CC BY
9
УДК 621.31
Отамирзаев Д.Р.
ассистент Шарибаев Э.Ю. ассистент
Наманганский инженерно-технологический институт
Узбекистан, г. Наманган
СОЛНЕЧНЫЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ И ТЕМПЕРАТУРА ЕГО ПОВЕРХНОСТИ
Аннотация: В статье рассмотрена кремниевая поликристаллическая солнечная панель. Проведено исследование влияния температуры на режим работы фотоэлектрической солнечной станции с мощностью 100 Вт в Наманганском инженерно-технологическом институте.
Ключевые слова: влияния температуры ток короткого замыкания, солнечный панель. солнечная станция.
Otamirzaev D.R.
assistant Sharibaev E. Yu. assistant
Namangan Engineering and Technology Institute
Uzbekistan, Namangan
SOLAR PHOTOELECTRIC CONVERTER AND SURFACE
TEMPERATURE
Annotation: The article describes a silicon polycrystalline solar panel. A study was made of the effect of temperature on the operation mode of a photovoltaic solar station with a power of 100 W at the Namangan Engineering and Technology Institute.
Key words: influence of temperature short circuit current, solar panel, solar station.
Энергетика играет важную роль в развитии любой страны по всем отраслям. Для долгосрочного решения проблем энергетики и экологии, целесообразно развивать солнечную энергетику. Развитые страны на это уделяют большое внимание. На развитие солнечной энергетики в Узбекистане вкладываются значительные средства из государственного бюджета и предоставлены благоприятные условия для предпринимателей. Широкому использованию солнечной энергетики препятствует высокие цены на установки и низкий КПД преобразователей солнечной энергии. Такое мнение существует в сознании общественности, что использование энергии Солнца относят к далекому будущему, но не отрицается
перспективность использования солнечной энергии для нужд локального хозяйства. Для оценки использования солнечной энергии необходимо принимать во внимание существующие тенденции изменения цен энергии, получаемой от Солнца и традиционных источников [1]. В последние годы уменьшением полезных ископаемых, а именно уменьшения запасов нефти, угля и природного газа приводит к возникновению серьезных проблем.
Для решения подобных проблем, в последние 20-30 лет доля солнечной энергетики должна возрасти до 25 %. К 2050 году снабжение солнечной энергии может достичь 20-25 %, к концу века солнечная энергетика может составить 60 % от общего энергопотребления [2].
В процессе выработки электроэнергии в таком солнечном регионе, как Наманган, неизбежен нагрев СЭС, в частности солнечных фотоэлектрических панелей. В зимние солнечные дни температура поверхности элементов достигает +40 °С, в летние +70 °С, производительность панелей сильно зависит от этого параметра [3]. КПД солнечной панели определяется согласно зависимости:
Лр1 = щ(\ -0,0045(rpj -25)) (1)
Где:^ - КПД солнечной фотоэлектрической панели, %; % - КПД солнечной фотоэлектрической панели при температуре 25 °С, %; тр1 -
температура поверхности солнечной фотоэлектрической панели, °С.
Из формулы (1) видно, что прирост производительности солнечных панелей можно получить только при снижении температуры их поверхности ниже 25°С. Если температура поверхности СП (солнечных панелей) станет ниже 25°С, то увеличится выработка электрической энергии. В регионах Узбекистана с марта месяца до ноября температура будет выше 18-20°С, что означает температура поверхности СП на этот период будет больше 25°С, Из работы [3] известно, что повышением температуры на 1 °С, КПД уменьшится на 0.45 %.
Исходя из вышеизложенного, нами было проведено испытания СП с целью определения реальных значений напряжения холостого хода и тока короткого замыкания СП. В результате эксперимента было определено, что при температуре окружающей среды 20°С, температура поверхности СП достигла 60°С что приводит к снижению КПД более чем на 3%.
Для решения этой проблемы, использовалась система охлаждения непосредственного теплообмена между панелью и рабочей жидкости. Для того, чтобы достичь различные температуры поверхности СП, на ее заднюю часть была сконструирована ёмкость объемом 20 литров с трубками в верхней и нижней части СП для отвода и поступления рабочей жидкости.
Исследование проводилось в 13:30 13 марта 2019 года в условиях натурного освещения при температуре окружающей среды 20°С, в 476 м высоте над уровнем моря, 41°.01' с.ш 71°.59' в.д, для исследования была выбрана солнечная панель компании All Solar-Модель AS-100P, мощность 100 Вт, напряжения максимальной, нагрузки 17.2 В, ток максимальной
нагрузки 5.8 А, напряжения холостого хода 21.8 В, Ток короткого замыкания 6.1 А
Результаты испытания приведены в таблице - 1. Таблица - 1
№ Наименования значения
1 Температура поверхности Т ГС] 25 30 35 40 45 50 55 60
2 Напряжения холостого хода и^ [В] 23.3 22.6 22.2 22 21.6 20.8 20.4 20.1
3 Ток короткого замыкания [А] 5.56 5.55 5.55 5.55 5.6 5.47 5.48 5.48
По результатам, приведенным в таблице - 1, был построен график - 1.
Зависимость тока короткого замыкания и напряжения холостого
хода от температуры
м
И
И &
25 20 15 10 5 0
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Температура
Выводы
Использования солнечных фотоэлектрических панелей в низкотемпера-турных местах может предотвращать снижения КПД СП. Напряжения холостого хода обратно пропорционально температуре. Для повышения производительности СП актуальным является, использования систем охлаждения.
Использованные источники:
1. Кенжаев З. Т. Состояние и перспективы развития солнечной энергетики //Молодой ученый. — 2017. — №37. — С. 6-7. — URL https://moluch.ru/archive/171/45649/ (дата обращения: 12.03.2019).
2. Афанасьев В. П., Теруков Е. И., Шерченков А. А. Тонкопленочные солнечные элементы на основе кремния. 2-е изд. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2011.
3. Джумаев А. Я. Анализ влияния температуры на рабочий режим фотоэлектрической солнечной станции // Технические науки - от теории к практике: сб. ст. по матер. XLVI междунар. науч.-практ. конф. Новосибирск : СибАК, 2015. № 5 (42). [Электронный ресурс]. URL: http://sibac.info/conf/tech/xlvi/42263 (дата обращения 27.11.2016)
U
0
5
