автореферат диссертации по энергетике, 05.14.08, диссертация на тему:Исследование и разработка концентрирующих систем солнечных фотоэлектрических установок

О

• '"""'АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ФИЗИКО - ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ им. С.В.СТАРОДУБЦЕВА НПО "ФИЗИКА - СОЛНЦЕ" ИМ. С.А.АЗИМОВА

На правах рукописи

АХМЕДОВ ХСШ1АМАТ

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА КОНЦЕНТРИРУЮЩИХ СИСТЕМ СОЛНЕЧНЫХ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Специальность 05.14.08 - Преобразование возобновляемых видов энергии и установок на их основе

АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ТЕХНИЧЕСКИХ НА^'К

ТАШКЕНТ - 1996

Работа выполнена е Институте энергетики и автоматики АН РУ и е Навоийском Государственном Горном институте

Научный руководитель: - Член-корр. АН РУ, доктор технических

наук, профессор Р. А. ЗАХИДОВ

Официальные оппоненты:- доктор технических наук, профессор

Г. Г. УМАРОВ - кандидат технических наук, с. и. с. А. К. АЛИМОВ

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ - БУХАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Ф. ХОДЖАЕВА

Зашита состоится " декабря 1996 г. в часов на заседании специализированного совета Д 015.08.01 при Физико-техническом институте им. С. В. Стародубцева НПО "Физика-Солнце" им. С. Д. Азимова' АН РУ по адресу: 700084, г. Ташкент, ул. МаЕля-нува, »-Б , НПО "Физика-Солнце" АН РУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Физико-технического института им. С.В.Стародубцева НПО "Фнгика-Со.пние" им.С.А.Азимова АИРУ.

af

Автореферат разослан ноября 1996 г.

Учений секретарь специализированного, соьета доктор физ. -мат. наук / Л

Ф. А. АХМЕДОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность, фотоэлектрические методы представляются в настоящее время в гелиотехнике одним из основных направле-'- ■. ний в преобразовании солнечной энергии в электрическую. В' то же время исследования показывают, что реализация этих перс-пеитиа требует решения ряда научно-технических задач для снижения стоимости получаемой в фотоэлектрических установках (ФЭУ) электроэнергии. Один из путей здесь - это применение оптических концентрирующих систем - преобразование в ФЭУ концентрированной солнечной радиации. Требования к концентраторам для ФЭУ отличаются от требований, предъявляемых к концентраторам для тепловых установок,

В частности, это относительно небольшие габариты и концентрации, высокая равномерность потока по приемнику, простота в изготовлении й эксплуатации. В связи с этим различаются и методики расчета концентраторов.

Указанное определяет актуальность задач расчета, исследования И. разработки концентраторов для фотоэлектрических преобразователей»

Црлъю рабатн является исследование характеристик слабо-концентрирующИх систем, определение на этой Основе наиболее эффективных их схем,с точки зрения, применения в ФЗУ с естественным охлаждением солнечных батарей.

Для достижения этой цели поставлены задали:

- Провести анализ И выбрать оптические схемы концентраторов для ФЭУ.

- Расчетио-эксдариментальное исследование оптико-энергетических характеристик концентраторов для ФЗУ и разработка методики их инженерного расчета,

- Анаяи&'технйко-экономаческих характеристик ФЭУ с кон- ■ центраторами.

Мзтодикаг.иосявдовений основана на теории расчета концентраторов солнечной энергии и существующих методах и аппаратуре экспериментального исследования характеристик концентраторов .

Научная новизна работы заключается в следующем;

I. Проведены Исследования оптико-энергетических харак-

теристпк яонцеитраторов различного типа, определены условия Их прц>,ен:г'оо»/. для &/.

2. Р,Н1:>И7а нетодяка аналитического расчета параметров цельных и составную концентраторов для ФЗУ.

3. Показано, --гго с увеличйнием концентрации растет доля равномерной чае?;; потока излучения на прлетже.

