Науковий вісник НГУ

Оцінка ефективності термофотоперетворення в комбінованих сонячних енергетичних установках

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Електротехнічні комплекси та системи

Останнє оновлення: 09 травня 2014

Опубліковано: 12 квітня 2013

Перегляди: 5192

Автори:

Л.І. Книш, кандидат технічних наук, доцент, Дніпропетровський національний університет ім. Олеся Гончара, доцент кафедри аерогідромеханіки та енергомасопереносу механіко-математичного факультету, м. Дніпропетровськ, Україна

В.О. Габрінець, доктор технічних наук, професор, Дніпропетровський національний університет ім. Олеся Гончара, професор кафедри двигунобудування фізико-технічного факультету, м. Дніпропетровськ, Україна

Реферат:

Для підвищення енергетичних показників сонячних електростанцій пропонується використовувати комбінований термофотоелектричний цикл із високотемпературними арсенід-галієвими сонячними елементами та концентраторами сонячного випромінювання. Охолодження таких сонячних елементів здійснюється теплоносієм, що є робочим тілом паротурбінного циклу.

Мета. Визначити кількісні показники ефективності комбінованого термофотоелектричного циклу, а також температурні рівні системи, при яких такі показники будуть максимальні.

Методика. В основу методики покладено дослідження функції сумарного ККД комбінованого циклу, а також аналізу її перших та других похідних. Функція сумарного ККД будувалась на основі апроксимації результатів експериментальних досліджень арсенід-галієвих сонячних елементів з використанням аналітичних залежностей для термодинамічного циклу Ренкіна.

Результати. Отримані значення ефективності комбінованих термофотоелектричних станцій з використанням одноперехідних та гетероструктурних сонячних елементів. В якості теплоутилізуючого циклу в таких станціях розглядався класичний паротурбінний цикл.

Наукова новизна. На основі наведеної методики вперше визначено рівні температур системи прийому сонячного випромінювання, що забезпечують оптимальні показники ефективності комбінованого перетворення, а також знайдено кількісні значення ККД такого перетворення.

Практична значимість. Запропонований метод визначення оптимальних показників ефективності може бути застосований під час проектування систем прийому перспективних термофотоелектричних станцій, а також інших систем перетворення з подібним тепловим циклом. 

Список літератури / References:

1. В Крыму построена самая мощная солнечная электростанция в мире [Електронний ресурс] // Центр журналистских расследований. – Режим доступу до ресурсу: http://investigator.org.ua/news/28638

Center for Investigative Journalism, (2011),“The most powerful solar power plant in the world was built in Crimea”, available at: http://investigator.org.ua /news/28638 (accessed December 4, 2012).

2. Безручко К.В. Автономные наземные энергетические установки на возобновляемых источниках энергии / К.В. Безручко, С.В. Губин.– Харьков: ИЦ ХАИ, 2007.– 310 с.

Bezruchko, K.V. and Gubin, S.V. (2007), Avtonomnye nazemnye energeticheskie ustanovki na vozobnovlyaemykh istochnikakh energii [Autonomous Ground Power Systems for Renewable Energy], ITSKHAI, Kharkov, Ukraine.

3. Алфёров Ж.И. Тенденции и перспективы развития солнечной фотоэнергетики / Ж.И. Алферов, В.М. Андреев, В.Д. Румянцев // Физика и техника полупроводников. – 2004. – T.38. – №8. – С. 937–948.

Alferov, Zh.I., Andreev, V.M. and Rumyantsev, V.D. (2004), “Trends and prospects of solar photovoltaic’s”, Fizika i tekhnika poluprovodnikov, Vol. 38, no. 8, pp. 937–948.

4. Васильев В.А. Расчётные технико-экономические характеристики солнечных комбинированных фототермодинамических энергоустановок / В.А. Васильев, Б.В. Тарнижевский // Известия РАН. Энергетика. – 2005. – №3. – С. 148–156.

Vasilyev,V.A., Tarnizhevskiy, B.V. (2005), “Design technical and economic characteristics of combined photothermaldynamic solar power plants”, IzvestiyaRAN. Energetika, no.3, pp. 148–156.

5. Андреев В.М. Многослойные AlGaAs/GaAs гетероструктуры солнечных элементов для концентрирующих модулей / В.М. Андреев, В.П. Хвостиков, В.Р. Ларионов // Труды 12–й Европейской фотовольтаической солнечно–энергетической конференции. Амстердам, 11–12 апреля. – Амстердам, 1994. – С. 1401–1404.

Andreev, V.M., Khvostikov, V.P. and Larionov, V.R. (1994), “MultilayerAlGaAs/GaAsheterostructure solar cells for concentrator dules”, Proceedings of the 12^th European PhotovoltaicSolar Energy Conference, Amsterdam, April 11–12, 1994, Amsterdam, James and James Science Publishers, pp. 1401–1404.

6. Карташов Э.М. Техническая термодинамика / Э.М. Карташов, В.А. Кудинов. – М.: Высшая школа, 2000. – 261 с.

Kartashov, E.M. and Kudinov, V.A. (2000), Tekhnicheskaya termodinamika, [Engineering Thermodynamics], Vysshaya shkola, Moscow, Russia.

2013_2_knysh
2014-05-06  338.43 KB  1145