автореферат диссертации по энергетике, 05.14.08, диссертация на тему:Повышение эффективности использования солнечной энергии в энергетических установках с концентраторами

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕНЫХ НАУК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА (ГНУ ВИЭСХ)

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ С КОНЦЕНТРАТОРАМИ

Специальность 05 14 08- Энергоустановки на основе возобновляемых

БАЗАРОВА Елена Геннадьевна

видов энергии

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2008

003445661

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук

(ГНУ ВИЭСХ)

Научный руководитель- Заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор, академик Россельхозакадемии Стребков Дмитрий Семенович

Официальные оппоненты Доктор технических наук, профессор

Полисан Андрей Андреевич

Кандидат технических наук, доцент Тюхов Игорь Иванович

Ведущая организация- Московский энергетический институт

(технический университет) (МЭИ)

Защита состоится «JBp» 2008г. в .¿с? часов на заседании

диссертационного совета Д 006 37.(П в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) по адресу 109456, Москва, 1-й Вешня-ковский проезд, д 2

Тел (495) 171-19-20 Факс (495) 170-51-01 E-mail1 viesh@dol ru

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 109456, г Москва, 1-й Вешняковский проезд, д 2, Ученый совет ГНУ ВИЭСХ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВИЭСХ

Автореферат разослан . 0£. 2008 г

ЗЖ*^/

Ученый секретарь диссертационного совета

Доктор технических наук "Л А.И Некрасов

у

// t

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Непрерывный рост цен на традиционные энергоносители и на электрическую энергию, получаемую в основном от сжигания ископаемого топлива, обусловлен прежде всего ростом себестоимости добываемого топлива и увеличением затрат на его транспортировку. В то же время наметилась устойчивая тенденция снижения стоимости энергии, получаемой от возобновляемых источников

Использование концентраторов в солнечных установках позволяет повысить температуру теплоносителя в случае теплового преобразования энергии При фотоэлектрическом преобразовании концентраторы позволяют увеличить эффективность и уменьшить количество дорогих солнечных элементов

Концентрирующие системы, работающие на средних и высоких концентрациях, должны иметь системы слежения, это приводит к удорожанию всей конструкции, усложнению эксплуатации и уменьшению надежности работы. Применение стационарных концентраторов с системами вторичных отражателей в виде линейных и угловых гелиостатов позволит улучшить технико-экономические показатели солнечной концентрирующей системы

Повышение эффективности использования солнечной энергии в оптических установках представляет интерес не только для автономных и удаленных потребителей в виде отдельных небольших поселков, фермерских хозяйств и отдельных домов, но и для крупномасштабных солнечных электростанций, которые могут быть использованы как для решения региональных оптических задач, так и глобальных проблем энергетики

Круг решаемых в работе вопросов затрагивает не только создание фотоэлектрических модулей для комбинированного энергоснабжения, но и разработку общих принципов развития региональных и глобальных энергосистем на основе солнечных электростанций

Целью работы является повышение эффективности использования солнечной энергии в энергетических установках с концентраторами

Основные задачи работы:

■ Моделирование стационарного параболоцилиндрического концентратора солнечного излучения с системой угловых жа-люзийных гелиостатов, для увеличения времени работы стационарного модуля.

■ Разработка методики расчета угловых гелиостатов для стационарного параболоцилиндрического концентратора

■ Разработка методики расчета системы жалюзийных гелиостатов для повышения эффективности использования солнечной энергии в стационарных параболоцилиндрических концентраторах, а также исследование и оптимизация функциональных узлов крупномасштабной солнечной электростанции

■ Исследование фотопреобразователей и конструкций солнечных модулей (СМ) со стационарными концентраторами с системами линейных и угловых гелиостатов

■ Исследование возможности повышения годового числа часов использования мощности и разработка компьютерной модели глобальной солнечной энергетической системы (СЭС), состоящей из региональных солнечных энергосистем, расположенных в России, в странах Афро-Евразийского континента, а также в Австралии, Африке и Латинской Америке, соединенных линией электропередач с малыми потерями.