4. Показ г но, '¡то в составных концентраторах оптимальная степень коч-уитрацки С зависит от числа элементов и достигается три только э случае числа элементов стремящихся к бесконечности,

5. Разработана модель технико-экономических характеристик О"7"' с концентраторами,. определены оптимальные концентрации /ля случая естественной конвекции, при которых стоимость мощности минимальна.

Основные .положения, выносимые на защиту;

- методика аналитического расчета конусного и параболо-цилиндрического концентраторов;

- результаты расчетного и экспериментального исследования оптико-энергетических характеристик конуса, составного лараболоцилиндра, линзы Френеля, и разработанной на этой основе инженерной методики их расчета;

- модель технико-экономических характеристик ФЭУ с концентратором и полученные по этой модели удельные стоимости и оптимальные степени концентрации, введенный критерий эффективности применения концентраторов в ФЭУ.

Практическая значимость работы заключается в том, что полученные результате позволяют:

- конкретизировать требования к геометрическим параметрам концентраторов для ФЗУ;

- рекомендовать наиболее эффективные типы слабоконцент-рирующих систем для ФЭУ.

Реализация работы. Результаты работы были использованы при разработке концентраторов с повышенной равномерность« по заданию 27, 2/1, прикладной программы 27 АН РУ.

Апробация работы и.публикации. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всесоюзных и Республиканских научно-прщ.'.'ических конференциях и се-

минарах (Карши-1988, Аптха<5ад-1991, Павок - 1951, Иа&ои-199о), Но теме диссертации опубликоьано II печегнмх рибог.

Объем работы. Диссертация еестой? иэ вьс-денин, «-лтрзх глав, выводов и приложения, изложена на 157 с'/'раниц-« нописиого текста, включая 41 ряс и списка литератур» аз 62 наюенований. Приложений на 2 страницах.

ОСНОВНОЕ (Д$Р.ШИЗ РАБОТА

Во введении обоснована актуальность темы, показзлу особенное ти и устовия применения концентраторов в дана краткая аннотация результатов работа.

Первая глава содержит обзор и анализ характеристик систе- . №! концентратор-фотоэлектрический преобразователь (К5).

В первой части главы проводится обзор литорагурьг по фо-топреобразоватэляч (ФП) системам концен?ратор-.*дтопреобразо~ вагель.

Из обзора следует, что поиски путей снижения Стоимости энергии в ФП ведутся в направлениях: снилгения стоимости СП л увеличения его к.п.д.; разработки новнх типов 5П; поиска области офхТ®ктипного применения и четвертого преобразования концентрированного солнечного излучения. Перспектиш последнего направления в принципе достаточно высоки - возможность снижения площади 2>П в 5-10 и дач® в 1000 раз при сохранении и даже увеличении снимаемой мощности.

Исследования показали, что реализация этих перспектив требует решения ряда задач создания концентра/го ров для Ш, б частности это уровень концентрации и равномерность потока, охлаждение Ш, ориентации концентратора за Солнцем и др.

... Во второй части главП рассмотрены различите типя концентраторов солнечной энергии, шгоды их расчета с точки зрения требований, предъявляемое к ним в системе КФ, Как следует из обзора.имеются два основных, дополняющих Друг друга методов расчета. Первый, геометрически? - определяотсл габариты и средняя концентрация потока излучения - С. Втором, энергетический -кроме габаритов определяется л распределение концентрированного излучения по поверхности прдамиика. Второй метод обязательно требует применения 0ВЧ.

Степень концентрации солнечного излучения в оптических системах составляет от I до 11000, Указанное определяет большое разнообразие типов концентраторов, особенно в области малых и средних концентрациях. •

Обзор и анализ литературы по концентраторам, предлагаемым для ФП показывает следующее!

- исследования концентраторов проводились в основном с целью определения предельных концентраций^

- расчеты проведены на уровне геометрического метода, распределение энергий по приемнику не определялось;

вопросы равномерности и ее доли в общем потоке (Пр ) практически не рассматривались.

