Autonomiczne elektrownie słoneczne z koncentratorami promieniowania słonecznego. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Instalacje fotowoltaiczne. Autonomiczne elektrownie słoneczne z koncentratorami promieniowania słonecznego. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii

Komentarze do artykułu

Autonomiczna elektrownia słoneczna (kod GEM-1,5)pokazany na ryc. 2.7, przeznaczony jest do zasilania indywidualnego odbiorcy.

Instalacje fotowoltaiczne. Autonomiczne elektrownie słoneczne z koncentratorami promieniowania słonecznego
Rys.2.7. Elektrownia słoneczna GEM-1,5

Zalety instalacji polegają na zastosowaniu modułów fotowoltaicznych w połączeniu z koncentratorami z płaskim zwierciadłem, które zwiększają efektywność przetwarzania energii słonecznej na energię elektryczną o 1,5 - 2 razy oraz systemem śledzenia, który zapewnia automatyczne śledzenie Słońca od wschodu do zachód słońca, a tym samym zwiększone „gromadzenie padającej energii słonecznej.

Elektrownia słoneczna GEM-1,5 posiada następujące parametry techniczne:

szczytowa moc elektryczna instalacji - 1,5 kW;
powierzchnia odbierająca promieniowanie słoneczne - 25 m2;
ilość modułów fotowoltaicznych przeznaczonych do wytwarzania energii elektrycznej prądu stałego o mocy szczytowej 40 W przy nasłonecznieniu 1 kW/m2 - 25 szt.;
współczynnik koncentracji -1,5-2;
śledzenie pozycji Słońca - automatyczne, z dokładnością nie gorszą niż -2 °;
produkcja energii elektrycznej w ciągu dnia przez instalację GEM-1,5 jest trzykrotnie większa w porównaniu z podobną instalacją zawierającą zamontowane na stałe np. na dachu budynku moduły fotowoltaiczne zastosowane w instalacji.

Autonomiczna instalacja fotowoltaiczna solarna (kod SFEU-1), pokazany na rysunku 2.8, zapewnia skojarzone wytwarzanie energii elektrycznej i cieplnej i jest przeznaczony do stosowania jako moduł elektrowni słonecznej o konstrukcji blokowo-modułowej.

Instalacje fotowoltaiczne. Autonomiczne elektrownie słoneczne z koncentratorami promieniowania słonecznego
Rys.2.8. Instalacja fotowoltaiczna solarna SFEU-1

Osprzęt instalacyjny jest zainstalowany na jednoosiowym stole obrotowym z automatycznym systemem śledzenia ruchu Słońca, na którego dwóch ramionach znajdują się dwa systemy skupiające promieniowanie słoneczne. Jedno z nich (prawa część na rys.) zbudowane jest z zespołu płaskich zwierciadeł, których powierzchnia i kształt powierzchni odpowiada kształtowi powierzchni odbiornika-przetwornika fototermicznego, złożonego z zestawu monokryształów elementy silikonowe połączone szeregowo i tworzące fotokomórkę rozciągniętą wzdłuż osi koncentratora. Koncentrator poprzez regulację zwierciadeł składowych zapewnia równomierne oświetlenie wszystkich elementów odbiornika fototermicznego oraz 13-krotnie zwiększa jego jasność.

Ciepło uwalniane podczas pracy z wylotu promiennika odbiornika fototermicznego w postaci podgrzanej wody dostaje się do elementu podgrzewającego wodę, wykonanego w postaci rurki, zainstalowanego w ognisku koncentratora znajdującym się na drugim ramieniu obrotnicy .

Instalacja solarna SFEU-1 posiada następujące parametry techniczne:

wyjściowa szczytowa moc elektryczna - 0,8 kW i cieplna - 10 kW przy nasłonecznieniu 1000 W/m;
powierzchnia układu skupienia części fotowoltaicznej odbierającej promieniowanie słoneczne – 24 m2 i 32 m2 – część podgrzewania wody;
graniczny współczynnik koncentracji części fotowoltaicznej: 12 przy nierównomiernym oświetleniu w płaszczyźnie fotodetektora nie jest gorszy - 10%, a 30 - część podgrzewająca wodę;
chłodzony rurowy odbiornik fototermiczny zapewnia współczynnik konwersji energii słonecznej na energię elektryczną nie gorszy niż 10% i nie gorszy niż 70% na energię cieplną.

Zautomatyzowany system śledzenia ruchu słonecznego zasilany jest z modułów fotowoltaicznych typu MS-40, co zapewnia autonomię instalacji (bez ingerencji człowieka).

Autonomiczna instalacja solarna UV (kod UV-05), przedstawiony na ryc. 2.9, jest przeznaczony do przyspieszonego testowania materiałów, farb, powłok; do niszczenia zanieczyszczeń chemicznych, w szczególności do dezynfekcji wody pitnej. Koncentrator instalacji, składający się ze 150 płaskich skosów sześciokątnych o okręgu opisanym na 420 mm, osadzony jest na stole obrotowym. Kratownica paraboloidalna instalacji ma średnicę około 5 m z promieniem krzywizny na szczycie 6 m.

Instalacje fotowoltaiczne. Autonomiczne elektrownie słoneczne z koncentratorami promieniowania słonecznego
Rys.2.9. Autonomiczna instalacja solarna UV-05

Aby skoncentrować część UV widma słonecznego niezbędną do napromieniowania próbki, płaskie ścianki są wykonane ze szkła z wielowarstwową powłoką interferencyjną, która odbija promieniowanie słoneczne w danym zakresie długości fal UV i przepuszcza promieniowanie z pozostałej części widma słonecznego. Odbiornik-reaktor instalacji to masywna metalowa rama o przekroju prostokątnym, po której dwóch przeciwległych stronach zamocowane są płyty rurowe, w których mieści się 16 rur ze szkła kwarcowego ustawionych w dwóch rzędach, przez które przepuszczana jest ciecz poddana obróbce promieniowaniem UV. Należy zaznaczyć, że instalacja jest całkowicie autonomiczna i nie wymaga zewnętrznego źródła energii elektrycznej – cztery moduły fotowoltaiczne o mocy szczytowej 40 W, każdy umieszczony na koncentratorze, w pełni zapewniają działanie zautomatyzowanego systemu śledzenia Słońca z od wschodu do zachodu słońca z dokładnością nie gorszą niż 2°.

