автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Методика определения энергетической эффективности электроприводов гелиоустановок с концентрацией потока лучистой энергии

На правах рукописи

Пшеннов Виктор Борисович

Методика определения энергетической эффективности электроприводов гелиоустановок с концентрацией потока лучистой энергии.

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2009

003464364

Работа выполнена в Московском Государственном Техническом

Университете «МАМИ».

Научный руководитель: доктор техНических наук,

профессор МГТУ «МАМИ» Овсянников Евгений Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Долбилин Евгений Валентинович кандидат технических наук Балясников Евгений Сергеевич

Ведущее предприятие: ОАО «КАСКАД-ОПТЭЛ»

Защита состоится «02» апреля 2009 года в 16 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д.212.140.01 при Московском Государственном Техническом Университете «МАМИ».по адресу: 107023 г.Москва, ул Б.Семеновская д.38, аудитория Б-304.

Отзыв на автореферат (в двух экземплярах, заверенных печатью) просим направлять по адресу 107023 г.Москва, ул Б.Семеновская д.38 Ученый совет МГТУ «МАМИ».

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ «МАМИ». С авторефератом можно ознакомиться на сайте МГТУ «МАМИ» -www.mami.ru

Автореферат разослан «2?» сре е>рО>л$ 2009 г.

7

Ученый секретарь у.?/' „,

диссертационного совета ¡^ ^Цл^^ Ю.С.ЩЕТИНИН

Актуальность темы. Известно, что каждый год в мире потребляется столько нефти, сколько ее образуется в реальных условиях за 2 млн. лет. То есть необходимо учитывать, что традиционная для нас нефть закончится, по разным оценкам, через 40 - 50 лет, газ и каменный уголь несколько позже, и тогда возникнет острая необходимость в поиске новых возобновляемых источников энергии. Среди всех возобновляемых источников энергии солнечная наиболее перспективна по масштабам своей распространенности. В конечном счете, можно сказать, что вся промышленность использует энергию Солнца. Ведь нефть, уголь и даже ветер — это тоже продукты деятельности Солнца. Но, в отличие от них, солнечная энергия практически неистощима. Также необходимо учитывать вред наносимый экологии традиционной энергетикой. В настоящее время вопросам использования возобновляемых источников энергии уделяется серьезное внимание в первую очередь странами Евросоюза, Японией и США.

На сегодняшний день человечество научилось преобразовывать солнечную энергию в тепловую и электрическую. В данной диссертации внимание уделено преобразованию её в электрическую энергию посредством фотоэлектрических преобразователей с концентраторами лучистого потока энергии.

Недостатком фотоэлектрического преобразователя является высокая стоимость и низкий КПД, прядка 15-20%. Для увеличения КПД гелиоустановок и снижения их стоимости применяются концентраторы лучистого потока энергии, которые направляют поток с большой площади на небольшой гелиоэле-мент, что позволяет снизить общую стоимость гелиоустановки за счет уменьшения площади гелиоэлемента, а для некоторых типов гелиоэлементов увеличить КПД преобразования. Но гелиоустановке с концентрацией необходима система наведения на постоянно перемещающееся Солнце. Данная система потребляет часть мощности вырабатываемой гелиоустановкой. Уменьшение этого потребления может обеспечиваться за счет применения пошагового слежения за перемещением Солнца. Причем снижение энергопотребления в электроприводе, происходящие при увеличение шага слежения за Солнцем, что ведет к

увеличению площади гелиоэлемента и общей цены гелиоустановки. Т.е. существует необходимость в поиске некоего баланса этих параметров.

Объект исследования: Электроприводы энергетических гелиоустановок с концентрацией потока лучистой энергии.

Цель работы: Целью работы является повышение энергетической и экономической эффективности энергетических гелиоустановок с концентрацией потока лучистой энергии путём модернизации их электроприводов с обеспечением оптимальных по энергосбережению режимов работы.

Задачи исследования:

- создание методики расчета концентратора энергетических гелиоустановок;

- создание методики расчета энергетической и экономической эффективности следящего электропривода энергетических гелиоустановок с концентрацией потока лучистой энергии;

- обеспечение режима пошагового слежения за Солнцем энергетической гелиоустановкой с концентрацией лучистого потока энергии;

- математическое моделирование модернизированного электропривода энергетической гелиоустановки с концентрацией потока лучистой энергии работающего в режиме пошагового слежения за Солнцем;

-техническая реализации модернизированного электропривода энергетической гелиоустановки с концентрацией потока лучистой энергии работающего в режиме пошагового слежения за Солнцем.

Методы исследования: Поставленные в работе цели решаются с применением аппарата математического анализа и моделирования, теоретических основ электропривода, теории электрических машин, теоретических основ электротехники. Исследования проводились с применением программ MathCAD, MATLAB & Simulink и языка программирования С++. Основные теоретические результаты работы подтверждены экспериментальными исследованиями, выполняемыми на макете модернизированного электропривода энергетической гелиоустановки по специально разработанной методике.

Научная новнзиа диссертационной работы заключается в теоретических и практических исследованиях, сущность которых заключается в следующем:

- предложена методика анализа сокращения энергетических потерь в электроприводе и увеличения площади поверхности фотоприемника, вызванных пошаговым режимом автосопровождения Солнца энергетической гелиоустановкой с концентрацией потока лучистой энергии;

- предложен способ расчета оптимальной величины шага слежения энергетической гелиоустановкой за Солнцем, за счет нахождения ценового компромисса между экономией энергии и удорожанием фотоприемника;

- на языке программирования С++ создана программа для нахождения оптимальной величины шага слежения за Солнцем энергетической гелиоустановкой с концентрацией потока лучистой энергии;

- разработана математическая модель модернизированного электропривода гелиоустановки с концентрацией потока лучистой энергии работающего в режиме пошаговой слежения за Солнцем.

На защиту выносятся:

- аналитические зависимости для анализа энергетических потерь в электроприводе энергетической гелиоустановки с концентрацией лучистого потока энергии и дополнительных потерь в фотоприемнике вследствие перехода к пошаговому режиму автосопровождения Солнца;

- способ оценки оптимальной величины шага слежения энергетической гелиоустановкой с концентрацией лучистого потока энергии за Солнцем, за счет нахождения ценового компромисса между экономией энергии и удорожанием фотоприемника;

- программа для нахождения оптимальной величины шага слежения за Солнцем энергетической гелиоустановкой с концентрацией лучистого потока энергии;

-математическая модель модернизированного электропривода энергетической гелиоустановки с концентрацией потока лучистой энергии работающего в режиме пошагового слежения за Солнцем;

-принципиальная электрическая схема электропривода энергетической гелиоустановки с концентрацией потока лучистой энергии работающего в режиме пошагового слежения за Солнцем.

Достоверность полученных результатов определяется корректностью постановки задач, обоснованностью принятых допущений, адекватностью используемого математического аппарата и полученных моделей исследуемым процессам, подтверждается хорошей сходимостью результатов математического моделирования с экспериментальными данными, полученными на физической модели макета гелиоустановки. Обоснованность основных выводов и рекомендаций подтверждена промышленными испытаниями и внедрением в практику предложенных технических решений.

Практическая ценность результатов работы:

-разработан способ определения оптимальной величины шага слежения энергетической гелиоустановкой с концентрацией лучистого потока энергии за Солнцем, за счет нахождения ценового компромисса между экономией энергии и удорожанием фотоприемника;

-разработана принципиальная схема модернизированного электропривода энергетической гелиоустановки с концентрацией потока лучистой энергии работающего в режиме пошагового слежения за Солнцем, позволяющая гарантировать надежную работу электропривода при разных значениях шага слежения гелиоустановкой за Солнцем.