Анализ предложенных схем концентраторов показывает, что фактически имеем два основных типа - конусный и линейный, цельные и составные. Линза Френеля, круговая входит в первый тип, линейная - во вторйй тип»

В третьей части главы'раосыотрены вопросы производства концентраторов. Анализ покалывает, что в основном они разрабатывались для тепловых установок - высокие концентрации, больше габариты.

Проведенный обзор определяет актуальность задач, поставленных в работе.

Во второй главе приводятся результата расчетного исследования геометрических и энергетических характеристик конусных и составных параболоцилиндриче ских концентраторов й линза Френёля.

Предельные степени концентрации Сг конуса с радиальным лрие(данном получены Аннаевым (см. рис. I). Связь между реальной степенью концентрации С и идеальной С^ имеет вид

С = Сг- Й^1 «>

Здесь И - число отражений (П—1/д ~ угол" раскрытия)". Значения С и Ср. приведены на рис. I.

Из рис. I следует, что в реальных системах )

значения С существенно меньше идеальных и в общем не превышают 20.

Формула для степени концентрации составного конического концентратора (КК) о осевнм приемшгсом имеет вид

(2)

Здесь £ - центральный угол боковой грани ( £, — %¡Ы, число грачей, - угловой радиус Солнца, - осевой угол конического приемника, раеш.'й

Зависимость С от Л/ лри различных; углах конуса приведена на рис. 2."

Можно видеть, что для А/ ^ 100 С пропорционально Л/ , далее рост С замедляется. В прицеле для = 45° при /V—оо С = 2X6. На основе геометрического исследования разработана методика расчета оптико-геомзтричоских параметров составного 3(0 коническим приемчиком и цельного КК с рня.иалы'ым приемни-;?м. Исходите даяние на расчет; мзянос^ь шходкая -Фц,£ср ¡[ли С); варьируем,;е паржст'ри — £д , К ^ .

Рис. 2 "

Исследование оптико-энергетических характеристик КК показывает, (см. рис. 3), что требованиям по равномерности идеально удовлетворяет НН с осевым коническим приемником. Применяемые результат по равномерности имеем также для КК с осевым цилиндрическим приемником. Можно отметить, что максимальная облученность на оси КК превышает 300.

Линзы Френеля (ДФУ. Концентраторы этого типа представляются перспективными в <Ы1 в связи с относительно небольшими габаритами и технологичностью изготовления. Схема расчета геометрических параметров ЛФ с коническими» поясами представлена на рис. 4а.

Задача расчета ЛФ может решаться в различных постановках: К— С0П.$1 или <1п — СОП-Б. В общем случае для расчета пояса имеем систему четырех уравнений с 7 переменными - И},

^Ь^ДеДь Таким образом, три параметра должны быть заданы, анализ показывает, что это £ , Цр и или К •

Дяя первого пояса система имеет вид

К -А

•и- О-П С05Т1

Эт ц = Эьа ч^/не

(4)

(5)

з. епшзземв

о 0,2 О А 0,6 0/ 1,0 12

Л

Рис.. 4

Для перехода ко второму поясу необходимо дополнительное условие, например, задающее расположение вершины . Технологически предпочтительно, чтобы вершины Б зубьев лежали в одной плоскости.

В общем случав, для К -го пояса имеем

— к-1

цик=гп+|?Кк/Ц1к (8)

- 81П1]кМС021]К-1/Пс)^ ЬШ* ™

1к= ^к ~11к

Кк - ¿п б1п1к*С08ик/С08^

(Ю)

(II)

Здесь линейные величины в долях от фокусного расстояния. Анализ показывает, что в линзах Френеля имеются ограничения на угол раскрытия. Они обусловлены потерями на отражение и коэффициентом преломления (ограничивается I ), или

агсБ1а(ас*81а1)-1, ии«*-^0

(12)

Отсюда следует, что угол раскрытия не превысит 25° и 32°. Коэффициент эффективности использования рабочих поверхностей ЛФ такой же как у париболоидиэго концентратора. Полученные формулы для степени концентрации С ЛФ на основе (I), (и) достаточно ояожньт. Для этого была рассмотрена задача получения приближенных формул.С погрешностью 3-7 % они вид:

С учетом и«*; выражение для степени концентрации ЛЗ равно

Эти формулы справедливы и для линейных ЛФ.

