Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков
№ 19 (2015)
Скачать выпуск PDF

ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА

14-19 187
Аннотация

Особый интерес в области альтернативной энергетики представляет прямое преобразование энергии солнечного света в водородное топливо. Настоящая работа посвящена поиску решения основных проблем развития водородной энергетики, к которым можно отнести низкую коррозионную устойчивость электродов на базе традиционных материалов для фотолизного элемента и низкий КПД преобразования энергии солнечного излучения в активной области полупроводникового анода. Кроме того, данная статья представляет широкий научный интерес в плане исследования свойств новых наноструктурированных материалов и их использования в водородной и солнечной энергетике.

20-24 113
Аннотация

Синтезированы пленки Ag и Ag-sp1-C (линейно-цепочечный углерод) на подложках стекло-ZnO, проведено сравнение спектров отражения в красной и ближней ИК-области и показано увеличение отражения в случае применения углеродной пленки, что требует дальнейшего исследования данных материалов в качестве задних отражателей для тандемных кремниевых фотоэлектрических модулей. Отмечается незначительное изменение топологии поверхности и шереховатости поверхности слоя.

25-28 133
Аннотация

В статье представлен статический преобразователь напряжения постоянного тока в трёхфазное с частотой 50…400 Гц. Данный прибор может обеспечить бытовую трёхфазную сеть в жилом доме или на малом предприятии, где основным источником питания является солнечная энергия. Преобразователь имеет простое устройство, наладку и хорошую ремонтопригодность. Вся элементная база отечественного производства. Конструкция данного прибора была собрана и протестирована в стенах университета Казанского национального исследовательского технического университета имени А.Н. Туполева: она показала высокие результаты. Вся электрическая часть была смоделирована в пакете «Multisim NI».

29-41 150
Аннотация

Изложены технологии создания базы знаний солнечных электростанций с помощью данных мониторинга работы небольшой солнечной электростанции и методов интеллектуального анализа данных. Описаны и проанализированы многофакторные вычислительные модели, позволяющие вычислять мощность электрической энергии, вырабатываемой солнечной электростанцией при различных внешних условиях. Рассмотрены перспективы и первоочередные задачи дальнейших исследований.

 

42-47 136
Аннотация

В статье рассмотрены результаты мониторинга сетевой солнечной электростанции. Показаны результаты верификации данных по выработке энергии сетевой станцией за год на основе климатических данных (кВтч) для г. Чебоксар из базы данных NASA SSE. Сравнение с усредненными данными выработанной энергии солнечной сетевой станцией за 2012−2015 годы показало хорошую точность прогнозов.

48-54 171
Аннотация

В работе изложены некоторые результаты мониторинга автономной фотоэлектрической установки за двухлетний период эксплуатации. Приводятся основные принципы функционирования и состав системы мониторинга экспериментальной фотоэлектрической установки, а также перечень регистрируемых параметров. Показаны результаты верификации (сравнения) данных о солнечной радиации из базы данных NASA SSE и значений суммарной солнечной радиации, приходящей на приемную поверхность фотоэлектрических модулей, полученных в ходе опытной эксплуатации ФЭУ на площадке научно-исследовательской лаборатории ВИЭ МГУ в течение 2013–2014 гг. Описаны характеристики использованной в работе инженерной методики, предназначенной для оценки производительности фотоэлектрической установки; проведено сравнение расчетных результатов с экспериментальными, подтверждающее адекватность применения методики. Рассмотрены некоторые аспекты опытной эксплуатации ФЭУ, имеющие существенное значение для функционирования систем мониторинга и эксплуатации ФЭУ.

55-60 162
Аннотация

Лаборатория солнечных фотоэлектрических модулей ВИЭСХ предлагает применять в составе солнечных фотоэлектрических модулей в качестве заполнителя-герметика полисилоксановые гели, которые представляют собой редкосшитую  структуру, образующуюся в процессе гидросилицирования. Существенное увеличение срока службы солнечных модулей на уровне номинальной мощности, их стабильная работа с концентраторами, а также снижение производственных энергозатрат обеспечивается с помощью двухкомпонентного полисилоксанового компаунда в качестве материала-заполнителя, отверждаемого в присутствии платинового катализатора до состояния  низкомодульного геля. В статье рассматриваются разработанные в ВИЭСХ технология и установка для герметизации солнечных фотоэлектрических модулей с увеличенным в два раза сроком службы солнечных модулей на уровне номинальной мощности по сравнению со стандартными ламинированными солнечными модулями.

