Розробка фасетного концентратора для комбінованої фотоенергетичної установки

Abstract

У статті досліджені особливості концентраторів сонячної енергії. Надана характеристика нині існуючих типів систем концентрації сонячної енергії: система слабкої концентрації та система високої концентрації. Наведено їх конструктивні особливості та недоліки. Зазначено, що одними з найбільш застосовуваних концентраторів є лінзи Френеля, але оптична їх ефективність обмежена низькими або високими температурами, оскільки внаслідок теплового розширення спостерігається зміна показника заломлення або деформація структури лінзи Френеля. Лінзи Френеля, які фокусують сонячне випромінювання на площі до 1 см², не дають можливості утилізації надлишкової теплової енергії. Складна геометрична форма параболічних концентраторів обумовлює коштовну технологію їх виготовлення, що, в свою чергу, суттєво збільшує собівартість виробленої ними електричної енергії. Люмінесцентні сонячні концентратори мають низький коефіцієнт концентрації сонячної енергії. Проведений аналіз показав, що існуючі концентратори сонячного випромінювання не дозволяють створювати конкурентноздатні у порівнянні з традиційними джерелами електричної енергії фотоенергетичні установки, які працюють при високих ступенях концентрації сонячного опромінення та утилізують надлишкову теплову енергію. З метою вирішення зазначених проблем, авторами розроблено фасетний концентратор сонячного випромінювання, наведено його характеристики та представлено лабораторний зразок. Досліджено питання оптимізації налаштування концентратору. Оприлюднено звіт щодо проведених натурних випробувань макету.