Из (14) следует, что уже при числе поясов П. > 5 , с>20 В связи с этим представляет практический интерес распределение облученности в фокальной плоскости ЛФ (см. рис. 46). Как видно для псех кривых имеет место две области равномерности с достаточно резкой границей между ними, причем с увеличением числа поясов первая зона также увеличивается. Так при П = 2 ото 13 15 % для И = 4 и 50 % при Л, ~ 19. Отсюда следует, что ЛФ с равномерным распределением достаточно эффектна-ны при концентрациях более 2500.

Дня получения в Л<5 малых С необходим* новые подхода.!, типа Л$ с распределенными фокусами.

Состапнка пяоаболоцилтдричсские концентраторы (ПЩ). Плоские фацетг.г шгут собираться на плоской и криволинейных" в пределе параболоцшшндрических основах. Различие между основами можно характеризовать коэффициентом - степенью заполнения фацетами миделя концентратора, ¿'¿¡я плоско Я основы

(14)

Км=({+.1 г-соБИДдивп /кА11ноЩ^

л

15)

тора включая центральную, имеем

= (16)

Из (15) следует, что различие дажду основами при 45° не превысит 10-12 %.

Формула для степени концентрации С составных ПВД в общем случае имеет вида

V■ ыпг\1о )

.Распределение облученности в фокальной плоскости состав-'ного ПЩ приведено на рис. 5. / ____

{00 ¡0 60 ко ¡0

й£

0,03

0,06

Рис. 5

аэ

V/

0,09 ОЛЗ 0,15

Особенности расчета концентраторов с плоскими элементами сущзственно большие затраты машинного времени. В связи с этим, нами дпя составных ПЩ была решена задача определения точных границ интегрирования, что позволило в 2-3 раза сократить время счета.

В табл. I приведены коэффициенты использования потока ^р ПЦК (^р = Фр/сРо1 Фр ~ равномерная часть потока ф0 - полный поток на приемнике).

Кок видно в составных ПЩ ^р составляет от 60 до 70%. Это самые высокие значения из рассмотренных концентрато-

Таблица I

0,3 0,2 0,1 0,02

Ё 6,5 10 20 110

Ьг* 59 63 70,3 70

ров, за исключением конуса с осевым коническим приемником. Результаты расчетных исследований могут быть использованы при проектировании концентраторов ФЭУ,

В третьей„главе представлены результаты работ по технологии изготовления перспективных по энергетике слабоконцентри-рующих систем составной конус и ЛЦК и их экспериментальному исследованию.

Составные ГЩ. Технология изготовления крупногабаритного составного Г1ЦК рассматривалась Умаровнм Г.Я, Было показано, что проблема заключается в создании жесткого каркаса и узлах креплении и юстировке плоских зле ментов. Наш лредяомэна следующая технология изготовления ПЦК.

Суть метода заключается в том, что зеркальные плоские элементы укладываются и закрепляются без юстировки на каркасе которому предварительно придача форма парабола цилиндра. По этому методу был изготовлен модуль ПЦК размерами 540x400 мм (,/ = 330 мм, \)с = 41°), состоящий из 15 стеклянных фацет длиной 400 мм и шириной от 40 мм для центральной фацеты до 33,87 км для крайней.