61-69 112
Аннотация

С помощью искусственных нейронных сетей созданы многофакторные вычислительные модели, обобщающие результаты экспериментов по получению фотосенсоров на основе тонких пленок металлов и нанопленок линейно-цепочечного углерода. Полученные модели позволяют решать прямые и обратные задачи создания фотосенсоров с заданными характеристиками, а также прогнозировать новые технологии их создания.

70-75 170
Аннотация

В данной работе проведено исследование влияния постростовой технологии на фотоэлектрические характеристики многопереходных солнечных элементов. Выполнены исследования различных методов химического жидкостного травления структуры многопереходных солнечных элементов (МП СЭ) GaInР/GaAs/Ge, проведен анализ темновых вольтамперных характеристик (ВАХ), определено влияние постростовой технологии на эффективность солнечных элементов. Предложен метод одностадийного разделительного травления структуры, обеспечивающий гладкую боковую поверхность мезы, надежную пассивацию, хорошую стабильность характеристик и высокую эффективность преобразования концентрированного солнечного излучения. В результате проведённых исследований установлено, что применение предложенного метода формирования мезы МП СЭ позволяет снизить поверхностные токи утечки, повысить качество пассивации боковой поверхности мезы чипов и, следовательно, увеличить выход годных многопереходных СЭ до 90–95 % с КПД больше 35 %, (C = 10...100, AM0, 1 367 Вт/м2). Кроме того, технология одностадийного разделительного травления снижает количество операций, стоимость производства чипов и повышает надёжность при эксплуатации СЭ. Данная разработка может применяться для создания высокоэффективных наногетероструктурных концентраторных многопереходных солнечных элементов как для наземных, так и для космических целей.

76-81 192
Аннотация

В статье приведён обзор исследований высоковольтных матричных солнечных модулей. Высоковольтный солнечный модуль с двухсторонней рабочей поверхностью выполнен в виде матрицы из коммутированных миниатюрных солнечных элементов (микроСЭ), у которых один или два линейных размера соизмеримы с диффузионной длиной неосновных носителей тока в базовой области, а плоскости р-n-переходов перпендикулярны рабочей поверхности высоковольтного солнечного модуля (ВСМ). При работе высоковольтных солнечных модулей совместно с концентраторами солнечного излучения заметно улучшаются электрические характеристики по сравнению с работой солнечных элементов без концентраторов. ВСМ третьего поколения с КПД 20-24 % разработаны и изготовлены на экспериментально-технологическом участке ФГБНУ ВИЭСХ, а испытаны при концентрированном солнечном излучении в Национальном техническом университете «Харьковский политехнический институт», (г. Харьков, Украина).

82-87 156
Аннотация

В статье проведен анализ методов настройки (калибровки) имитаторов солнечного излучения при измерении вольт-амперных характеристик полноразмерных многопереходных фотоэлектрических модулей (ФЭМ). Обоснован выбор метода настройки (калибровки) имитатора по параметрам «энергетическая освещенность» и «спектральная плотность энергетической освещенности» с использованием эталонного однопереходного ФЭМ и многопереходного ФЭМ. Отмечены преимущества применения данного метода в производственных условиях.

88-94 133
Аннотация

В работе представлен механизм поглощения двухтактного импульсного лазерного излучения тонкой пленкой солнечного модуля на основе ZnO, a-Si:H. Теоретически обоснована возможность использования двухтактного режима лазерного скрайбирования тонкопленочного солнечного модуля (ТПСМ) на этапе производства. Рассмотрена реализация двухатктного режима лазерного скрайбирования ТПСМ: двухтактность создается за счёт одного дополнительного канала задержки одноактного лазерного импульса, а каналом задержки служит оптоволокно. Проанализировано поглощение первого и второго такта лазерного импульса тонкой пленкой ТПСМ. Первый такт импульса необходим для разогрева пленки, чтобы уменьшить градиент температуры во время поглощения второго такта импульса. Условия поглощения второго такта изменяются из-за подогрева первым. Изменение этого условия для второго такта лежит в диапазоне поглощения лазерного излучения.

