Выбор концентраторов и систем слежения

Для повышения эффективности использования энергии солнечного излучения в солнечных электростанциях применяются концентраторы и системы слежения за Солнцем, представляющие периферийные устройства.

Тепловые солнечные электростанции вообще не могут работать без концентраторов солнечного излучения и систем слежения за Солнцем, а в солнечных электростанциях на фотоэлектрических преобразователях применение концентрированного солнечного излучения позволяет увеличить коэффициент использования энергии с 12 – 14% до 15 – 18% в коммерческих энергоустановках. В лабораторных энергоустановках на фотоэлектрических преобразователях этот показатель уже в настоящее время превышает 20% /2, 4/.

Системы слежения обеспечивают повышение коэффициента использования энергии солнечного излучения в 1,3 раза в зимние месяцы и в 1,8 раза в летний сезон (таблица 4.1).

Следует отметить, что принцип слежения зависит от наличия и типа концентратора. В солнечных тепловых электростанциях система слежения должна иметь высокую точность наведения и обычно выполняется в функции интенсивности солнечного излучения. Вариант такой системы представлен на рисунке 4.9.

Таким образом, существует два основных альтернативных варианта автономных солнечных электростанций:

§ отсутствие или простые концентраторы солнечного излучения в сочетании со сложной системой слежения:

§ сложные концентраторы в сочетании с простой системой слежения.

Для выбора того или иного варианта необходимо рассмотреть принципы работы и эффективность концентраторов и проанализировать их технические возможности.

Расчет параметров автономной электростанции на фотоэлектрических преобразователях

1. Строится почасовой график интенсивности солнечного излучения (таблица 1 строка 1).

2. Принимаем площадь ФЭП 10м² и определяем мощность солнечной электростанции по формуле (1.30) (таблица 1.4 строка 2).

Мощность батареи фотоэлектрических преобразователей равна:

N_Ф = N_СИF_ФЭПη_ФЭП                                 (1.30)

где F_ФЭП – площадь батареи фотоэлектрических преобразователей, м²;

  η_ФЭП – КПД батареи фотоэлектрических преобразователей.

3. Определяем избыток энергии по формуле (1.31) с учетом ее аккумулирования (таблица 1.4 строка 4).

4. Определяем дефицит энергии по формуле (1.31) (таблица 1.4 строка 5).

Таблица 1

Расчет мощности при площади ФЭП 10м²

5. Определяем суммы избытка и дефицита энергии для принятой площади ФЭП 10м²:

Е_ИЗБ10 = 1774,4 Вт.ч Е_ДЕФ10 = 1464,4 Вт.ч

6. Производим расчет для другой площади ФЭП.

7. Наносим полученные точки на график Е =f(F_Ф) (рисунок 1.6) и определяем площадь батареи фотоэлектрических преобразователей.