Реализация результатов работы. Основные результаты работы использованы при создании на ОАО «КАСКАД-ОПТЭЛ» экспериментального макета гелиоустановки и солнечной энергоустановки СЭУ-2500 мощностью 2,5 кВт, о чём выдан акт о внедрении.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Международном научном симпозиуме посвященном 140-летию МГТУ «МАМИ» (г. Москва, 2005г.). 2-ой всероссийской научно-технической конференции с международным участием в ТГУ (г. Тольятти, 2007г.). 6-ой всероссийской научной

молодежной школе «Возобнавляемые источники энергии» в МГУ (г. Москва, 2008г.).

В полном объеме диссертационная работа докладывалась на заседании кафедры Электротехники и компьютеризированных электромеханических систем Московского Государственного Технического Университета «МАМИ».

Публикации. Результаты диссертации опубликованы в 8 работах, список которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из оглавления, введения, четырех глав с иллюстрациями, заключения, списка литературы из 80 наименований и приложений с текстом программы, таблицами и актом о внедрении результатов диссертации на предприятии. Общий объем работы 169 страниц, в работе содержится 76 рисунков.

Содержание работы

Во введении показана актуальность темы и определена цель работы. Приведен обзор существующих работ по гелиоэнергетике.

В первой главе диссертации проводится анализ литературы, описывается устройство и применение гелиоустановок, показывается актуальность проблем использования солнечной энергии. Сделан обзор гелиоустановок, производящих электроэнергию.

Для повышения КПД гелиоустановок применяются концентраторы лучистого потока энергии, применение которых влечет необходимость установки следящего электропривода для наведения гелиоустановки на постоянно перемещающееся Солнце.

Анализу энергетической эффективности следящих электроприводов гелиоустановок посвящены работы Сорокина Г.А., Овсянникова Е.М., Ильинского Н.Ф., Терехова В.М., Чериан Импена, Турдзеладзе Д.А. и др. В том числе в работах Сорокина Г.А., Овсянникова Е.М. и Терехова В.М. рассматривается пошаговый режим слежения гелиоустановкой за Солнцем и выводится аналитическая зависимость экономии электроэнергии в результате перехода от непрерывного к пошаговому режиму слежения. Обзор литературы показал, что в

существующих работах не рассматривается вопрос комплексной экономичности в системах с концентрацией лучистого потока энергии.

Для наведения гелиоустановок на Солнце применяются электроприводы использующие экваториальную или азимутально-зенитальную системы координат, причем электропривод может применяться как одно- так и двухкоординат-ный.

Экваториальная система координат применяется для гелиоустановок без концентрации либо с малым коэффициентом концентрации. Это вызвано малой скоростью изменения угла склонения, что позволяет производить слежение по нему вручную несколько раз в год.

В гелиоустановках с высокой степенью концентрации требующих высокой точности наведения на Солнце электропривод устанавливается для слежения по обеим координатам. В подобных гелиоустановках экваториальную систему координат используют реже, чем азимутально-зенитальную, т.к. последняя имеет более функциональную конструкцию.

Существуют также двухкоординатные опорно-поворотные устройства с взаимосвязанным электроприводом, где электропривода совместно отвечают за слежение по обеим координатам.

Наиболее целесообразно применять электропривод постоянного тока, т.к. шаговый электропривод и электропривод на основе бесконтактного двигателя постоянного тока слишком сложны и главное дороги, а двигатели переменного тока нецелесообразно применять, т.к. гелиоустановки вырабатывают постоянный ток.

Во второй главе рассматривается влияние величины шага слежения гелиоустановкой за Солнцем на конструкцию концентратора и энергетические потери в электроприводе. За основу в работе взята гелиоустановка автономного электропитания индивидуального жилого здания мощностью 3 кВт, при площади 32 м2. В следящем электроприводе подобной гелиоустановки используется электродвигатель СЛ-321 с номинальной мощностью - 38 Вт.

Одним из важнейших параметров электропривода гелиоустановки от которого зависит шаг слежения за Солнцем является максимально допустимая погрешность в ее ориентации, для определения которой необходимо произвести расчет геометрических параметров концентратора.

В качестве концентратора для подобной гелиоустановки следует выбрать поверхность близкую к параболоиду, но т.к. коэффициент концентрации идеального

параболоида 80.572, не допустим для обычных кремниевых фотоэлементов, а применение специальных фотоэлементов

рассчитанных на подобные концентрации, на сегодняшний день слишком дорого. Поэтому предлагается применять концентратор с коэффициентом концентрации К < 6. Подобный концентратор можно получить, разбив параболоид на плоские зеркала, принимающие равное количество лучей, в нашем случае таких зеркал будет 12, что позволит получить коэффициент концентрации К близкий к 6.

Поделив половину параболы на 6 частей, покрывающих равные по координате х площади, мы получим поверхности концентратора, выражаемую следующей формулой:

0.048д: 0<х <0.083

0.144л:- 0.008 0.083 < л: <0.167

0.24л:- 0.024 0.167 < х <0.25

0.337*- -0.048 0.25 <х< 0.333

0.433л:- -0.08 «У 0.333 <х< 0.417

0.529л: -0.12 0.417 < л: <0.5

На рисунке 1 представлен внешний вид подобного параболоидно-цилиндрического концентратора.

По формулам 2 и 3, можно найти угол а между осью симметрии концентратора и падающим на нее отраженным лучом и высоту ъ точки их пересечения,

Рис. ]. Параболоидно-цилиндрический концентратор, состоящий из плоских зеркал

для каждого луча. При этом расчете требуется учитывать угловой размер Солнца ф = 0°32' и максимально допустимую погрешность в ориентации гелиоустановки у.

ах 2

г{х) = - а(х) + ^ + у) * х + у(х) [3] Средние значения а»31°и2 = 0.411.

Среднее значение ъ следует принять за фокусное расстояние подобного концентратора, а на основании известного среднего значения а повернуть фотоэлемент на угол 60°, как это уже делалось для идеального параболоида.

Рис. 2. Схематическое изображение отражения солнечного излучения от поверхности концентратора состоящего из плоских зеркал и его геометрии, при максимально допустимой погрешности в ориентации гелиоустановки у = 1° Исходя из этих условий мы можем задать формулу для поверхности фото элемента:

У(Х) = Ит&Х + 0.411 [4] 6

и формулы для каждого луча (в зависимости от координаты х точки его па дения на концентратор):

yf(X) = - tan(— - a(x))X + z(x) [5]

Прировняв формулы 4 и 5 можно получить координаты X точек пересечения лучей и фотоэлемента:

z(s) - 0.411

tan(j-a(x)) + tan(j)

[б]

1

0,9

о 0,8

0

я 0,7

X

ш п с 5 0,6 а>

1 0,5 ё

■& 0,4 а.

§ 0,3

Oí

та

о- 0,2 0,1 0

/

/

/

/

/

/ /

0,5

1 1,5

дат, град

2,6

Из полученных формул следует, что размеры фотоэлемента зависят от выбора максимально допустимой погрешности в ориентации гелиоустановки. На рисунке 2 показан пример рассчитанного подобным образом концентратора.

Исходя из

вышеизложенного, можно получить

зависимость размера

фотоэлемента от максимально допустимой погрешности в ориентации гелиоустановки, представленную на рисунке 3.

По графику, изображенному на рисунке 3, можно сделать вывод, что максимально допустимая погрешность в ориентации гелиоустановки не должна превышать 2°, т.к. в этом случае требуемые размеры фотоэлемента приблизятся к размерам системы без концентрации потока и все преимущества концентрирующей системы сведутся на нет.

