Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИИ СОЛНЕЧНЫХ ЭНЕРГОУСТАНОВОК В МОСКВЕ

https://doi.org/10.15518/isjaee.2018.04-06.012-024

Полный текст:

Аннотация

В условиях мегаполиса одним из самых значимых факторов снижения выработки электроэнергии фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) является загрязнение их поверхностей. В работе проведен анализ различных литературных источников по видам загрязнений и их влиянию на работу ФЭП, а также методов борьбы с этими загрязнениями. Основными источниками загрязнения солнечных установок являются: частицы почвы; птичий помет; листья; снег; загрязнители воздуха, поступающие от промышленных предприятий; различные виды пыли, связанные с деятельностью человека; выбросы от автомобильного транспорта и т.д. Анализ этих работ показал, что производительность ФЭП снижается в первую очередь из-за углеродного загрязнения, далее – из-за почвенных частиц и частиц карбоната кальция. 

В рамках настоящей работы проведено экспериментальное исследование влияния различных видов загрязнений на эффективную эксплуатацию солнечных энергоустановок в Москве. Серия экспериментов была поставлена в осенне-зимний период, в основном в условиях низкой инсоляции. Один из ФЭП при каждом эксперименте был покрыт слоем пыли (золы, снега), второй (контрольный) – очищен. Температура воздуха составляла 0–2 ºC. Каждый эксперимент длился 60–90 мин. Кроме того, перед основной серией экспериментов осуществлялась верификация как чистых модулей, так и одновременно загрязненных. Экспериментальные исследования проводились для следующих типов загрязнения: пыль, зола и снег. В результате эксперимента были сделаны следующие выводы. Средняя погрешность измерения чистых модулей составляет 3 %, что согласуется с паспортными данными самих установок. Сухое запыление в Москве не играет существенной роли для выработки ФЭП. Влажное запыление углеродными частицами является главным источником снижения выработки электроэнергии на ФЭП (до 30 %). Оснежнение приводит к существенному снижению расчетных значений мгновенного КПД модулей (свыше 10 %). При низких значениях инсоляции происходит резкий рост погрешности измерений производительности ФЭП.

Об авторах

Ю. Г. Коломиец
Объединенный институт высоких температур РАН
Россия

канд. техн. наук, научный сотрудник лаборатории возобновляемых источников энергии 

Researcher ID: D-6102-2014

SPIN-код: 7695-1191



А. Б. Тарасенко
Объединенный институт высоких температур РАН
Россия

научный сотрудник лаборатории возобновляемых источников энергии

Researcher ID: E-2683-2014

SPIN-код: 6346-1356



В. В. Тебуев
МГУ имени М.В.Ломоносова
Россия
инженер лаборатории НИЛ ВИЭ географического факультета


М. Ж. Сулейманов
Объединенный институт высоких температур РАН
Россия

канд. техн. наук, научный сотрудник лаборатории возобновляемых источников энергии

Researcher ID: D-3322-2014

SPIN-код: 2220-1227



Список литературы

1. Коломиец, Ю.Г. Исследование влияния затенения на эффективность эксплуатации солнечных энергоустановок в условиях плотной городской застройки [Текст] / Ю.Г. Коломиец [и др.] // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). – 2017. – № 19–21. – С. 16–25.

2. Коломиец Ю.Г. Актинометрические данные для проектирования солнечных энергоустановок в Московском регионе. [Текст] / Коломиец Ю.Г. [и др.] // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). – 2016. – № 21–22. – С. 12–24.

3. Radonjić, I. Influence of different types of dust on PV modules energy efficiency [Text] / I. Radonjić [et al.] // Proceedings of 1st Virtual International Conference on Science, Technology and Management in Energy eNergetics, Publisher: Research and Development Center “ALFATEC”, Nis, Serbia. – 2015. – 02–03 July. – P. 94–99.

4. Mani, M. Impact of dust on solar photovoltaic (PV) performance: Research status, challenges and recommendations [Text] / M. Mani, R. Pillai // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2010. – Vol. 14. – P. 3124–3131.

5. Darwish, Z.A. Effect of dust pollutant type on photovoltaic performance [Text] / Z.A. Darwish [et al.] // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2015. – Vol. 41. – P. 735–744.

6. Solar panels cleaning [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://rollingwash.net/docs/Solar%20panels%20cleaning. pdf – (дата обращения 05.08.2017).

7. Recgroup [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.recgroup.com – (Дата обращения 06.07.2017).

8. Sarver, T. A comprehensive review of the impact of dust on the use of solar energy: History, investigations, results, literature, and mitigation approaches [Text] / T. Sarver [et al.] // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2013. – Vol. 22. – P. 698–733.

9. Goossens, D. Aeolian dust deposition on photovoltaic solar cells: the effects of wind velocity and airborne dust concentration on cell performance [Text] / D. Goossens, E. Van Kerschaever // Solar Energy. – 1999. – Vol. 66. – P. 277–289.

