Оценка влияния рабочей температуры поверхности солнечного модуля с голографическим концентратором на эффективность его работы
Ключевые слова:
голографический концентратор, солнечный фотопреобразователь, температура
Аннотация
С каждым годом область применения солнечных батарей увеличивается. Экологичность и отсутствие вредных выбросов в окружающую среду делает их альтернативным источником энергии для всех видов потребителей. Однако низкий коэффициент полезного действия (КПД) солнечных элементов и снижение их эффективности при изменении условий окружающей среды (температуры, приходов солнечной радиации) все еще являются одним из недостатков современной солнечной энергетики.
Рассмотрена конструкция солнечного модуля с голографическим концентратором. Исследован один из параметров, приводящих к снижению КПД фотоэлектрических преобразователей (ФЭП), — температура поверхности ФЭП. Оценены влияние рабочей температуры солнечного модуля с голографическим концентратором на КПД ФЭП, а также параметры системы водяного охлаждении для нее. Данные солнечной радиации и температура окружающей среды взяты из базы данных Meteonorm для района Дусти Республики Таджикистан (37,50 оN, 68,50 оE).
Литература
1. Малюгин С.А. Повышение эффективности использования солнечной энергии в автономных системах энергоснабжения // Наука ЮрГУ: Материалы 66 науч. конф. Челябинск: Издат. центр ЮУрГУ, 2014. С. 1348—1353.
2. Пат. 2012115231/28 РФ. Солнечная фотоэлектрическая батарея / Виссарионов В.И., Бавин М.Р. // Бюл. изобрет. 2012. № 19.
3. Pat. 09/322.781 USA. Device for concentrating Optical Radiation.
4. Бавин М.Р. Разработка и исследование преломляющих фотоэлектрических установок: автореф. дис. … канд. техн. наук. М.: НИУ «МЭИ», 2014.
5. Стребков Д.С., Тверьянович Э.В. Концентраторы солнечного излучения М.: ГНУ ВИЭСХ, 2007.
6. Sayegh M.A. e. a. Heat Pump Placement, Connection and Operational Modes in European District Heating // Energy and Buildings. 2018. V. 166. Pp. 122—144.
7. MathWorks Simscape [Электрон. ресурс] https:// www.mathworks.com/products/simscape.html (дата обращения 16.02.2019).
8. Муминов Р.А., Турсунов М.Н., Тукфатуллин О.Ф. Влияние температуры на вольтамперные характеристики фотоэлектрических батарей на базе монокристаллического кремния // Гелиотехника. 2007. № 4. С. 21—24.
9. Castillo-Aguilella J.E. Non Imaging Applications of Volume Diffractive Optics Department of Electrical and Computer Engineering in the Graduate College the University of Arizona [Электрон. ресурс] http://arizona. openrepository.com/arizona/bitstream/10150/238648/1/ azu_etd_12258_sip1_m.pdf (дата обращения 16.02.2019).
10. Skoplaki E., Palyvos J.A. On the Temperature Dependence of Photovoltaic Module Electrical Performance: a Review of Efficiency/Power Correlations Science Direct // Solar Energy. 2009. V. 83. Iss. 5. Pp. 614—624.
11. Джумаев А.Я. Анализ влияния температуры на рабочий режим фотоэлектрической солнечной станции // Технические науки — от теории к практике: Сборник статей по материалам XLVI Междунар. науч.- практ. конф. Новосибирск: СибАК, 2015. № 5 (42). С. 33—40.
12. Йе Вин, Виссарионов В.И. Исследование влияния температуры характеристики фотоэлектрических преобразователей // Научно-техническое творчество молодежи — путь к обществу, основанному на знаниях: Материалы IV Междунар. науч.-практ. конф. М., 2012. С. 486—488.
13. Iurevych O., Gubin S., Dudeck M. Combined Receiver of Solar Radiation with Holographic Planar Concentrator // Electrical Eng. Research. 2013. V. 1. Iss. 2. Pp. 35—41.
14. Виссарионов В.И., Дерюгина Г.В., Кузнецова В.А, Малинин Н.К. Солнечная энергетика. М.: Издат. дом МЭИ, 2008.