Рис. 3. График зависимости размеров половины фотоэлемента (относительные единицы) от максимально допустимой погрешности в ориентации гелиоустановки у (градусы)

Для выбора значения шага слежения гелиоустановкой за Солнцем, необходимо руководствоваться компромиссом между уменьшением размеров фотоэлемента, что требует уменьшения шага слежения, равного максимально допустимой погрешности в ориентации гелиоустановки, и вызванными этим энергетическими потерями в электроприводе.

Экономию энергии в электроприводе в результате перехода от непрерывного режима к пошаговому режиму автосопровождения Солнца целесообразно оценить через коэффициент эффективности, представляющий отношение потерь в приводе при непрерывном слежении к потерям при шаговом слежении:

К &Ра,-*с Г|, эфф дж -ы С ]

ш 11 ш

где ДРсд - общие потери мощности в двигателе и силовой электрической части при непрерывном слежении, Вт; - потери энергии в двигателе при отработке одного шага, Дж; ^ время непрерывного слежения, с; И,,, - число шагов за время слежения.

Считаем, что двигатель и механическая часть при переходе от непрерывного к шаговому режиму не изменились. Это возможно благодаря тому, что непрерывное слежение осуществляется при скорости двигателя, значительно меньше номинальной. Более высокие скорости резервируются для режимов «переброса», когда установка после захода Солнца совершает поворот с запада на восток, и для режимов «захвата цели». Потери в приводе представим как сумму постоянных и переменных потерь в двигателе, а также потерь в силовом регуляторе напряжения:

АРа =дрст +АРмех +АРдоб + ДРЯ + АРЯ +АРЩ +ДРСТ [8]

где АРСТ и ДРмех - потери в стали и механические потери в двигателе при скорости, соответствующей скорости непрерывного слежения, Вт; ДРд0б и АРВ - добавочные потери и потери в обмотке возбуждения, Вт; АРЯ - потери мощности в обмотке якоря, Вт; АРЩ - потери мощности на щеточ-

ных контактах в двигателе, Вт; ДРср - потери мощности в силовом регуляторе напряжения, Вт.

Данную зависимость после ряда преобразований можно представить в виде:

К [9]

* вш

где / - полином от £к-,

I <Ош) тш

= V - • ^]'Э [10]

\(0Ш) уа>ш) \ )

Б - параметр, не зависящий от скорости вращения вала двигателя,

£ = ДРД0Б + ДРв+ 12сЯяц + 2ищ1с + {1Н + 1С,)1С2ЯЯ + (ис ~ ин)1С2 [11]

В - параметр, отражающий потери энергии в переходном процессе:

В = К +ТиЬР^т [12]

К - коэффициент:

к = тм-1с)1-Кя +<Лэ-1с)< +и™ +21сЯя)-Кот(ЛРСГиол1+&Риат,)У

+ д7>,(*0-1,5Г,).[13]

где: вш - величина шага слежения, рад; о>с - угловая скорость вращения исполнительного вала в процессе непрерывного слежения, рад/с; сош - угловая скорость вращения исполнительного вала в процессе пошагового слежения, рад/с; со„ - номинальная угловая скорость вращения двигателя, рад/с; 1Н - номинальный ток двигателя, А; 1с - статический ток якоря двигателя, А; 1кз - ток короткого замыкания, А; Ля - сопротивление якоря, Ом; ищ - падение напряжения на щеточном контакте, В; ди™ - падение напряжения на силовом ключе в открытом состоянии, В; ис - напряжение сети, В; 1Гц - номинальное напряжение двигателя, В; Ф - магнитный поток в двигателе, Вб; ДР)С1 - потери мощности в течение шага в установившемся режиме, Вт; ДРмех.ном -механические потери мощности, Вт; ЛРст.ном - потери в стали, Вт; АРдоб -добавочные потери мощности, Вт; ДРВ-потери мощности в цепи возбужде-

ния, Вт; Тм - постоянная времени механической системы, с; Тв - постоянная времени обмотки возбуждения, с; Кот - коэффициент отклонения установившейся скорости вала двигателя от номинальной; ^ - время опережения включения обмотки возбуждения перед подачей напряжения на якорь двигателя, с.

На рисунке 4 представлена зависимость Кэфф от вш> построенная по формуле 9 для двигателя

СЛ-321. По графику, изображенному на рисунке 4, видно, что в рассматриваемом варианте коэффициент эффективности высокий, и остается высоким даже при достаточно малых величинах шага.

Также в этой главе рассматривается потребностей концентрирующей системы в отводе излишков тепла от фотоприемника, что осуществляется за счет жидкостного охлаждения. При чем установлено, что для систем с коэффициентом концентрации более 2,5, охлаждение должно быть принудительным. Но при этом не следует забывать, что полученную при этом тепловую энергию можно использовать для питания систем отопления и горячего водоснабжения, которые необходимы для любого жилого здания, даже, находящегося в южном регионе. В случае использования в качестве охлаждающей жидкости, жидкостей на основе растворов органических люминофоров в жидких растворителях, происходит смещение длины волны коротковолнового ультрафиолетового излучения Солнца в спектр более длинноволнового, которое может преобразовы-

0 0,5 1 1,5 2 2,5

шаг, град

Рис. 4. График зависимости КЭфф от вш (градусы)

ваться фотоэлементом в электроэнергию. Т.е. за счет «охлаждающей» жидкости можно увеличить КПД преобразования солнечной энергии.

В третьей главе рассматривается возможность нахождения компромисса между уменьшением площади фотоэлемента гелиоустановки и энергетическими потерями вызванными увеличением точности слежения гелиоустановкой за Солнцем.

Для сравнения с энергетическими потерями следует перевести в дополнительную площадь фотоэлемента в ее цену по формуле:

Д£ = 2&:(1(бд,)-1(0)) [14]

Б - площадь покрываемая гелиоустановкой; с - стоимость 1 м2 фотоэлемента; Ь(вш) - ширина фотоэлемента в зависимости от величины шага слежения.

Стоимость электроэнергии сэкономленной за период эксплуатации гелиоустановки можно представить в следующем виде:

АР = М7(Р - Рт])(\ -1 / Кэфф (вш)) [15]

N - срок службы гелиоустановки, в часах; С - стоимость 1 Вт-часа электроэнергии; Р - мощность потребляемая электродвигателем; г] - КПД электродвигателя; КЭфф(#ш) - коэффициент эффективности в зависимости от величины шага слежения.

Чтобы определить итоговую экономическую эффективность гелиоустановки, необходимо сравнить стоимость электроэнергии сэкономленной за период эксплуатации гелиоустановки (АР) и стоимость дополнительной площади фотоэлемента (ДУ):

Ш = [16]

На рисунке 5 представлен график зависимостей построенных по формулам 14, 15 и 16 для выбранной ранее в качестве примера гелиоустановки. По данному графику видно, что максимальная экономическая эффективность (экономия в 8500 рублей) приведенной гелиоустановки достигается при величине шага слежения за Солнцем 0,22°. А при величинах шага более 1°, экономический эффект уходит в минус.

Выбрав в качестве концентратора параболоид вращения можно получить еще большую экономию площади фотоэлемента, т.к. концентрация будет производиться не в одном, а в двух измерениях. Но при этом появляется необходимость в установке двухкоординатного электропривода

слежения за угловым положением Солнца. В данном случае максимальная экономическая эффективность в размере 22220 рублей достигается при величине шага слежения за Солнцем 0,9°. Причем слежение необходимо производить по обоим углам с одинаковой точностью, т.к. в противном случае потребуется создавать фотоэлемент сложной геометрической формы: с переменной толщиной.

Для проведения расчетов автором на языке программирования С++ была написана программы расчета экономической эффективности гелиоустановки с концентратором в зависимости от шага слежения за Солнцем. Данная программа производит расчет в соответствии со всеми приведенными выше зависимостями, а по табличным данным, полученным в результате её выполнеия, были построены все представленные ранее графики.