Каркас модуля стеклянный параболоцилиндричвсккй получен методом молирования. Фацетьг к каркасу приклеены эпоксидной смолой. Исследование точности установки фацет на каркасе показало, что отклонения от расчетного положения находятся в пределах +12'что Д'Ш данной степени концентрации С ~ Ю ока зывается приемлемым.

На рис, ба приведены экспериментальные характеристики концентрации модуля во времэни.

Из рис. о'х видно, что в целом реальное С ~ 8(Ср = 10^ однако в рабочей области на диаметре ФЭУ результаты близки к расчетным. Также видно, что при экваториальной монтировке в принципе возможна дискретная ручная ориентация' модуля за Солнцем с интервалом от 0,5 до I часа.

На базе этого ПЦК были исследовали и характеристики модуля СФЭУ (с солнечной батареей ВНИИТа). Вольт-амперные характеристики такого модуля СФЭУ приведены на рис. бб.

Из рис. 66 следует, что максимальная мощность СБ составляет 0,52 Вт, а с концентратором ~ 1,5 Вт. С учетом нагрева СБ и потерь в ПЦК и оболочке СБ эта величина отличается от расчетной на 30-40 %. Однако применение концентратора позволяет все же увеличить снимаемую мощность в три раза и рассмотренную технологию изготовления ПЦК мяжно считать приемлемой.

Конические концентраторы. Были исследованы вопросы изготовления цельного и составного КК. Можно отметить, что вопросы изготовления КК в гелиотехнике не рассматривались.

Цельные КК изготовлялись методом заливки по технологии Собирова Л. Исследование полученных зеркал показало, что они имеют малую жесткость, большой расход материала (толщина стенок 1,5-2 мм), малую точность (1°-3°) за счет морщин на пленке.

Составной КК изготавливался из трапециадальных плоских фацет. Фацеты собирались на специальном устройстве. Анализ показан, что необходимо достаточно точно выдерживать размеры фацет и матрицы. Испытания показали, что также необходим жесткий каркас, причем для осевого варианта необходимо дос-

таточно точное выставление фацет (вместо С = 20 на оси было получено 5-6).

В целом по главе можно сделать вывод, что дня получения КК необходимо специализированное производство, производство ПЦК может быть освоено при минимальном оснащении.

В четвертой главе рассмотрены вопросы оптимизации технико-экономических характеристик С53У со слабоконцентрирующими системами.

На первом этапе работы была рассмотрена модель технико-экономических характеристику которой дана схема связей между параметрами (рис. 7). Она включает ,два уровня. Первый определяет технические и второй экономические параметры элементов: СБ - солнечная батарея; СНС - концентратор; СС - система слежения , Р - радиатор, Инв. - инвертор, АБ - аккумулятор.

Из модели ©ЗУ для мощности собственно СФЭУ Ы можем записать

Здесь ^р - равномерная часть сконцентрированного потока, *],{•»- к.п.д. СБ, - влияние системы слежения. Величина - доля равномерной части штока определена численно выше. Выражение для ^ц на основе данных литературы можно представить в виде

2 (20) учитывается влияние концентрации С и температуры Ь

СВ.

Значение в первом приближении пропорционально неточ-

ности слежения и равно

Влияние радиатора проявляется черп.ч температуру нагрева СБ -Эта температура определяется из решения уравнения теплового баланса, которое для случая, когда площачи РиСБ равны №.«?ст вид

Особенность (22) в том, что если в тепловых приемниках результирующий поток ( пропорционален Т<р , то здесь в некотором диапазоне температур практически не зависит от тем-"перптуры СБ.

Анализ (22) показывает, что при отводе тепла радиатором за счет естественной конвекции температура нагрева уменьшается на 2 5-35 %, однако она все же высока и при С > 5 превышает 10С°С. В то же время из (20) следует, что существенное влияние температуры на н.п.д. СБ начинается при температурах больше 100°С,

Полученная система-уравнений является полной и включает все основные технические параметры установки и позволяет оценить ллияние каадого из них. Для анализа стоимостных характеристик установки рассмотрена задача связи технических, массо-габаритных и экономических параметров. Массогабаритные характеристики разработанных ?<КС приведены в табл. 2.