15. Гулямов Г., Шарибаев Н.Ю. Влияние температуры на ширину запрещенной зоны полупроводника // Физическая инженерия поверхности. 2011. Т. 9. № 1. С. 40—43.
16. Dietrich B., Balkowski M. RWE Bau-Handbuch. 13 Ausgabe. Frankfurt-Berlin-Heidelberg: VWEW Energieverlag GmbH, 2004.
--
Для цитирования: Шохзода Б.Т., Тягунов М.Г. Оценка влияния рабочей температуры поверхности солнечного модуля с голографическим концентратором на эффективность его работы // Вестник МЭИ. 2019. № 4. С. 50—59. DOI: 10.24160/1993-6982-2019-4-50-59.
#
1. Malyugin S.A. Povyshenie Effektivnosti Ispol'zovaniya Solnechnoy Energii v Avtonomnyh Sistemah Energosnabzheniya. Nauka YUrGU: Materialy 66 Nauch. Konf. Chelyabinsk: Izdat. tsentr YUUrGU, 2014: 1348—1353. (in Russian).
2. Pat. 2012115231/28 RF. Solnechnaya fotoelektricheskaya batareya. Vissarionov V.I., Bavin M.R. Byul. izobret. 2012;19. (in Russian).
3. Pat. 09/322.781 USA. Device for Concentrating Optical Radiation.
4. Bavin M.R. Razrabotka i Issledovanie Prelomlyayushchih Fotoelektricheskih Ustanovok: Avtoref. Dis. … Kand. Tekhn. Nauk. M.: NIU «MEI», 2014. (in Russian).
5. Strebkov D.S., Tver'yanovich E.V. Kontsentratory Solnechnogo Izlucheniya M.: GNU VIESKH, 2007. (in Russian).
6. Sayegh M.A. e. a. Heat Pump Placement, Connection and Operational Modes in European District Heating. Energy and Buildings. 2018;166:122—144.
7. MathWorks Simscape [Elektron. Resurs] https:// www.mathworks.com/products/simscape.html (Data Obrashcheniya 16.02.2019).
8. Muminov R.A., Tursunov M.N., Tukfatullin O.F. Vliyanie Temperatury na Vol'tampernye Harakteristiki Fotoelektricheskih Batarey na Baze Monokristallicheskogo Kremniya. Geliotekhnika. 2007;4:21—24. (in Russian).
9. Castillo-Aguilella J.E. Non Imaging Applications of Volume Diffractive Optics Department of Electrical and Computer Engineering in the Graduate College the University of Arizona [Elektron. Resurs] http://arizona. openrepository.com/arizona/bitstream/10150/238648/1/azu_ etd_12258_sip1_m.pdf (Data Obrashcheniya 16.02.2019).
10. Skoplaki E., Palyvos J.A. On the Temperature Dependence of Photovoltaic Module Electrical Performance: a Review of Efficiency/Power Correlations Science Direct. Solar Energy. 2009;83;5:614—624.
11. Dzhumaev A.Ya. Analiz Vliyaniya Temperatury na Rabochiy Rezhim Fotoelektricheskoy Solnechnoy Stantsii. Tekhnicheskie Nauki — ot Teorii k Praktike: Sbornik Statey po Materialam XLVI Mezhdunar. Nauch.- prakt. Konf. Novosibirsk: SibAK, 2015;5 (42):33—40. (in Russian).
12. Ye Vin, Vissarionov V.I. Issledovanie Vliyaniya Temperatury Harakteristiki Fotoelektricheskih Preobrazovateley. Nauchno-tekhnicheskoe Tvorchestvo Molodezhi — Put' k Obshchestvu, Osnovannomu na Znaniyah: Materialy IV Mezhdunar. Nauch.-pakt. Konf. M., 2012: 486—488. (in Russian).
13. Iurevych O., Gubin S., Dudeck M. Combined Receiver of Solar Radiation with Holographic Planar Concentrator. Electrical Eng. Research. 2013;1;2:35—41.
14. Vissarionov V.I., Deryugina G.V., Kuznetsova V.A, Malinin N.K. Solnechnaya Energetika. M.: Izdat. Dom MEI, 2008. (in Russian).
