Фотоэлектрический солнечный модуль со стационарным U-образными концентратором с воздушным охлаждением СЭ

Целью разработки фотоэлектрического модуля с воздушным охлаждением являлось создание автономной системы без жидкост­ного охлаждения. Экспериментальный образец фотоэлектрического модуля состоит из двух симметричных параболоцилиндрических стационарных фацетных концентраторов (рис. 6.21) с коэффициен­том геометрической концентрации 3,45 и приемников излучения, каждый из которых собран из 18 последовательно соединенных сол­нечных элементов размером 100х50 мм с двухсторонней фоточувст­вительностью. Цепочка солнечных элементов помещена в стеклян­ный канал.

Рис. 6.21. Солнечная установка с двумя модулями и воздушным охлаждением солнечных элементов

Солнечные элементы защищены от воздействия влажности и пыли. В одном из приемников солнечные элементы покрыты поли­мером этилвинилацетатом (ЭВА), расположены по центру воздуш­ного канала шириной 25 мм и охлаждаются воздухом с двух сторон (рис. 6.21). Ширина приемника с учетом стеклянных стенок канала толщиной 4 мм каждая, составляет 33 мм.

В другом приемнике солнечные элементы ламинированы ЭВА на поверхности стекла и принудительное охлаждение осуществляет­ся с одной стороны солнечных элементов. Ширина воздушного ка­нала в этом случае равна 18 мм. Ширина приемника с учетом стекла равна 26 мм. Вентиляторы типа XHY-8025 с напряжением 12 В ра­ботают непосредственно от СЭ. Характеристики вентиляторов даны в таблице 6.6.

Как показали опытные данные, условия охлаждения лучше в приемнике, где солнечные элементы расположены по центру воз­душного канала. Таким образом, можно увеличить тепловую и элек­трическую мощность модуля, если использовать оба приемника с расположением солнечных элементов по центру теплоотводящего канала. Техническая характеристика модуля приведена в таблице

6.7. Зависимость мощности модуля по сезонам на рис. 6.23.

Примечание.1 Характеристика приведена для стандартных условий: плот­ность потока солнечного излучения 1000 Вт/м2, температура окружающего воздуха

При КПД солнечных элементов порядка 14 % пиковая элек­трическая мощность модуля с воздушным охлаждением составит 70 Вт [6.12].

Превышение температуры СЭ над окружающей средой соста­вило 34°С при радиации 1000 Вт/м2 для системы охлаждения по рис. 6.25 (внизу), для другого варианта — 58°С. Расчёт величины рас-

Рис. 6.24. Схемы систем охлаяздения модулей по рис. 6.23:

1 — вентиляторы; 2 — конфузоры; 3 — солнечные элементы, укреплённые на стекле (вверху), обдуваемые с двух сторон (внизу)

Рис. 6.25. Расчётные характеристики воздушного охлаждения модуля

по рис. 6.23

хода воздуха, необходимого для поддержания заданного темпера­турного перепада на СЭ, представлен на рис. 6.26.