Wydajność stacji uzdatniania wody wynosi do 1,5m3/godz. Skuteczność oczyszczania wody ze szkodliwych składników biologicznych w jednym przejściu przy nasłonecznieniu 500 W/m wynosi 70%.

Jak wiadomo, połączone oddziaływanie w długim okresie czasu atmosfery i promieniowania słonecznego może spowodować nieodwracalne zmiany (degradację lub naturalne starzenie) szerokiej gamy materiałów i wyrobów, np. materiałów wykończeniowych, powłok malarskich i lakierniczych oraz barwników do tekstyliów, znanych jako „wypalanie lub blaknięcie”. Dlatego użycie UV-05. jako urządzenie do przyspieszonych badań ultrafioletowych różnych materiałów, może skrócić czas badania starzenia się materiałów z kilku lat do kilku tygodni.

Elektrownia słoneczna (kod - GEU-5) przedstawiony na rys. 2.10 jest przeznaczony do testowania technologii uzyskiwania wysoko skoncentrowanego promieniowania słonecznego w miejscu odpowiadającym średnicy odbiorników wnękowych rzeczywistych silników cieplnych, np. agregatów Stirlinga, turbin generatorów gazowych.

Instalacje fotowoltaiczne. Autonomiczne elektrownie słoneczne z koncentratorami promieniowania słonecznego
Rys.2.10. Elektrownia słoneczna GEU-5

Koncentrator elektrowni słonecznej, który jest zwierciadłem kompozytowym o średnicy około 5 metrów, złożonym ze 180 elementarnych luster aluminiowych (skosów) o kształcie sześciokąta o średnicy okręgu opisanego na 420 mm. Faseta jest sferycznym zwierciadłem o własnym promieniu krzywizny, określonym przez położenie na koncentratorze. Łącznie w koncentratorze zastosowano odpowiednio 7 rodzajów faset, rozmieszczonych na koncentrycznych okręgach w równej odległości od jego środka.

Elektrownia słoneczna GEM-5 posiada następujące parametry techniczne:

średnica kompozytowego koncentratora fasetek -5 m;
fasety z aluminium o kulistym kształcie powierzchni w ilości 180 sztuk, ułożonych wzdłuż tworzącej paraboloidy w 7 rzędach;
kształt i wielkość fasetki - sześciokąt, średnica okręgu opisanego - 420 mm;
technologia obróbki powierzchni odbijającej fasetę - toczenie diamentowe;
współczynnik odbicia w zakresie widma słonecznego nie mniejszy niż 85%;
obliczony współczynnik koncentracji - 3100, co daje wielkość skupionej wiązki - 90 mm;
obliczona wartość energii cieplnej w ognisku koncentratora wynosi 12,3 kW przy nasłonecznieniu 1000 W/m;
temperatura osiągnięta w odbiorniku wnęki wynosi 550°C.

Autor: Magomedov A.M.

Zobacz inne artykuły Sekcja Alternatywne źródła energii.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Baterie pyłkowe 25.02.2016

Pyłek jest obciążeniem dla pszczół i cierpieniem dla alergików. Ale może również służyć jako skuteczny sposób na przechowywanie energii. Naukowcy odkryli, jak zamienić ziarna pyłku w anody, składniki baterii.

Aby zamienić pyłek w anody, naukowcy podgrzali pyłek do punktu, w którym zamienia się on w węgiel w procesie pirolizy. W przeciwieństwie do zwykłego spalania proces ten przebiega bez tlenu, a pyłek nie ulega zapłonowi, lecz zamienia się w biowęgiel, który zachowuje kształt pyłku. Następnie jest ponownie podgrzewany z udziałem tlenu, proces ten zwiększa ilość zmagazynowanej energii w anodach.

Anody pyłkowe mają za zadanie wypełnić przestrzeń zajmowaną obecnie przez anody grafitowe w typowych akumulatorach litowo-jonowych.

Badacze przetestowali dwa różne rodzaje pyłku: jeden zebrany od pszczół, gdzie znajduje się pyłek z różnych roślin, oraz jeden z trzciny, który ma bardziej jednolitą strukturę. Okazało się, że pyłek trzciny ma nieco wyższe wskaźniki niż pyłek pszczeli, ale dużo łatwiej jest zebrać pyłek od pszczół. W przyszłości naukowcy planują przeprowadzić eksperymenty nad wykorzystaniem takich anod w prawdziwych bateriach. „W zasadzie stworzyliśmy teraz ciekawą koncepcję" – mówi badacz Vilas Pol. „Dopiero dalsze prace pokażą, jak bardzo będzie to praktyczne".

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Zmierzyłem elektroniczną pracę mózgu

▪ Inteligentna pielucha na platformie Intel

▪ Samolot wodorowo-elektryczny Odonata

▪ Genetyka znalazła przyczynę kobiecego szczęścia

▪ Clover Trail jest szybszy i bardziej energooszczędny niż Tegra 3

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Technologia fabryczna w domu. Wybór artykułu

▪ artykuł Wiek obecny i wiek miniony. Popularne wyrażenie

▪ Jak zegar słoneczny wskazuje czas? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Redaktor odpowiedzialny (copywriter). Opis pracy