15. Gulyamov G., Sharibaev N.Yu. Vliyanie Temperatury na Shirinu Zapreshchennoy Zony Poluprovodnika. Fizicheskaya Inzheneriya Poverhnosti. 2011;9;1:40—43. (in Russian).
16. Dietrich B., Balkowski M. RWE Bau-Handbuch. 13 Ausgabe. Frankfurt-Berlin-Heidelberg: VWEW Energieverlag GmbH, 2004.
--
For citation: Shokhzoda B.T., Tyagunov M.G. The Influence of the Operating Surface Temperature of the Solar Module Equipped with a Holographic Concentrator on Its Performance. Bulletin of MPEI. 2019;4:50—59. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2019-4-50-59.
2. Пат. 2012115231/28 РФ. Солнечная фотоэлектрическая батарея / Виссарионов В.И., Бавин М.Р. // Бюл. изобрет. 2012. № 19.
3. Pat. 09/322.781 USA. Device for concentrating Optical Radiation.
4. Бавин М.Р. Разработка и исследование преломляющих фотоэлектрических установок: автореф. дис. … канд. техн. наук. М.: НИУ «МЭИ», 2014.
5. Стребков Д.С., Тверьянович Э.В. Концентраторы солнечного излучения М.: ГНУ ВИЭСХ, 2007.
6. Sayegh M.A. e. a. Heat Pump Placement, Connection and Operational Modes in European District Heating // Energy and Buildings. 2018. V. 166. Pp. 122—144.
7. MathWorks Simscape [Электрон. ресурс] https:// www.mathworks.com/products/simscape.html (дата обращения 16.02.2019).
8. Муминов Р.А., Турсунов М.Н., Тукфатуллин О.Ф. Влияние температуры на вольтамперные характеристики фотоэлектрических батарей на базе монокристаллического кремния // Гелиотехника. 2007. № 4. С. 21—24.
9. Castillo-Aguilella J.E. Non Imaging Applications of Volume Diffractive Optics Department of Electrical and Computer Engineering in the Graduate College the University of Arizona [Электрон. ресурс] http://arizona. openrepository.com/arizona/bitstream/10150/238648/1/ azu_etd_12258_sip1_m.pdf (дата обращения 16.02.2019).
10. Skoplaki E., Palyvos J.A. On the Temperature Dependence of Photovoltaic Module Electrical Performance: a Review of Efficiency/Power Correlations Science Direct // Solar Energy. 2009. V. 83. Iss. 5. Pp. 614—624.
11. Джумаев А.Я. Анализ влияния температуры на рабочий режим фотоэлектрической солнечной станции // Технические науки — от теории к практике: Сборник статей по материалам XLVI Междунар. науч.- практ. конф. Новосибирск: СибАК, 2015. № 5 (42). С. 33—40.
12. Йе Вин, Виссарионов В.И. Исследование влияния температуры характеристики фотоэлектрических преобразователей // Научно-техническое творчество молодежи — путь к обществу, основанному на знаниях: Материалы IV Междунар. науч.-практ. конф. М., 2012. С. 486—488.
13. Iurevych O., Gubin S., Dudeck M. Combined Receiver of Solar Radiation with Holographic Planar Concentrator // Electrical Eng. Research. 2013. V. 1. Iss. 2. Pp. 35—41.
14. Виссарионов В.И., Дерюгина Г.В., Кузнецова В.А, Малинин Н.К. Солнечная энергетика. М.: Издат. дом МЭИ, 2008.
15. Гулямов Г., Шарибаев Н.Ю. Влияние температуры на ширину запрещенной зоны полупроводника // Физическая инженерия поверхности. 2011. Т. 9. № 1. С. 40—43.
16. Dietrich B., Balkowski M. RWE Bau-Handbuch. 13 Ausgabe. Frankfurt-Berlin-Heidelberg: VWEW Energieverlag GmbH, 2004.
--
Для цитирования: Шохзода Б.Т., Тягунов М.Г. Оценка влияния рабочей температуры поверхности солнечного модуля с голографическим концентратором на эффективность его работы // Вестник МЭИ. 2019. № 4. С. 50—59. DOI: 10.24160/1993-6982-2019-4-50-59.