10. Said, S.A.M. Fundamental studies on dust fouling effects on PV module performance [Text] / S.A.M. Said, H.M. Walwil // Solar Energy. – 2014. – Vol. 107. – P. 328–337.

11. El-Shobokshy, M.S. Effect of dust with different physical properties on the performance of photovoltaic cells [Text] / M.S. El-Shobokshy, F.M. Hussein // Solar Energy. – 1993. – Vol. 51. – No 6. – P. 505–511.

12. Ali, H.M. Effect of dust deposition on the performance of photovoltaic modules in Taxila, Pakistan [Text] / H.M. Ali [et al.] // Thermal Science. – online first, doi: 10.2298/TSCI140515046A.

13. Bashir, M.A. An experimental investigation of performance of photovoltaic modules in Pakistan [Text] / M.A. Bashir [et al.] // Thermal Science. – 2015. – Vol. 19. – Suppl. 2. – P. S525–S534.

14. Mekhilef, S. Effect of dust, humidity and air velocity on efficiency of photovoltaic cells [Text] / S. Mekhilef [et al.] // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2012. – Vol. 16. – P. 2920–2925.

15. Sayyah, A. Energy yield loss caused by dust deposition on photovoltaic panels [Text] / A. Sayyah [et al.] // Solar Energy. – 2014. – Vol. 107. – P. 576–604.

16. Велькин, В.И. Влияние снежного покрова на эффективность функционирования солнечных ФЭП / В.И. Велькин [Текст] // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). – 2012. – № 3. – С. 59–62.

17. Wirth, G. Satellite-based snow identification and its impact on monitoring photovoltaic systems [Text] / G. Wirth [et al.] // Solar Energy. – 2010. – Vol. 84. – P. 215–226.

18. Rob W. The effects of snowfall on solar photovoltaic performance [Text] / W. Rob [et al.] // Solar Energy. – 2013. – Vol. 92. – P. 84–97.

19. Moharram, K.A. Influence of cleaning using water and surfactants on the performance of photovoltaic panels [Text] / K.A. Moharram [et al.] // Energy Conversion and Management. – 2013. – Vol. 68. – P. 266–272.

20. Mavroidis, C. Robotic device for cleaning photovolatic panel arrays. Department of Mechanical and Industrial Engineering / C. Mavroidis [et al.]. – Northeastern University, Green Project – Sustainable Technology and Energy Solutions, Patent Number 61/120097, 2009.

21. Park, Y.-B. Self-cleaning effect of highly water-repellent microshell structures for solar cell applications [Text] / Y.-B. Park [et al.] // J. Mater. Chem. Korea Adv. Inst. Sci. Technol. – 2010. –Vol. 21. – P. 633–639.

22. Nanopool [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.nanopool.eu/en/ – (Дата обращения 08.08.2017).

23. Nanoshell [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.nanoshell.co.uk/protective-coatings/solar-panel-pv – (Дата обращения 08.08.2017).

24. Percenta- nanoproducts [Электронный ресурс]. – Режим доступа: percenta-nanoproducts.com/nano-coating-for-solar-panels.html – (Дата обращения 08.08.2017).

25. Biris, A.S. Electrodynamics removal of contaminant particles and its applications [Text] / Biris A.S. [et al.]. – University of Arkansas at Little Rock, Applied Science Department, IEEE; 2004.

26. Соломин, Е.В. Противообледенительная система солнечного модуля на основе инфракрасного излучателя [Текст] / Е.В. Соломин, В.В. Долгошеев, М.А. Ларцев // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). – 2015. – № 2. – С.10–15.

27. Долгошеев, В.В. Электротепловая система противообледенения солнечного модуля [Текст] / В.В. Долгошеев [et al.] // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). – 2017. – № 10–12. – С. 222–224.

28. Самоочистка солнечных батарей от снега использующая эффект Вентури [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.teslatehnika.biz/samoochistka-batarei-venturi.html – (Дата обращения 09.08.2017).

29. Чем дышит Москва [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http:// https://moslenta.ru/city/eco-1.htm – (Дата обращения 15.08.2017).

30. Ruidong, Xu. Analysis of the optimum tilt angle for a soiled PV panel [Text] / Ruidong Xu [et al.] // Energy Conversion and Management. – 2017. – Vol. 148. – P. 100–109.


Для цитирования:


Коломиец Ю.Г., Тарасенко А.Б., Тебуев В.В., Сулейманов М.Ж. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИИ СОЛНЕЧНЫХ ЭНЕРГОУСТАНОВОК В МОСКВЕ. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2018;(4-6):12-24. https://doi.org/10.15518/isjaee.2018.04-06.012-024

For citation:


Kolomiets Y.G., Tarasenko A.B., Tebuev V.V., Suleymanov M.J. INVESTIGATION OF THE INFLUENCE OF VARIOUS POLLUTION TYPES ON OPERATIONAL EFFICIENCY OF SOLAR POWER INSTALLATIONS IN MOSCOW. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2018;(4-6):12-24. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2018.04-06.012-024

Просмотров: 200


ISSN 1608-8298 (Print)