Таблица 2

Характеристика Составной КК Составной ПЦК

I, Стегень концентрации, С 20 10

2. Угол раскрытия, lío 30° ' 37°

3. Фокугюе расстояние, í, м - 0,337

4. Плотам зеркала, 5f vr 0,369 0,195

5. Плтцпдь мидея, 5м м*" 0,193 0,1%

б. Масса опоры, VM« кг 2,76 2,76

7. Масса каркаса, кг 3,1 1,2

8 i Масса ееркала, м^. кг 1,7 0,9

9. Масса, у .ион крепления и юсти-

ровки, М-0 кг - -

10.Число фацет, 20 13

Из табл. V. следует, что удельные массы этих МКС составляет 39 кг/м ¿л! КК и 28 кг/м для ГЩ. Эти весовые характеристики сохраняьчя в диапазоне С от I до 20, т.е. стоимость концентратора в этш диапазоне будет постоянна. Рассмотрим весовые и стоимостное характеристики СБ. Очевидно, что т можно считать,гак же как и для радиатора пропорциональными плошали элементов, или

Сб~ Суб х S б (2g)

Сур—Сур* Sp

для масс элементов

М6 = S& • h& • SB (23)

Щ = Sp* h.p • Sp

чьль ».¡ежду техническими и экономическими характеристиками для СВ можно записать в виде

СуБ-Сб/St (£4)

Уь = Ес • S6

Здесь Gtl 1 Су б - стоимости установленной мощности (сум.-куп/ кВт) и единичной площади (сумУм^).

Аначиэ показал СIG94p., I дол = 3700 сум.куп.), что удельны; стоимости элементов составляют: концентратора - Су* = = 240 гнс. с.к., СБ - Суб = 2,045 млн.с.к.

В соответствии с разработанной моделью бнла получена формула для определения стоимости установленной мощности СФЭУ -(с.к./кВт)

п _Ст „ SM'Ccjk"^SB'C^S Sp 'Сцр____

Здесь Ст - стоимость СФЗУ, учитывая, что Sm /Sб :-С и пнражния для '¿б окончательно имеем

Р - СчК + ^ТГ + Счр СВ___(26)

Здесь Кр- Sp/ Sb - характеризует отношение площадей РиОБ. Аналип показывает, что в наше» случае (естественная конвекция)

Кр= 1 ...1,5

Iii (26) дтя случая ОйЗУ бел концентратора имеем рс C'jb_

ltüB-6-iO"A(i-28J ' Е„ .

c„&L Г--!.] fj« I- иг J

На рис. 8а приведена зависимостьCtf ОТ С, Расчеты проводились для исходных данных: Солнце: Е = 800 ВтУм^; концентратор: R^ = 0,7, Суц = 0,45 млн.с.к./(Г; СБ: Сув = 53,6 млн с.кУм2 при в 0,1 и Сае = 31,ь млн.с.к.Ум tl6 = 0,17; Радиатор: • Сур = Сак > = ^ ЬтУм 1 температура

окружающего воздуха - 30°С.

Из рис. fia видно, что экономический оптимальный уровень U составляет около 9 (технический Ср о-7), Можно отметить, что наиболее существенный фактор это стоимость СВ. Анализ показывает, что' на основе данной модели в принципе возможно прогнозирование перспектив использования СФЗУ с концентраторами в будущем. Так, например если ввести параметрCV(CV = Cy/C^lfi отношение стоимости установленной мощности к удельной стоимости СБ), то в (27) имеем отношение £?yg /Сур , Расчеты G'tf при различных Сщ/ Суб приведены На рио. Об. Там же приведено значение 'Q'y для СФ2У без концентратора, которое определяет h'whwo границу эффективности использования в СФЗУ концентратора. Также видно, что в зависимости от Сан/Оуб изменяется и оптимальный-уровень концентрации.

