ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛОФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МОДУЛЯ С АСИММЕТРИЧНЫМ ПАРАБОЛОЦИЛИНДРИЧЕСКИМ КОНЦЕНТРАТОРОМ И ФОТОПРИЕМНИКОМ НА ОСНОВЕ МАТРИЧНЫХ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

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.

1. PV-T Collector Development: Providing a structure beyond the collector http:// www.ises.org/index.php?id=246 // Режим доступа 10.12.2014г.

2. Стребков. Д.С., Тверьянович Э.В. Концентраторы солнечного излучения. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2007.

3. Стребков Д.С., Арбузов Ю.Д., Евдокимов В.М., Майоров В.А., Поляков В.И., Сагинов Л.Д. Солнечные концентраторные модули с матричными солнечными элементами // Труды IX-й Международной конферен-ции «Возобновляемая и малая энергетика-2012». М.: Россия, 2012.

4. Майоров В.А. Исследование среднегодовой выработки энергии солнечных батарей с параболо-цилиндрическими концентраторами // Материалы 6-й Международной научно-практической конференции «Экология и сельскохозяйственная техника». С-Петербург: Россия, 2009. Т. 3. С. 169–173.