В четвертой главе рассматривается вопросы математического моделирования и практической реализации модернизированного электропривода энергетической гелиоустановки с концентрацией потока лучистой энергии работающего в режиме пошагового слежения за Солнцем.

100000 80000

60000 40000

20000

шаг, град

-Затраты на лишнюю плоирдь фотоэлемента

—Сэкономленная дигателем электроэнергия -т4— Общая экономия

Рис. 5. График зависимости экономического эффекта от перехода к пошаговому режиму от вш (градусы)

ЛЯ п

I—I

ЯЛ

Солгам 1

«Мяв* &КЛМ

Рис. 6. Функциональная схема математической модели модернизированного

На рисунке 6 представлена функциональная схема математической модели модернизированного электропривода гелиоустановки, позволяющая судить о потребляемой данным электроприводом мощности в зависимости от напряжения питания и нагрузки на валу электродвигателя. Данная модель построена в программе МАТЪАВ & Бшнйтк и включает в себя: двигатель постоянного тока с независимым возбуждением, источник постоянного тока для питания обмотки возбуждения (чем моделировалось возбуждение от постоянных магнитов), управляемый источник питания цепи якоря электродвигателя и генератор импульсов для управления им, генератор импульсов момента нагрузки создаваемого механической частью электропривода гелиоустановки и измерительные устройства. Период включения привода составлял 20 с, а длительностью импульса 2 с, что соответствует режиму пошагового слежения с шагом 0,22°.

Чтобы говорить о преимуществах шагового режима слежения необходимо сравнить его с непрерывным, для чего была создана математическая модель с постоянными моментом нагрузки на валу двигателя и напряжением питания якоря.

электропривода в режиме пошагового слежения

Датчик

Рис. 7. Принципиальная электрическая схема следящего электропривода гелиоустановки

непрерывного, так и пошагового. Для определения

Для сравнения двух режимов слежения следует применить коэффициент эффективности, аналогичный рассчитанному ранее аналитическим методом. Подобный коэффициент можно получить по представленной формуле.

1=лТ

К оиол

[17]

о

В рассматриваемом случае он будет равен 6, что всего на 3% отличается от расчетного значения.

На рисунке 7 показана принципиальная электрическая схема следящего электропривода гелиоустановки. Данная схема предусматривает возможность как ручного, так и автоматического слежения, при чем как отклонения угла падения

потока лучистой энергии на концентратор от нормали применен фотоэлектрический датчик, собранный на основе двух параллельно включенных разнонаправленных фотодиодов,

С датчика напряжение подается на дифференциальный усилитель и инвертор. Резистор на входе дифференциального усилителя служит для регулирования чувствительности привода, от которой зависит шаг слежения. Инвертор управляет 2 транзисторами, которые в свою очередь управляют 2 триггерами Шмита, управляющими 4 силовыми транзисторами, которые непосредственно задают полярность питания электродвигателя. Выходной сигнал триггера Шмитта также подается на транзистор шунтирующий сопротивление И2, что позволяет увеличить чувствительность привода на время работы электродвигателя и обеспечить возвращение угла падения потока лучистой энергии на концентратор к нормали.

На рисунке 8 представлена фотография макета экспериментальной гелиоустановки, созданного на базе ОАО «КАСКАД-ОПТЭЛ» с участием автора. Данный макет имеет двухкоорди-натную систему наведения с взаимосвязанным электроприводом. На выходных валах двух двигатель-редукторов намотаны тросы, соединённые с концентратором лучистого потока энергии. При линейном перемещении тросов концен- Рис. 8. Макет гелиоустановки с

тратор совершает угловые

взаимосвязанным электроприводом

движения относительно конца пружины по одной координате и, относительно кронпггейна по второй координате. Значение угла падения лучистого потока на концентратор получается от датчика рассогласования жестко связанного с концентратором. В нижней части датчика находятся фотоэлементы в зависимости от разности в освещённости которых датчик выдает сигнал о значении угла падения потока лучистой энергии на него.

Для проверки вышеприведенного расчета экономии энергии в электроприводе в результате перехода от непрерывного режима к пошаговому был осуществлен эксперимент с макетом гелиоустановки. Для чего производилось слежение макетом за перемещением Солнца сначала в непрерывном режиме, а потом в пошаговом с шагом слежения 0,22°.

В ходе эксперимента производился замер потребляемых макетом гелиоустановки напряжения и тока, а также угла наведения макета гелиоустановки на Солнце. Напряжение питания электропривода составляло 27,5 В в пошаговом режиме и 8,3 В в непрерывном, а ток якоря был равен 0,24 А в обоих случаях.

По известным значениям тока и напряжения, потребляемыми макетом гелиоустановки, была рассчитана потребляемая ею мощность, график зависимости которой от времени представлен на рисунке 9. Проинтегрировав потребляемую мощность по времени для обоих вариантов слежения можно получить значения

энергии потребленной

макетом гелиоустановки за время слежения. Получить экспериментальный коэффициент эффективности можно поделив значение энергии потребленной ма-

—и—

0 10 20 30 40 50 60

I, с

Рис. 9. Зависимость потребляемой экспериментальным макетом гелиоустановки мощности от времени для двух вариантов слежения за Солнцем

кетом гелиоустановки за время одного или нескольких целых шагов при непрерывном слежении за Солнцем на соответствующее значение при пошаговом слежении.

Экспериментальный коэффициент эффективности будет равен 5,9. Т.е. сходимость с коэффициентом эффективности полученным в математической модели составляет 1,7%, а сходимость с коэффициентом эффективности полученным путем аналитического расчета составляет 5%.

В данной диссертации разработана теоретическая база для проектирования электроприводов энергетических ГУ с концентрацией потока лучистой энергии, направленная на улучшение энергетических и экономических показателей.

Основные результаты и выводы

1. Установлены требуемые характеристики гелиоустановки применяемой для автономного электропитания жилища, находящегося в районе отдаленном от линий электропередач и имеющем трудности в снабжении топливом. Её мощность составитЗ кВт, площадь 32 м2. Также в состав гелиоустановки должна входить аккумуляторная батарея емкостью 1000 А/ч.

2. Предложен аналитический метод расчета параметров концентратора энергетической гелиоустановки в зависимости от погрешности в её ориентации на Солнце, при условии недопущения потерь части лучистого потока энергии. Также определено, что погрешность в ориентации подобной гелиоустановки не должна превышать 2°.

3. Получена аналитическая зависимость для определения экономии энергии в электроприводах энергетических гелиоустановок с концентрацией потока лучистой энергии при переходе от непрерывного режима слежения за Солнцем к пошаговому, в зависимости от величины шага. Данная зависимость показывает, что с увеличением шага слежения экономия энергии растёт и достигает 3-8 раз по сравнению с непрерывным слежением при величине шага от 0,1° до 0,3°.

4. Разработана методика и создана программа расчета оптимальной величины шага слежения энергетической гелиоустановкой с концентрацией потока лучистой энергии за Солнцем по критерию максимальной экономической эффек-

тивности, т.е. разности между экономией энергии в электроприводе за весь срок эксплуатации гелиоустановки и удорожанием фотоэлемента за счет увеличения его площади, при разных величинах шага слежения.

5. По результатам расчета определено, что для обеспечения максимума экономической эффективности гелиоустановки мощностью 3 кВт величина шага слежения должна быть порядка 0,22° для систем с концентратором в виде вытянутого аппроксимированного параболоида и порядка 0,1° систем с концентратором в виде аппроксимированного параболоида вращения, но эта величина может и варьироваться в зависимости от параметров конкретной гелиоустановки.

6. Модернизирована принципиальная электрическая схема блока управления энергетической гелиоустановкой с концентрацией потока лучистой энергии.

