ИССЛЕДОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИЕМНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ СОЛНЕЧНЫХ МОДУЛЕЙ С КОНЦЕНТРАТОРАМИ

В данной работе исследованы новые фотоэлектрические модули, включающие трапециевидные приемники, на гранях которых  смонтированы  фотоэлементы,  и  полупараболоцилиндрические  концентраторы,  обеспечивающие  эффективное преобразование солнечной энергии в тепловую и электрическую. Проведено математическое моделирование для создания алгоритма расчета конструкции теплофотоэлектрического модуля с  заданными энергетическими параметрами с использованием законов геометрической оптики, а также тепло- и массообмена. При использовании подобных модулей, в основе которых находится параболоцилиндрический  концентратор c фотоприемником и  системой протока  теплоносителя, воз-можно создание когенерационных установок для выработки электричества и тепла. Разработанные и изготовленные макетные образцы модулей исследовались на соответствующих стендах и испытывались в натурных условиях. Отклонение экспериментальных значений от расчетных не превышало 10%. Такой солнечный модуль с полупараболоцилиндрическим концентратором  с  линейчатым  трапециевидным  фотоприемником  концентрированного  излучения  и  системой  протока теплоносителя при испытаниях  генерировал максимальную мощность 254 Вт при  температуре ФЭП 43 °С, 219 Вт при температуре 74 °С и 236 Вт – при 58 °С. Конструкция обеспечивает работу солнечного фотоэлектрического модуля при высоких (до 50 крат) концентрациях и равномерном (до 0,25 от среднего значения) освещении фотоприемника. Отдельно на экспериментальном модуле проведены исследования матричного высоковольтного фотопреобразователя, состоящего из 3 параллельно соединенных фотоэлементов, закрепленных на трапецеидальном фотоприемнике. Показано, что матричные  высоковольтные  элементы  при  концентрированном  облучении  более  эффективны,  чем  при  непосредственном освещении солнечным светом, значения коэффициентов заполнения ВАХ m = 0,728 и 0,660 соответственно.

1. Майоров В.А. Расчет и анализ энергетических характеристик солнечных батарей различных типов. Труды 7-й Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергоснабжение в сельском хозяйстве», часть 4. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2008.

2. Григорьев В.А., Зорин В.М. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. М.: Энергоиздат, 1982.

3. Арбузов Ю.Д., Евдокимов В.М. Основы фото-электричества. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2007.

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