канд. техн. наук, зав. лабораторией ВИЭСХ
Ph.D., All-Russian Research Institute for Electrification of Agriculture, head of laboratory, senior research associate
канд. хим. наук, научный сотрудник лаборатории солнечных электро-станций и нетрадиционных источников энергии ВИЭСХ
Ph.D., research associate laboratory of the solar power and alternative energy sources, All-Russian Research Institute for Electrification of Agriculture
В работе рассмотрены новые фотоэлектрические модули, включающие фотоприемники и концентраторы и обеспечивающие эффективное преобразование солнечной энергии в тепловую и электрическую. Проведено математическое моделирование для создания алгоритма расчета конструкции теплофотоэлектрического модуля с заданными энергетическими параметрами и с использованием законов геометрической оптики, а также тепло- и массообмена. Приводятся математические модели расчета оптико-энергетических параметров солнечного модуля с линейчатым фотоприемником и со вторичными отражателями асимметричного параболоцилиндрического концентратора. Показаны следующие расчетные зависимости: распределения концентрации освещенности на поверхности линейчатого фотоприемника от ширины фокальной области; углов полного отражения от вторичных отражателей концентрированного излучения от параметрического угла γ; геометрических размеров верхнего и нижнего отражателей от параметрического угла γ; координатного расположения (профиля) вторичных отражателей относительно фотоприемника. Профиля модуля (на основании которого в Avtocad вычерчены лекала для изготовления концентратора и модуля в целом); величины продольного затенения фотоприемника ∆L, зависимости временного интервала tр простоя двигателя системы слежения, количества интервалов (работы двигателя) в единицу времени k от угла отклонения (параметрического угла γ) падающего солнечного излучения на мидель концентратора, зависимости расхода электроэнергии двигателем системы слежения в течение дня, года. Использование подобных модулей, в основе которых находится параболоидный концентратор и фотоприемник с системой протока теплоносителя, дает возможность создания когенерационных установок для выработки электричества и тепла. Макетные образцы, разработанные по данной методике, исследуются в настоящее время на соответствующих стендах и испытываются в натурных условиях.
The paper discusses the new photovoltaic modules, which include photodetectors and hubs and provide efficient conversion of solar energy into heat and electricity. The mathematical modeling to create a design algorithm for calculating thermal solar module with the specified energy parameters and using the laws of geometric optics, as well as heat and mass transfer. Mathematical models for calculating the optical parameters of the solar energy module ruled photodetector and secondary reflectors asymmetric parabolic-cylindrical concentrator. Showing calculated according to the following: the concentration distribution of light on the surface of the detector of the line on the width of the focal region; angle of total reflection of the secondary reflectors concentrated radiation from the parametric angle γ; the geometric dimensions of the upper and lower reflectors from the parametric angle γ; coordinate location (profile) of the secondary reflector relative to the photodetector. Profile module (on the basis of which patterns are drawn in Avtocad for manufacturing the hub unit and as a whole); the longitudinal shading photodetector depending ΔL time interval tp idle engine tracking system, the number of intervals (engine running) per unit time k by the angle of deviation (parametric angle γ) of the incident solar radiation on the midsection hub, depending on engine power consumption tracking system. The use of such modules is based parabolic-cylindrical concentrator and a photodetector with a coolant flow system allows the creation of co-generation plants to generate electricity and heat. Prototypes were developed by this method being explored at the respective stands and tested in field conditions.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.