7. Создана математическая модель модернизированного электропривода энергетической гелиоустановки с концентрацией потока лучистой энергии, позволяющая судить об экономии электроэнергии при переходе от непрерывного слежения за положением Солнца к пошаговому. Данная модель подтверждает правильность предыдущих расчетов.

8. Создан макет электропривода энергетической гелиоустановки с концентрацией потока лучистой энергии. Экспериментальные исследования на котором подтвердили возможность практической реализации предложенного способа нахождения оптимального шага слежения энергетической гелиоустановкой с концентрацией потока лучистой энергии за Солнцем.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Овсянников Е.М., Пшеннов В.Б., Аббасов Э.М. Перспективы развития ге-лиотранспорта. // Альтернативная энергетика и экология, № 6. - Саров: НТЦ ТАТА 2007 г. - С. 127-129.

2. Овсянников Е.М., Пшеннов В.Б., Аббасов Э.М. Экономический эффект от перехода к пошаговому режиму слежения гелиоустановки за Солнцем. // Промышленная энергетика, № 9. - М.: НТФ "Энергопресс", 2007 г. - С.51-53.

3. Овсянников Е.М., Пшеннов В,Б., Аббасов Э.М. Расчет гелиоустановки с концентрацией лучистого потока энергии. // Промышленная энергетика, №8. -М.: НТФ "Энергопресс", 2008 г. - С.46-48.

4. Пшеннов В.Б., Аббасов Э.М. Использование солнечной энергии на транспорте. // Известия МГТУ "МАМИ", №2(6) 2008. - М. МГТУ "МАМИ" 2008 г. -С.7-8.

5. Овсянников Е.М., Пшеннов В.Б. Повышение основных технико-экономических показателей электроприводов гелиоустановок. // Материалы 49-ой международной научно-технической конференции ААИ "Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных кадров". Часть 3. Международного научного симпозиума посвященного 140-летию МГТУ "МАМИ". -М. МГТУ "МАМИ" 2005 г. - С.57-58.

6. Пшеннов В.Б. Перспективы развития энергетических гелиоустановок. // Автономная энергетика, № 22. - М.: НПП "Квант", 2006, С.13-18.

7. Овсянников Е.М., Пшеннов В.Б. Расчет параболо-цилиндрического концентратора энергетической гелиоустановки. // Автономная энергетика, № 22. -М. НПП "Квант" 2006 г. - С.23-30.

8. Овсянников Е.М., Пшеннов В.Б., Аббасов Э.М. Перспективы развития ге-лиотранспорта. // Труды 2-ой Всероссийской научно-технической конференции с международным участием в Тольяттинском Государственном Университете. Часть 2 - Тольятти ТГУ 2007 г. - С.88-91.

Пшеннов Виктор Борисович

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

«Электроприводы энергетических гелиоустановок с концентрацией потока лучистой энергии»

Подписано в печать /2.&Е.2009 Заказ О/б 0$ Объем 1,0 п.л. Тираж 100

Бумага типографская Формат 60x90/16

МГТУ «МАМИ», 107023, Москва, Б. Семеновская ул., дом. 38

i;

I

Оглавление:.

Введение.

1. Современная гелиоэнергетика и перспективы её развития в будущем.

1.1. Перспективы развития гелиоэнергетики.

1.2. Обзор современных гелиоустановок.

1.3. Полупроводниковые преобразователи солнечной энергии в электрическую.

1.4. Системы координат характеризующие видимое движение Солнца.

1.5. Конструкция механической части следящих электроприводов гелиоустановок.

1.6. Типы следящих электроприводов гелиоустановок.

Выводы.

2. Расчет основных систем гелиоустановки.

2.1. Основные характеристики гелиоустановки автономного электропитания индивидуального жилого здания.

2.2. Расчет концентратора.

2.3. Законы движения исполнительных валов механизма слежения.

2.4. Методика определения экономии электроэнергии в электроприводе при переходе от непрерывного режима слежения к пошаговому.

2.5. Расчет системы охлаждения фотоэлементов.

Выводы.

3. Определение экономической эффективности системы электропривода энергетической гелиоустановки в зависимости от шага слежения за Солнцем.

3.1. Определение экономической эффективности электропривода энергетической гелиоустановки с концентратором и экваториальной системой наведения от шага слежения за Солнцем.

3.2. Определение экономической эффективности электропривода энергетической гелиоустановки с концентратором и двухкоординатной системой наведения в зависимости от шага слежения за Солнцем.

3.3. Программа расчёта оптимального шага слежения за Солнцем электроприводом энергетической гелиоустановки с концентрацией потока лучистой энергии.

Выводы.

4. Математическое и экспериментальное моделирование модернизированного электропривода гелиоустановки.

4.1. Структура гелиоустановки.

4.2. Математическая модель модернизированного электропривода гелиоустановки.

4.3. Блок управления гелиоустановкой с модернизированным электроприводом.

4.4. Создание экспериментальной гелиоустановки с двухкоординатной системой наведения с взаимосвязанным электроприводом.

4.5. Постановка эксперимента с макетом гелиоустановки.

4.6. Сходимость экспериментальных и расчетных данных.

Выводы.

Известно, что каждый год в мире потребляется столько нефти, сколько ее образуется в реальных условиях за 2 млн. лет [1]. И по разным оценкам запасы традиционная для нас нефти закончатся через 40-50 лет, газа и каменного уголя несколько позже. И тогда возникнет острая необходимость в поиске новых возобновляемых источников энергии.

Возобновляемые источники энергии —это источники энергии непрерывно возобновляемые в биосфере Земли, к ним относятся: солнечная, ветровая, океаническая, гидроэнергия рек, геотермальная энергии, энергия биомассы. Среди всех возобновляемых источников энергии солнечная наиболее перспективна по масштабам своей распространенности [2]. В конечном счете, можно сказать, что вся промышленность использует энергию солнца. Ведь нефть, уголь и даже ветер — это тоже продукты деятельности Солнца. Но, в отличие от них, солнечная энергия неистощима.

Уже в настоящее время возобновляемые источники энергии рассматриваются как серьезное дополнение к традиционным [3]. Подобную роль данные источники энергии получили после энергетического кризиса 1973 года [4].

Необходимость развития нетрадиционных возобновляемых источников энергии обусловлена следующим: истощением запасов традиционных ископаемых энергоресурсов; возможностью решения проблем энергообеспечения отдаленных и труднодоступных районов; снижением, по сравнению с традиционной энергетикой, выбросов СО2, NOx и других вредных отходов. Снижение вредных выбросов позволяет увеличить финансирование строительства более экологически чистых солнечных электростанций за счет снижения оплаты «квот за выбросы». [5], [6]

А с учётом того, что в ближайшие 20 лет прогнозируется рост энергетических потребностей почти в 2 раза, все проблемы традиционной энергетики будут только усугубляться [7]. К этому стоит прибавить и постоянно растущие цены на энергоносители.

18

За год поверхности Земли достигает около 1,05-10 кВт*ч солнечной энергии. 1,5% из них может быть использовано без ущерба для окружающей

16 12 среды, а это около 1,62-10 кВт-ч в год, что эквивалентно 2-10 тонн условного топлива. [8], [9], [10], [11]

Многие страны уделяют большое внимание развитию солнечной энергетики. В первую очередь это страны Европейского Союза, Япония и США. В настоящее время одним из лидеров практического использования энергии Солнца является Швейцария, где построено порядка 3000 гелиоустановок на кремниевых фото преобразователях мощностью от 1 до 1000 кВт и солнечных коллекторных устройств для получения тепловой энергии. Развивающиеся страны, испытывающие недостаток в национальных энергоресурсах, также приобретают гелиоустановки в стратегических интересах или для решения специфических проблем.