 

ЭНЕРГОКОМПЛЕКСЫ НА ОСНОВЕ ВИЭ

95-104 133
Аннотация

Основными элементами устройства для прямого преобразования тепловой энергии в электрическую являются: газовый котел, термоэлектрические генераторные модули, контур отопления, электронный трехходовой кран, аккумулятор и элементы автоматики. Корпус отопительного котла является горячим теплообменником и служит для установки термоэлектрического генераторного модуля и холодного теплообменника. Термоэлектрический генераторный модуль устанавливается между холодным и горячим теплообменниками. Холодный теплообменник охлаждается теплоносителем контура отопления, а горячий теплообменник нагревается от корпуса отопительного котла. Устройство для прямого преобразования тепловой энергии в электрическую предназначено для использо­вания в индивидуальных жилищных строениях, расположенных как в городской черте, так и в сельской местности.

КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

105-111 155
Аннотация

Выявлены активные центры в ансамбле частиц сажи, места их дислокации и характер структуры. Изучены особенности механизма образования и физико-химические свойства пиролитической пленки в пламени углеводородных топлив. Комплексная методика, включающая ИК-спектральный анализ, пробоотбор конденсированных продуктов сгорания, изучение топографии поверхности сажевых частиц, определение оптических констант, выявление яркостных неоднородностей в пламени, – может быть применена при изучении механизмов сажеобразования в гетерогенных конденсированных средах.

112-117 134
Аннотация
Представлены результаты экспериментальных исследований влияния пленок линейно-цепочечного углерода (ЛЦУ) на свойства тонкопленочной системы CdO. Для изучения структурных и поверхностных свойств образцов применялись методы спектроскопии комбинационного рассеяния света, дифрактометрии и сканирующей зондовой микроскопии. Электрооптические свойства исследовались методами спектрофотометрии и вольтамперометрии. Было выявлено, что внедрение в систему CdO линейно-цепочечного углерода качественно улучшает ее свойства, уменьшая ширину запрещенной зоны и увеличивая фоточувствительность.
118-123 142
Аннотация

Исследованные образцы были получены методом плазмохимического осаждения (ПХО) на установке KAI-1-1200, предназначенной для формирования фотоактивных слоёв аморфного и микрокристаллического кремния. Оптимальный средний параметр кристалличности для плёнок mc-Si составляет 52 %. Для плёнки mc-Si была построена карта распределения параметра кристалличности по поверхности плёнки. Измерения рамановских спектров производились в разных точках, расположенных равномерно по всему периметру плёнки. Важным фактором при получении плёнок является равномерное их нанесение на подложку. Поскольку установка KAI-1-1200 имеет ряд особенностей, которые мешают равномерному нанесению, данная карта распределения помогает учесть эти особенности и в дальнейшем устранить их или подобрать оптимальные параметры роста, которые будут компенсировать неравномерность распределения плёнки.

 

124-127 120
Аннотация

Cоздан новый материал с позисторной характеристикой на основе полупроводниковой системы Al-Pb-Se. В перспективе научно-технические результаты могут быть использованы как датчики температурной сигнализации, защиты от перегрузок по току, напряжению и температуре, для термостабилизации нагревательных устройств.

128-135 154
Аннотация

Работа посвящена получению и исследованию слоев на основе сульфида свинца и кадмия. Проведен термодинамический анализ системы Pb–S–O, Сd–S–O. Показано, что при окислении сульфида свинца возможно появление нанообразований чистого свинца, а при окислении сульфида кадмия наиболее вероятными оксидными фазами являются CdO и CdSO4. Методом рентгеновского фазового анализа установлено, что в процессе термообработки слоев при температуре 200 °C происходит перекристаллизация сульфида кадмия, что согласуется с данными атомно-силовой микроскопии. Результаты исследования могут быть использованы для создания фотоизлучателей и фотоприемников, работающих при комнатной температуре.

ИННОВАЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ , ТЕХНОЛОГИИ, УCТРОЙСТВА И ИХ ВНЕДРЕНИЕ

136-141 160
Аннотация

Пористый кремний целесообразно получать методом электрохимического травления. Пористость полученных образцов составила порядка 70 %. Толщина пористого слоя (150–250) нм. Результаты измерения полного коэффициента отражения для солнечных элементов с различными толщинами слоев пористого кремния показали увеличение поглощающей способности пористого кремния с ростом его толщины, что прямо указывает на возможность использования этого материала в солнечных элементах. Слой пористого кремния толщиной от 70 мкм имеет большую рассеивающую способность, чем слои меньшей толщины. Таким образом, использование пористого кремния в качестве сырья для получения солнечных элементов имеет широкие перспективы развития. Такие структуры обладают явным преимуществом перед традиционными и позволяют значительно оптимизировать технологию получения фотовольтаических устройств.

ИНФОРМАЦИЯ В ОБЛАСТИ АЭЭ



ISSN 1608-8298 (Print)