Реализация модулей с S-образными вторичными отражателями

На рис. 7.10 приведён энергоблок, выполненный по рассмат­риваемой схеме. Энергоблок включает два модуля со стационарными концентраторами. Каждый модуль состоит из стационарного кон­центратора с двумя приёмниками излучения в виде солнечных бата­рей, в которых приемники излучения выполнены по схеме рис. 7.4.

Модули соединены общим воздушным коллектором с венти­лятором производительностью до 260 м3/ч, мощностью 18,5 Вт. Коллектор разделяет воздушный поток на два направления в левый и

Рис. 7.10. Энергоблок, состоящий из двух фотоэлектрических модулей с вторичными S-образными отражателями, выполненными по схеме рис. 7.4

правый модули. Каждый концентратор представляет собой два параболоцилиндра длиной по 2,5 м, между которыми в плоско­сти симметрии установлены приёмники излучения с двумя сол­нечными батареями.

В качестве отражающего покрытия для концентраторов и круглоцилиндрических отражателей 3 был использован специ­альный зеркальный алюминий марки Miro-Sun германской фирмы Alanod. Этот алюминий разработан специально для солнечных уста­новок, имеет высокий коэффициент отражения и стойкую защитную плёнку на отражающей стороне. Для спектра AM 1,5, представляю­щего интерес для фотоэлектрических станций, коэффициент отра­жения равен 0,89.

Было исследовано фактическое распределение степени кон­центрации солнечного излучения в фокальной плоскости симмет­ричного параболоцилиндрического концентратора. Оно определя­лось от вершины концентратора до фокусного расстояния. Измеря­лась величина тока короткого замыкания специального датчика, размещаемого последовательно в точках через каждые 2 см этой фокальной плоскости. Одновременно измерялась величина прямой

ic. 7.11. Спектральное отражение алюминия фирмы Alanod: суммар­но всему спектру 93,8 %, для солнечного спектра AM 1,5 — 89,5%

радиации 1% и величина тока короткого замыкания при непосредст­венном облучении датчика солнечными лучами Іщ,. Степень концен­трации светового потока определялась по соотношению flw. Опыты проводились отдельно для верхнего и нижнего отражателей. Максимальное значение концентрации достигало 7,4 крат.

Четыре фотоэлектрических приемника энергоблока состоят из двухрядных цепочек СЭ размером d=200 мм, ряды соединены между собой параллельно. Воздушный коллектор с вентилятором уста­новлен в середине энергоблока.

Эффективность принудительного воздушного охлаждения приемника оценивалась по изменению величины напряжения холо­стого хода СЭ в начале и в конце экспериментов. Температура воз­духа на входе в вентилятор и на обоих выходах воздушных каналов измерялась с помощью термодатчиков электронного прибора типа 2ТРМОА-Щ1-ТП. Измерения показали, что перегрев СЭ за этот пе­риод не превышал 20°С и принудительное воздушное охлаждение достаточно эффективно. Температура наружного воздуха в это вре­мя была +2°С, температура воздуха на выходе составляла около +22°С… +28°С. Спектральные коэффициенты отражения алюминия фирмы Alanod представлены на рис. 7.11 [7.4].

Рис. 7.12. Поперечный разрез фотоэлектрическо-
го приёмника энергетического блока (рис. 7.10)
с воздушным охлаждением СЭ:

1 — СЭ; 2 — стеклянные стенки; 3 — кремнийорга-
нический Герметик; 4 — воздушные каналы охлаж-
дения; 5 — стеклянные стенки

Для спектра атмосферной массы AM

1,5, представляющего интерес для фотоэлек­трических станций, коэффициент отражения равен 0,89. Схема приёмника излучения с воз­душным охлаждением СЭ показана на рис.

7.12.

Скорость воздушного потока на выхо­де из каналов измерялась крыльчатым анемо­метром на расстоянии 0-5 мм от плоскости горловины в верхней и нижней части её. На выходе западного канала в верхней части скорость потока была немного ниже, чем в нижней части и в среднем составила 1,95 м/с. На восточном канале, наоборот, скорость наверху была немного выше, чем внизу, и в среднем составила 2,05 м/с. Это свидетельствовало о практически одинаковом распределении по каналам воздушного потока от одно­го вентилятора.

Влияние азимутального перемещения Солнца по небосводу на параметры всех СБ блока ФЭСК-0,6 оценивалось по величине тока короткого замыкания (І*,) СБ, т. к. величина менее чувствительна к изменению угла падения солнечных лучей. Эксперимент проводился в течение 3,5 околополуденных часов. Для эффективности сопос­тавления данных о величине 1ю одновременно с током измерялась величина прямой радиации на перпендикулярную лучам поверх­ность, и все значения I*, приведены к стандартной радиации 1000 Вт/м2. Результаты измерений и расчётов показали, что в октябре блок работал в течение 3,5 часов без существенного снижения рас­чётного значения Ikj.

Испытания энергоблока были проведены на испытательной площадке ВИЭСХ в октябре — декабре 2002 г. Полученные в ходе эксперимента данные по выработке оптимальной мощности каждой СБ энергоблока — во второй колонке таблицы 7.3, в третьей колонке

указаны величины полной пиковой мощности СБ, рассчитанные с учётом изменения следующих параметров: изменение солнечной ра­диации от значений 600-700 Вт/м2 до стандартного значения 1000 Вт/м2; параметр cos (р, учитывающий наклонное падение солнечного излучения на мидель концентратора; увеличение КПД СЭ с 0,1 до 0,12 при 36 СЭ в СБ.

№ приемника

Эксперимент, Вт

Расчет, Вт

1

55,1

176

2

53,4

170

3

50

159

4

37,6

120

Итого

192

625

Таблица 7.3. Результаты испытаний энергоблока СБ

Эксплуатация данного блока показала, что отражающее по­крытие из алюминия солнечного качества требует защиты от атмо­сферных воздействий и быстро теряет свои отражающие свойства, возникают проблемы затенения поверхности стойками и вторичны­ми отражателями.