Потенциал солнечной энергетии в России составляет более 2000 млрд. тонн условного топлива в год. Несмотря на это Россия потребляет в основном нефть и газ, доля добычи которых достигает 79,4% от количества всех производимых энергоресурсов, что ведет к резкому сокращению ископаемых ресурсов. За последние 7 лет ресурсы газа сократились на 4,5%, а нефти на 15,7%. [12] Эту проблему можно решить за счет строительства солнечных электростанций.

Еще одной проблемой Российской энергетики является большая протяженность сетей электропередач, вызванная большой площадью страны, на которой многие регионы питаются от удаленных электростанций. Уже на сегодняшний день все эти сети сильно изношены. Так по данным Департамента электрических сетей РАО «ЕЭС России», износ основных фондов электрических сетей составляет 40%, а подстанционного оборудования - 63,4%, и на их ремонт потребуется свыше 4,8 млрд. долл. США.

Рисунок 1В. Примеры применения солнечных батарей.

Третьей проблемой является завоз топлива в районы Крайнего Севера, Дальнего Востока и Сибири. Ежегодно в эти регионы завозится 6-8 млн. тонн жидкого топлива и 20-25 млн. тонн твердого. На это уходит больше половины бюджета этих регионов. Причем в последние годы нередки были случаи недостаточного завоза топлива на Дальний Восток, что ставило под угрозу жизни людей. [12] Многие предприятия, даже в благополучной Московской области, уже сегодня строят газовые мини теплоэлектростанции для своего автономного энергоснабжения, А ведь вместо них можно строить гораздо более экологичные и перспективные небольших солнечные электростанции.

Немаловажно также то, что гелиоустановки можно размещать на крышах и стенах зданий, на шумозащитных ограждениях автодорог, на транспортных и промышленных сооружениях, как показано на рисунке 1В. Они не требуют для размещения дорогостоящей сельскохозяйственной или городской территории.

Рисунок 2В. Современный солнцемобиль.

Также не следует забывать о возможности установки солнечных батарей на транспортное средство, т.е. создания солнцемобиля. Хотя конечно на сегодняшний день невозможно создать утилитарный солнцемобиль, но уже сейчас проводятся соревнования специальных солнцемобилей, внешний вид которых представлен на рисунке 2В. Подобные опыты должны показать возможность в будущем использовать солнечную энергию на обычном транспорте. Хотя скорее всего это использование будет комбинированным с другими источниками энергии.

Энергия Солнца преобразуется посредством разных типов гелиоустановок в электрическую или тепловую энергию, а также в электрическую и тепловую одновременно. Для преобразования солнечной энергии в электрическую применяются турбогенераторные установки либо полупроводниковые фотоэлементы, которые в настоящее время стали получать наибольшее распространение [13], [14]. В последнее время был проведен ряд исследований посвященных повышению КПД существующих фотоэлементов за счет изменения их структуры [15], [16], [17], [18], [19] ввода в состав кристаллической решетки наночастиц [20], а также повышению их прочности и долговечности [21].

Для увеличения КПД гелиоустановок и снижения их стоимости применяются концентраторы лучистого потока энергии, которые направляют лучистый поток с большой площади на небольшой гелиоэлемент, что позволяет снизить общую стоимость гелиоустановки за счет уменьшения площади гелиоэлемента, а для некоторых типов гелиоустановок увеличить КПД преобразования. Применению концентраторов посвящены работы [19], [22] и [23], в которых рассматривается конструкция концентраторов и их математическая модель, но не уделено внимание применению системы слежения за Солнцем и упрощению конструкции концентратора за счет спрямления его кривых.

Т.к. КПД преобразования Солнечной энергии повышается при приближении угла падения потока лучистой энергии на преобразователь к нулю, в состав гелиоустановок зачастую входит система, обеспечивающая наведение фотоэлемента на Солнце посредством следящего электропривода. Гелиоустановки с концентрацией излучения вообще не могут обойтись без подобных электроприводов. Требования по точности наведения энергетических гелиоустановок на Солнце различаются в зависимости от их типа и, при наличии концентратора, от типа концентратора. Одним из основанных требований ко всем следящим системам является экономия энергии. В данной работе рассматриваются электроприводы гелиоустановок преобразующих солнечную энергию в электрическую посредством фотопреобразователей с концентрацией излучения.

Существует ряд исследований посвященных энергетической эффективности следящих электроприводов гелиоустановок [11], [24], [25], [26], [27], [28], [29], [30]. В том числе в работах [11], [31] и [32] рассматривается пошаговый режим слежения и выводится аналитическая зависимость экономии электроэнергии в результате перехода от непрерывного к пошаговому режиму слежения. Но эти работы не рассматривают вопрос комплексной экономичности в системах с концентрацией лучистого потока энергии.

В имеющихся исследованиях по электроприводу гелиоустановок рассмотрены вопросы, относящиеся к точностным показателям следящих электроприводов гелиоустановок [33], [34], [35], [36], [37], [38]; к компенсации люфта в редукторе электропривода [34], [36], [39], [41]; к конструкции блоков управления электроприводов гелиоустановок [41].

Проводились работы и по обоснованию целесообразности применения гелиоустановок для энергоснабжения индивидуальных потребителей [42].

На основании изложенного целью работы является повышение энергетической и экономической эффективности энергетических гелиоустановок с концентрацией потока лучистой энергии путём модернизации их электроприводов с обеспечением оптимальных по энергосбережению режимов работы.

Для выполнения поставленной цели в работе решаются следующие задачи: создание методики расчета концентратора энергетических гелиоустановок.

- создание методики расчета энергетической и экономической эффективности следящего электропривода энергетических гелиоустановок с концентрацией потока лучистой энергии. обеспечение режима пошагового слежения за Солнцем энергетической гелиоустановкой с концентрацией лучистого потока энергии.

- математическое моделирование модернизированного электропривода энергетической гелиоустановки с концентрацией потока лучистой энергии работающего в режиме пошагового слежения за Солнцем. техническая реализации модернизированного электропривода энергетической гелиоустановки с концентрацией потока лучистой энергии работающего в режиме пошагового слежения за Солнцем.

Основное внимание в работе будет уделено нахождению компромисса между повышением точности слежения гелиоустановкой за Солнцем, приводящим к увеличению энергетических потерь, и увеличением площади полупроводникового фотоэлемента, приводящим к повышению цены гелиоустановки.

Основные результаты работы состоят в следующем:

1. Установлены требуемые характеристики гелиоустановки применяемой для автономного электропитания жилища, находящегося в районе отдаленном от линий электропередач и имеющем трудности в снабжении топливом. Её мощность составит 3 кВт, площадь 32 м . Также в состав гелиоустановки должна входить аккумуляторная батарея емкостью 1000 А/ч.

2. Предложен аналитический метод расчета параметров концентратора энергетической гелиоустановки в зависимости от погрешности в её ориентации на Солнце, при условии недопущения потерь части лучистого потока энергии. Также определено, что погрешность в ориентации подобной гелиоустановки не должна превышать 2°.

3. Получена аналитическая зависимость для определения экономии энергии в электроприводах энергетических гелиоустановок с концентрацией потока лучистой энергии при переходе от непрерывного режима слежения за Солнцем к пошаговому, в зависимости от величины шага. Данная зависимость показывает, что с увеличением шага слежения экономия энергии растёт и достигает 20 раз по сравнению с непрерывным слежением при величине шага 1°.

4. Разработана методика определения оптимальной величины шага слежения энергетической гелиоустановкой с концентрацией потока лучистой энергии за Солнцем по критерию максимальной экономической эффективности, т.е. разности между экономией энергии в электроприводе за весь срок эксплуатации гелиоустановки и удорожанием фотоэлемента за счет увеличения его площади, при разных величинах шага слежения.