ВЩОДН

1. Развита методика расчета оптико-геометрических параметров малоконцентр^рующих систем (ШС) типа параболоцилиндр, круговой конус, линза Френеля. Получены аналитические зависимости между параметрами таких ®С и степень» концентрации С, Определены коэффициенты эффективности Ш0 ) использования отражающих и преломляющих поверхностей этих ШС. Обнаружено, что линзы Френеля ) имеют К0 близкий к параболоидным концентраторам. ¿ля линейны* составных концентраторов (1ЩК) показано, что влияние формы основы до углов раскрытия 45° не превьяиает I0/Ï. Для конических концентраторов (КК) впервне показано, что существует оптимальный угол раскрытия, при котором достигается максимальная степень концентрации и что точка максимума зависит от коэффициента зеркального отражения.

2. Разработаны алгоритмы расчета энергетических характеристик цельного Ш, М, цельного и составного ИЩ, Исследования покапали, что с точки зрения равномерности сконцентрированного потока излучения наиболее аффективны КК с осевым при-

емнином (практически 10055), далее ПЦК - от 60 до 70$ и ЛФ -от 10 до Причем обнаружено, что для ПЦК и Лф равномерная Доля увеличивается с ростом концентрации.

3. Разработан?.? и изготовлены макетные модули составных 1ЩК и КК. Проведен анализ технологии их изготовления. Показано, что создание КК требует обеспечения высоких точностей при изготовлении. Для ПЦК- предложена технология изготовления, отличающаяся существенной простотой, практически не требующей юстировки фацет. Исследованы энергетические характеристики модулей, показано, что для ПЦК они близки к расчетным и их можно применять в СФЭУ. •

4. Разработан и испытан модуль СФЗУ с ПЦК, получено, что применение концентратора позволяет увеличить снимаемую с СБ цотасчъ в три раза.

5. Разработана технико-экономическая модель СФЭУ с ШС.

На основе этой модели исследовано влияние концентрации С на « стоимость установленной мощности. Показано, что при нынешних ценах на СБ применение ШС эффективно уже при С больпих I. Дня СШУ с МКС при естественном охлаждении радиатора оптимальное значение С составляет около 8-10. Анализ модели также показал, что имеются условия, которые определяют нижнюю границу экономической эффективности применения МКС. Она определяется отно-

ц?нтратора (Сук). В настоящее время эта нижняя граница равна 3. Получено, что и оптимальное С зависит от этого отношения -с уменьшением Су^/Сук уменылается и оптимальное значение С.

Список опубликованных работ по теме диссертации.

. I. Кудрин О.И., Ахмедов X. и др. Исследование конических концентраторов с осевым приемником. Гелиотехника, 1984. № 3, С. 43-45.

2. Ахмедов X., Сабиров 0. Применение-солнечных конических фокон, фоклин) Концентраторов в сельском хозяйстве. Леспубл. научно-практическая конф. "Основные направления и опыт использования солнечной энергии в народном хозяйстве". Карш, 1908г.

3. Захддов P.A., 'Ахмедов X., Кпычев Ш.Й, Методика расчета конических концентраторов солнечной энергии. Гелиотехника,

шендам удельных стоимостей

1990, № 6, С. 64-67.

4. Ахмедов X., Захидов P.A., Кльтчев Iii.И. Оптико-энергети-ческпб характеристики круговых линз Френеля с плоскими поясами. Гелиотехника, 1991. I. С. 43-51.

5. Ахмедов X., Захидов P.A., и др. Исследование оптико-энерготических характеристик кошеных концентраторов, Гелиотехника, 1991, «» 3. О. 29-33.

о. Ахмедов X., Захидов P.A. и др. Оптико-энергетические характеристики составного линейного концентратора. Гелиотехника, 1991, :■;'-> 4. С. 42-45.