#
1. Malyugin S.A. Povyshenie Effektivnosti Ispol'zovaniya Solnechnoy Energii v Avtonomnyh Sistemah Energosnabzheniya. Nauka YUrGU: Materialy 66 Nauch. Konf. Chelyabinsk: Izdat. tsentr YUUrGU, 2014: 1348—1353. (in Russian).
2. Pat. 2012115231/28 RF. Solnechnaya fotoelektricheskaya batareya. Vissarionov V.I., Bavin M.R. Byul. izobret. 2012;19. (in Russian).
3. Pat. 09/322.781 USA. Device for Concentrating Optical Radiation.
4. Bavin M.R. Razrabotka i Issledovanie Prelomlyayushchih Fotoelektricheskih Ustanovok: Avtoref. Dis. … Kand. Tekhn. Nauk. M.: NIU «MEI», 2014. (in Russian).
5. Strebkov D.S., Tver'yanovich E.V. Kontsentratory Solnechnogo Izlucheniya M.: GNU VIESKH, 2007. (in Russian).
6. Sayegh M.A. e. a. Heat Pump Placement, Connection and Operational Modes in European District Heating. Energy and Buildings. 2018;166:122—144.
7. MathWorks Simscape [Elektron. Resurs] https:// www.mathworks.com/products/simscape.html (Data Obrashcheniya 16.02.2019).
8. Muminov R.A., Tursunov M.N., Tukfatullin O.F. Vliyanie Temperatury na Vol'tampernye Harakteristiki Fotoelektricheskih Batarey na Baze Monokristallicheskogo Kremniya. Geliotekhnika. 2007;4:21—24. (in Russian).
9. Castillo-Aguilella J.E. Non Imaging Applications of Volume Diffractive Optics Department of Electrical and Computer Engineering in the Graduate College the University of Arizona [Elektron. Resurs] http://arizona. openrepository.com/arizona/bitstream/10150/238648/1/azu_ etd_12258_sip1_m.pdf (Data Obrashcheniya 16.02.2019).
10. Skoplaki E., Palyvos J.A. On the Temperature Dependence of Photovoltaic Module Electrical Performance: a Review of Efficiency/Power Correlations Science Direct. Solar Energy. 2009;83;5:614—624.
11. Dzhumaev A.Ya. Analiz Vliyaniya Temperatury na Rabochiy Rezhim Fotoelektricheskoy Solnechnoy Stantsii. Tekhnicheskie Nauki — ot Teorii k Praktike: Sbornik Statey po Materialam XLVI Mezhdunar. Nauch.- prakt. Konf. Novosibirsk: SibAK, 2015;5 (42):33—40. (in Russian).
12. Ye Vin, Vissarionov V.I. Issledovanie Vliyaniya Temperatury Harakteristiki Fotoelektricheskih Preobrazovateley. Nauchno-tekhnicheskoe Tvorchestvo Molodezhi — Put' k Obshchestvu, Osnovannomu na Znaniyah: Materialy IV Mezhdunar. Nauch.-pakt. Konf. M., 2012: 486—488. (in Russian).
13. Iurevych O., Gubin S., Dudeck M. Combined Receiver of Solar Radiation with Holographic Planar Concentrator. Electrical Eng. Research. 2013;1;2:35—41.
14. Vissarionov V.I., Deryugina G.V., Kuznetsova V.A, Malinin N.K. Solnechnaya Energetika. M.: Izdat. Dom MEI, 2008. (in Russian).
15. Gulyamov G., Sharibaev N.Yu. Vliyanie Temperatury na Shirinu Zapreshchennoy Zony Poluprovodnika. Fizicheskaya Inzheneriya Poverhnosti. 2011;9;1:40—43. (in Russian).
16. Dietrich B., Balkowski M. RWE Bau-Handbuch. 13 Ausgabe. Frankfurt-Berlin-Heidelberg: VWEW Energieverlag GmbH, 2004.
--
For citation: Shokhzoda B.T., Tyagunov M.G. The Influence of the Operating Surface Temperature of the Solar Module Equipped with a Holographic Concentrator on Its Performance. Bulletin of MPEI. 2019;4:50—59. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2019-4-50-59.
Опубликован
2019-03-16
Выпуск
Раздел
Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии (05.14.08)