5. Создана программа расчета экономической эффективности энергетической гелиоустановки с концентрацией потока лучистой энергии в зависимости от величины шага слежения ею за Солнцем.

6. Сделан вывод о том, что для гелиоустановок с концентрацией излучения пошаговый режим автосопровождения Солнца является наиболее экономически целесообразным. А величина шага слежения, для обеспечения максимума экономической эффективности гелиоустановки мощностью 3 кВт, должна быть порядка 0,22° для систем с концентратором в виде вытянутого аппроксимированного параболоида и порядка 0,9° систем с концентратором в виде аппроксимированного параболоида вращения, но эта величина может и варьироваться в зависимости от параметров конкретной гелиоустановки.

7. Модернизирована принципиальная электрическая схема блока управления энергетической гелиоустановкой с концентрацией потока лучистой энергии.

8. Создана математическая модель модернизированного электропривода энергетической гелиоустановки с концентрацией потока лучистой энергии, позволяющая судить об экономии электроэнергии при переходе от непрерывного слежения за положением Солнца к пошаговому. Данная модель подтверждает правильность предыдущих расчетов.

9. Создан макет электропривода энергетической гелиоустановки с концентрацией потока лучистой энергии. Экспериментальные исследования на котором подтвердили возможность практической реализации предложенного способа нахождения оптимального шага слежения энергетической гелиоустановкой с концентрацией потока лучистой энергии за Солнцем.

Заключение.

В данной диссертации рассмотрены вопросы целесообразности применения гелиоэнергетики. В том числе, рассмотрена возможность применения гелиотехники на транспорте и приведена структурная схема и простейший расчет подобного транспортного средства.

Рассмотрены различные варианты конструкции гелиостанций и сделан вывод о наибольшей перспективности фотогелиотехники. На основании чего произведен анализ развития фотопреобразователей солнечной энергии в электрическую, дающий основание ожидать дальнейшее снижение цены, повышение КПД и долговечности солнечных элементов.

Показана возможность повышения среднего за день КПД фотоэлементов на 59% за счет применения систем слежения за перемещением Солнца. А также рассмотрена возможность удешевления гелиоустановки за счет применения концентратора потока лучистой энергии.

Разработана теоретическая база для проектирования электроприводов энергетических ГУ с концентрацией потока лучистой энергии, направленная на улучшение энергетических и экономических показателей.

1. Hunt V.D. Solar Energy dictionary, Industrial Press Inc., New York,1982.

2. Андрижиевский A.A., Володин В.И. Энергосбережение и энергетический менеджмент : Учебное пособие. «Высшая школа», Минск 2005, 296с.

3. Харченко Н.В. Индивидуальные солнечные установки. М.: Энергоатомиздат, 1991, 208с.

4. Харитонов В.П. Автономные ветроэнергетические установки. Москва: ГНУ ВИЭСХ 2006, 280с.

5. Дьяков А.Ф. Состояние и перспективы развития нетрадиционной энергетики в России.// Известия Академии наук: Энергетика, 2002, вып 4. С13-29.

6. Безруких П.П. Малая и возобновляемая энергетика России сегодня.// Сайт некоммерческой организации «Центр Солнечной Энергии — Интерсоларцентр».: http://www.intersolar.ru.

7. Аметистова В.Е. Основы современной энергетики: Учебное электронное издание. МЭИ 2004.

8. Чербанов А.Е., Амелин A.M. Состояние и проблемы применения экологически чистых источников энергии для индивидуального пользования. -М: ЦНИИТЭИтяжмаш, 1989, 16с.

9. Роль возобновляемых источников энергии в энергетической стратегии России.// Электронный журнал энергосервисной компании «Экологические системы», 2003.: http://esco-ecosys.narod.ru/20035/art 09.htm

10. Г.С. Асланян, С.Д. Молодцов. Возобновляемые источники энергии на мировой сцене.//Электронный журнал энергосервисной компании «Экологические системы», 2003.: http://esco-ecosys.narod.ru/20035/art 07.htm

11. Сорокин Г.А. Исследование и разработка электропривода энергетических гелиоустановок. Кандидатская диссертация М.: МЭИ, 2005, 176с.

12. Пшеннов В.Б. Перспективы развития энергетических гелиоустановок. // Автономная энергетика, № 22. М.: Hi 111 "Квант", 2006, С.13-18.

13. Шевалеевский О.И. Процессы фотопреобразования солнечной энергии в молекулярных и нанофазных модельных системах : Дис. . д-ра физ.-мат. наук : 02.00.04 Москва, 2004, 295с.

14. Трошин П.А. Новые электроноакцепторные производные фуллеренов для органических солнечных батарей : Автореф. дис. . канд. хим. наук : 02.00.04 Черноголовка, 2006, 24с.

15. Максимов Ю.А. Полупроводниковые структуры для мембранных кремниевых фотоэлектрических преобразователей : Дис. . канд. техн. наук : 05.27.01 Москва, 2004, 118с.

16. Вишникин Е.В. Принципы формирования и свойства фотоэлектрических преобразователей с ультратонким поглощающим слоем :автореферат дис. . кандидата технических наук : 05.27.06 / Моск. гос. ин-т электронной техники. Москва, 2006, 22с.

17. Шеповалова О.В. Совершенствование конструкции и технологии изготовления фотоэлектрических преобразователей на основе кремния : диссертация . кандидата технических наук : 05.14.08, Москва, 2006, 150с.

18. Белов А.В. Использование наночастиц CdS и PbS в качестве акцепторов в полимерных фотовольтаических материалах : Дис. . канд. хим. наук : 02.00.21 Москва, 2005, 130с.

19. Радькова Н.О. Повышение механической прочности кремниевых пластин путем снижения трещинообразования при их изготовлении : Дис. . канд. техн. наук : 05.02.08, 05.03.01 Брянск, 2004, 170с.

20. Литвинов П.П. Исследование и разработка стационарных составных параболоцилиндрических концентраторов для фотоэлектрических и тепловых преобразователей солнечной энергии : диссертация . кандидата технических наук : 05.14.08. Москва, 2004, 137с.

21. Нефёдов В.В. Обоснование параметров конусного концентратора солнечной энергии для автономного теплоснабжения фермерских хозяйств : автореферат дис. . кандидата технических наук : 05.20.02, Зеленоград, 2006, 19с.

22. Электропривод постоянного тока с минимизацией потерь в двигателе/ В.Л. Кацевич, С.Д. Муллаканд, А.А. Никольский и др. Авторское свидетельство №663052, приоритет от 05.12.77, 1979.

23. Ильинский Н.Ф. Проблема повышения экономичности электроприводов и пути ее решения. // Труды МЭИ, вып 570.:Издательство МЭИ, 1982.

24. Панасюк В.И. Управление электроприводом оптимальное по потерям энергии и ее потреблению. Изв. вузов. Энергетика, 1982, №2, с30-35.

25. Энергосберегающие технические решения в электроприводах. Коллектив авторов/Под ред. Н.Ф. Ильинского. М.: МЭИ, 1985, 64с.

26. Кацевич В.Д., Никольский А.А., Чулин В.И. Оптимизация переходных процессов в двигателе постоянного тока по минимуму нагрева. — Труды МЭИ, вып. 308.: Издательство МЭИ, 1977.

27. Чериан Импен. Оптимизация следящих электроприводов гелиоустановок по энергетическим показателям. Автореферат канд. дисс. — М.: МЭИ, 1988, 20с.

28. Овсянников Е.М. Электропривод энергетической гелиоустановки // Привод и управление. 2000. №2. С.4 - 9.

29. Терехов В.М., Овсянников Е.М., Гулям Савар. Оптимизация режимов слежения по потерям электроэнергии в тихоходных следящих электроприводах.//Тр. МЭИ. Вып. 672.Издательство МЭИ, 1995. С.29-34.