Г}. Ахмедов X., Собирав О.Ю. Экспериментальное исследование модетей фотоэлектрических преобразователей с концентраторами. Семинар Научного Совета по проблеме "Физическая электроника", "Физика и химия полупроводников", Навои, 1991. 8-П октября. Тезиса докладов.

Ii. Ахмедов X., Захидов P.A. Разработка концентраторов солнечно:! онергш чвя фотоэлектрических преобразователей. Навои 1991, 8-11 октября. Тезисы докладов.

9. Ахмедов X,Захидов P.A. Исследование конических кощэн-траторов с фотоэлектрическими преобразователями. Тез.докл. научи.№хн. и практ. конф. Нанок, 1993, С. 97.

10. Захидов P.A., Ахмедов X. Характеристики системы концен-тратор-фзтопреобраэояатель. Материалы науч.-теор. и техн. конф. ":ЮШСА0Л-4\ Навои 1995, С. 239-240.

11. Ахмедов X. Производство концентраторов солнечной энергии. Материалы научи, те о ре т. и техн. конф. "ИСТЖЯОЯ-4", Навои, 1935, С.250-20У.

sillily «nd iKtJxpui.ut of ttilar concentrating photovoltaic ¡.l.tiillitloiu

Abstract

Holmamat Akhnedov

Photovoltaic methods et present appear the most prospective biles for the solar heat conversion.

The realisation of thai perspectives requires decreasing the cost of energy produced, Orte of the ways to solve the problem Is the conversloit of concentrated solar heat.' The major aim of this work Is the study ahd development of solar heat concentrators for pHdtavolialc installations.

Numerical investigations of optical- energy characteristics of conic and linear, monolithic arid built-up concentrators were carried out, S teHhique for their tehnlcai calculation was developed

It was sHbrt'tt, that ths titilfdrraity coefficient is equal to about 20% for theFrenel lens, 60-70 % fot a linèar built-up one and Up to 100% for a cone with the axial conic receiver,

A technique for ptodiietiort of such modular concentrators was reviewed as well as Some recommendations for their manufacturing were made. An enlarged model ofietHnical and economic characteristics of solar photovoltaic Installations (St'Vt) with coticentratiors ahd photocells free cooling was elaborated. It Was shovvn, that al fcohcehtration of 9-10, the cost of an Installed capacity is • the lowest ahd 2-2.5 time less that of a SPVI without a concentrator.

Фотоэлектрик чурилмалар учу» нур йиргичларни тадцичот нилиш ва ищлаб чшдаш

АХМЕДОВ ХОЛМАМАГ Ишнинг нискача мазмуни

Козирги вацтда фотоэлектрик уеул асосида куёш нурини злектр энергиясига айлантириш асосий йуналиюлардан бири хи-собланади.

Бу ишни бакаришнинг йулларидан бири нур йнггичлардан фойдаланишдир. Ишнинг мацсади фотоэлектрик курчлмалар учун нур йиргичларни тадцицот нилиш ва ишлаб чикншдир. Конусли ва чизичли, иирма ва бутун нур йиргичларни оптика-энергетик характеристиками урганиш асосида ^исоблаб текшириш, уларни мухандислик хисоблаш усуллари яратилди. Издании натикаларига кура текис тачсимланиш коэффициента Френель линзаси учун тГ20%, йипла чиешушси зса 60 дан 70% гача, конус Учидаги конуссимон лриёмникда 100%.

Иундай нур йиргичларни тайёрлат усули куриб чичилди ва ишлаб чичаришга тавсия чиликди. Кур й^гичли куёш фотозлектрик курилмаларнинг (ЦФЭЦ) умумий техника-ичтисодий модули ишлаб чичилди.

'Ютоэлементни табиий совутиш натикасида концентрация 9-10 булганда урнатклган кувватнинг нархи энг нам чийматга эраиади ва у Ь^Щ нур йлргичсиз булгандагидан 2-2.5 марта КИЧИК.