidov zagryaznenii na ehffektivnost’ ehkspluatatsii solnechnykh ehnergoustanovok v Moskve. / Al’ternativnaya ehnergetika i ehkologiya (ISJAEE). 2018; (4-6):12-24.Ф. Р. Исмагилов, В. Е. Вавилов, Р. А. Нургалиева «Система очистки солнечных панелей». –Вестник УГАТУ, Т. 21, № 3 (77). С. 60-65, 2017. http://journal.ugatu.ac.ruF. R. Ismagilov, V. E. Vavilov, R. A. Nurgalieva. «Sistema ochistki solnechnykh panelei». – Vestnik UGATU, T. 21, № 3 (77). – S. 60-65, 2017. http://journal.ugatu.ac.ruЖ. С. Шыныбай, И. В. Кошкин, С. Б. Есимханов. «Исследование влияния заснеженности на эффективность эксплуатации фотоэлектрических элементов». Известия Национальной Академии наук Республики Казахстан, серия аграрных наук, 2017. – № 2. – С. 93-97.Zh. S. Shynybai, I. V. Koshkin, S. B. Yesimkhanov. «Investigation of the influence of snow cover on the operating efficiency of photovoltaic cells». Izvestia of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, Series of Agrarian Sciences, No. 2, рр. 93-97, 2017.https://kun.uz/ru/news/2023/01/10/sinopti-ki-utochnili-kak-dolgo-v-uzbekistane-proderjitsya-anom-alnyy-moroz (дата обращения от 25.11. 2023 г.)https://kun.uz/ru/news/2023/01/10/sinoptiki-utochnili-kak-dolgo-v-uzbekistane-proderjitsya-anomalnyy-moroz (date of circulation from 25.11. 2023)https://sun-shines.ru/self-cleaning-solar-panels-from-snow-with-venturi-effect/https://sun-shines.ru/self-cleaning-solar-panels-from-snow-with-venturi-effect/http://www.industry.siemens.com/topics/glob-al/en/magazines/process-news/sustainability/logo-con-trols-automatic-panel-cleaning/pages/default.aspxhttp://www.industry.siemens.com/topics/global/en/magazines/process-news/sustainability/logo-controls-automatic-panel-cleaning/pages/default.aspxВ. Г. Дыскин, Х. Собиров, И. М. Комолов, Э. Т. Абдуллаев. «Очистка загрязнения поверхности фотоэлектрической батареи струей воздуха». Гелиотехника, 3, 17-22, (2017).V. G. Dyskin, H. Sobirov, I. M. Komolov, E. T. Abdullaev. «Cleaning of photovoltaic battery surface contamination by air jet». Heliotechnica, 3, 17-22, (2017).. I. A. Yuldoshev, V. G. Dyskin, M. N. Tursunov, Kh. Sobirov, S. Shoguchkarov. «Influence of the nozzle section form for cleaning the surface of a photoelectric battarey». Technical science and innovation, 2020. – № 1, с. 123-129.I. A. Yuldoshev, V. G. Dyskin, M. N. Tursunov, Kh. Sobirov, S. Shoguchkarov. «Influence of the nozzle section shape for cleaning the surface of a photoelectric battarey». Technical science and innovation, No. 1, pp. 123-129, 2020.Дыскин В. Г, Юлдошев И. А., Шогучкаров С. К., Ботиров Б. М, Жамолов Т. Р, Рустамова Ш. Ш. Обслуживание фотоэлектрических станций в зимний период // Международная научно-техническая конференция «Тенденции развития альтернативной и возобновляемой энергетики; проблемы и решения» 17-18 мая 2021 г., c. 334-337.Dyskin V. G., I. A. Yuldoshev, S. K. Shoguchkarov, Botirov B. M., Zhamolov T. R., Rustamova S. S. Maintenance of photovoltaic power plants in winter // International Scientific and Technical Conference «Trends in the development of alternative and renewable energy; problems and solutions». May 17-18, 2021. – С. 334-337.V. G. Dyskin, I. A. Yuldoshev and S. Shoguchkorov. «Method for Snow Removal from the Surface of a Photovoltaic Array» Applied Solar Energy. – 2021. – Volume 57, Issue 5, pp. 536-541.V. G. Dyskin, I. A. Yuldoshev, and S. Shoguchkorov. «Method for Snow Removal from the Surface of a Photovoltaic Array» Applied Solar Energy. 2021. Volume 57, Issue 5, pp. 536-541.И. А. Юлдошев, Ш. Р. Рустамова, А. Кудратов, М. А. Атоева, Э. Б. Жураев. Эффективные методы очистки поверхности фотоэлектрических батарей от снежного и ледяного покрова // Проблемы и решения эффективного использования альтернативных источников энергии. Материалы международной научно-практической конференции. 7-8 ноября 2023 г. – ФерПИ. Фергана. – С. 354-357.I. A. Yuldoshev, Sh. R. Rustamova, A. Kudratov, M. A. Atoeva, E. B. Zhuraev. Effective methods of cleaning the surface of photovoltaic batteries from snow and ice cover // Problems and solutions for the effective use of alternative energy sources. Materials of the international scientific-practical conference. November 7-8, 2023. Ferghana. – С. 354-357.И. А Юлдошев, С. К. Шогучкаров, Ш. Ш. Рустамова, Ю. М. Курбанов, Б. М. Ботиров, М. А. Атоева. «Фотоэлектрическая установка». Патент на полезную модель FAP 56583, 2024 г.I. A. Yuldoshev, S. K. Shoguchkarov, Sh. R. Rustamova, Y. M. Kurbanov, B. M. Botirov, M. A. Atoeva. «Photovoltaic installation». Patent for useful model FAP56583, 2024.И. А. Юлдошев, Х. К. Ташматов, Э. Б. Саитов, Б. Вурль. «Ввод и эксплуатация солнечной фотоэлектрической станции, интегрированной с локальной электрической сетью». – Гелиотехника. – 2017. – № 4. – С. 59-62.I. A. Yuldoshev, H. K. Tashmatov, E. B. Saitov, B. Wurl. «Commissioning and operation of a solar photovoltaic plant integrated with the local electric grid». – Heliotekhnika. 2017. – №. 4. – С. 59-62.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.