30. Канунникова Е.А. Исследование динамики сложных электромеханических систем применительно к созданию приводов солнечных батарей гибких космических аппаратов : Дис. . канд. техн. наук : 05.09.01, 01.02.06 Москва, 2003, 180с.

31. Овсянников Е.М. Электроприводы гелиоустановок наземного и космического базирования. Теория и практика. Докторская диссертация. — М.: МЭИ, 2003, 362с.

32. Костюковский Д.Т. Взаимосвязанный автоматизированный электропривод группы гелиоустановок. Автореферат кандидатской диссертации. — Минск: БПИ, 1987. — 20с.

33. Турдзеладзе Д.А. Анализ динамических режимов следящих электроприводов гелиоустановок с учетом нелинейности момента сопротивления. Научные труды Грузинского политехнического института, №3 (315). Тбилиси, 1987, с.107-110.

34. Овсянников Е.М. Безлюфтовые опорно-поворотные устройства для гелиоустановок. //Труды МЭИ, вып. 673.: Издательство МЭИ,2001. С.51-54.

35. Бу-Диаб Саед. Автоматические системы ориентации на Солнце гелиоустановок. Автореферат кандидатской диссертации. — С-Пб.: Ленинградский технический университет, 1991, 18с.

36. Кортес Лилиана. Обоснование параметров системы солнечного энерговодоснабжения индивидуальных потребителей (Для условий Мексики) : Дис. . канд. техн. наук : 05.14.08 Санкт-Петербург, 2004, 143с.

37. Солнечная энергетика, http ://tmn. fio/works/5 Ox/3 04/d2 2 .htm44. http://solar-battery.narod.ru/img/grafikl.gif

38. О солнечной энергетики в России. http:// solar.newtel .ru/sunpo wer.html

39. Павел Грудницкий. Кремниевый прорыв. Эксперт-Казахстан №11 (37) от 6 июня 2005 г.

40. Овсянников Е.М., Пшеннов В.Б., Аббасов Э.М. Перспективы развития гелиотранспорта. // Альтернативная энергетика и экология, № 6. — Саров: НТЦ TATA 2007 г. С. 127-129.

41. Овсянников Е.М., Пшеннов В.Б., Аббасов Э.М. Перспективы развития гелиотранспорта. // Труды 2-ой Всероссийской научно-технической конференции с международным участием в Тольяттинском Государственном Университете. Часть 2 Тольятти ТГУ 2007 г. - С.88-91.

42. Frederic Hauge. "Battery-driven electric cars".www.belona.org.

43. Toyota. "Solar Vehicle", www.rapideducation.co.uk.htm.

44. БутузоВ.А., Лычагин A.A. Гелиоустановки горячего водоснабжения: расчеты, контрукции солнечных коллекторов, экономическая и энергетическая целесообразность, интернет версия Журнала ВСТ, 2000.

45. Солнечные электростанции, http://esco-ecosys.narod.ru

46. Б. Лучков. Солнечный дом солнечный город. Наука и жизнь №12, 2004. http://www.nkj.ru/

47. Жигарев А.А., Шамаев Г.Г. Электронно-лучевые и фотоэлектрические приборы. М.: Высшая школа, 1982. - 463с.

48. Будагян Б.Г., Шерченков А.А., Мейтин М. Н. Полупроводниковые преобразователи энергии : Учеб. Пособие. М. МИЭТ 2000, 68с.

49. Андреев В.М., Грилихес В.А., Румянцев В.Д. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения. Л.: Наука, 1989,310с.

50. Фотопреобразователь на основе кремниевых эпитаксиальных структур п-п+ -типа.// Гелиотехника. 1985.№6. — с17.

51. Научная интернет библиотека http://www.nature.com

52. Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников энергии в России./П.П. Безруких, Ю.Д. Арбузов, Г.А. Борисов и др. СПб.: Наука,2002. 314с.

53. Малинин В.В. Астрономия. Сайт СГГА; 2005. http://www.ssga.ru/metodich/astronomi/pr01 .html

54. Афре П., Бофрон М., Датчики измерительных систем,- М.: Мир, 1995.-419 с.

55. Овсянников Е. М., Агафонов М. С., Разработка фотоэлектрических датчиков рассогласования для электроприводов гелиоустановок, М.: МЭИ, вып. 672, 1997.-с. 107-115.

56. Овсянников Е. М., Датчики рассогласования для следящих электроприборов гелиоустановок. // Привод и управление, 2001. № 1, — с. 13 -17.

57. А. с. № 119622, Б. № 45, МКИ F24J2/40, 1985. Датчик слежения гелиоустановки. / Стегний А. И., Пасичный В. В., Терехов В. М., Малов Н. И., Овсянников Е. М. (СССР). 4 е.: ил.

58. А. с. № 1307175, Б. № 16, МКИ F24J2/38, 1987. Фотодатчик ориентации для гелиоустановки. / Овсянников Е. М., Николаев В. П., Новоселова Н. Г., Прокудо М. С. (СССР). 4 е.: ил.

59. А. с. № 1177600, Б. № 33, МКИ F24J2/40, 1985. Фотодатчик ориентации. / Овсянников Е. М., Николаев В. П., Новоселова Н. Г., Терехов В. М. (СССР).-4 е.: ил.

60. Овсянников Е.М., Пшеннов В.Б. Расчет параболо-цилиндрического концентратора энергетической гелиоустановки. // Автономная энергетика, № 22. М. НЛП "Квант" 2006 г. - С.23-30.

61. Симоянц А. А., Шермазян Я. Т., Ватанян А. В., Опыт расчета следящего привода гелиоустановки, Гелиотехника, Ташкент: Вып. 1, 1976. — с. 73-81.

62. Быстродействующие электропривода постоянного тока с широтно-импульсным преобразователем./ М.Е. Гольц, А.Б. Гудзенко, В.М.Остеров и др. -М.: Энергоатомиздат, 1986. -184с.

63. Ключев В.И. Теория электропривода: Учеб. для вузов.— 2-е изд. перераб. и доп.- М.: Энергоатомиздат,2001.- 704с.

64. Ермолин Н.П. Электрические машины малой мощности: Учебное пособие. 2-е изд. - М.: Высшая школа,1967.- 504с.

65. Ермолин Н.П. Расчет коллекторных машин малой мощности. — 2-е изд. : Энергия, 1973.- 216с.

66. Овсянников Е.М., Пшеннов В.Б., Аббасов Э.М. Экономический эффект от перехода к пошаговому режиму слежения гелиоустановки за Солнцем. // Промышленная энергетика, № 9. — М.: НТФ "Энергопресс", 2007 г. — С.51-53.

67. НПО "Геофизика". Солнечная энергетическая установка. Эскизный проект. -М.: . НПО "Геофизика", 1995, 93с.

68. Халыков А. М., Апариси Р. Р., Автоматизация управления оптической системы солнечной электростанции башенного типа. // Гелиотехника. Ташкент 1977. Вып. 6, с. 64 — 68.

69. Терехов В. М., Овсянников Е. М., Стегний А. И., Повышение энергетической и технологической эффективности солнечных печей на основе комплексной электромеханической системы. // Промышленная энергетика, № 9, М.: Энергоатомиздат, 1991.- с. 24 - 26.

70. Овсянников Е.М., Пшеннов В.Б., Аббасов Э.М. Расчет гелиоустановки с концентрацией лучистого потока энергии. // Промышленная энергетика, №8. М.: НТФ "Энергопресс", 2008 г. - С.46-48.

71. Подбельский В.В., Фомин С.С. Программирование на языке Си. М.: Финансы и статистика, 2003.- 600с.

72. Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0. С.-П.: Корона принт, 2001.-321с

73. Matlab& Simulink Help. The MathWorks, Inc. 1984-2004.