Научная новизна представленных разработок заключается в следующем

■ Проведен энергетический анализ следящих систем, с определением как временных характеристик, так и структуры поступающей на панель инсоляции

■ На основе анализа работ линейных жалюзийных гелиостатов создана методика расчета стационарного параболоцилиндрического концентратора с системой линейных жалюзийных гелиостатов

■ Разработана методика расчета системы угловых жалюзийных гелиостатов для стационарного асимметричного параболоцилиндрического концентратора, позволяющая увеличить время работы стационарного концентрирующего модуля

■ Разработана конструкция системы угловых жалюзийных гелиостатов для стационарного асимметричного параболоцилиндрического концентратора На солнечную энергетическую

установку с угловыми жалюзийными гелиостатами получен патент РФ

■ Проведено компьютерное моделирование национальной, Афро-Евразийской и глобальной солнечных оптических систем, состоящих из региональных солнечных электростанций Предлагаемые энергосистемы, защищенные патентом РФ, позволяют производить электроэнергию круглые сутки в течение 6-12 месяцев в году

Основные положения, выносимые на защиту:

■ Методика расчета системы жалюзийных гелиостатов линейной угловой формы в системе солнечной энергостанции

■ Различные типы коммутаций СЭ в солнечном модуле для концентрирующего модуля с системой угловых жалюзийных гелиостатов

■ Конструкции солнечных модулей с асимметричными парабо-лоцилиндрическими концентраторами с системами линейных и угловых жалюзийных гелиостатов

■ Результаты экспериментальных исследований работы солнечных модулей со стационарными концентраторами с системой угловых гелиостатов

■ Параметры глобальной солнечной энергетической системы по результатам компьютерного моделирования, состоящей из солнечных энергосистем, расположенных в России, в странах Афро-Евразийского континента, а также в Австралии, Африке и Латинской Америке с круглосуточным производством электрической энергии

Практическая ценность работы:

Предложенная и разработанная конструкция угловых жалюзийных систем и способ коммутации солнечных элементов в концентрирующем модуле, примененные в параболоцилиндриче-ском стационарном модуле, позволяет увеличить выработку электроэнергии на 30%, время работы стационарного концентратора как в суточном, так и годовом режиме при сравнительно небольшой стоимости устройства

В результате проведенных исследований и компьютерного моделирования параметров глобальных солнечных и межрегиональных оптических систем обоснованы места установки и мощно-

сти базовых солнечных электростанций, обеспечивающих круглосуточное производство электроэнергии в масштабах, соответствующих мировому энергопотреблению

Апробация:

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях-

■ 4-ой Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве», 12-13 мая 2004 г, г Москва, ГНУ ВИЭСХ.

■ 5-ой Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве», 16-17 мая 2006 г, г Москва, ГНУ ВИЭСХ.

■ 7-ой специализированной выставке «Изделия и технологии двойного назначения Диверсификация ОПК», 17-20 октября 2006 г

■ III Международной конференции «Возобновляемая энергетика -2006», 20 октября 2006 г, г Москва, ВВЦ

■ 6-ой Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве», 13-14 мая 2008 г, г Москва, ГНУ ВИЭСХ

■ 11-th International Conference SOLAR ENERGY AT HIGH LATITUDES North Sun 2007, 1 June 2007 года, Riga, Latvia

■ 8-ой специализированной выставке «Изделия и технологии двойного назначения Диверсификация ОПК», 2-5 октября 2007 г

Публикации:

По теме диссертации опубликовано 17 работ, включая 2 патента на изобретение РФ и 4 статьи в издании, рекомендованном ВАКом

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений Объем работы составляет 142 страницы, включая 3 страницы приложений, содержит 42 иллюстрации и 18 таблиц

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, рассматривается ее научная новизна и практическая ценность, приводятся положения, выносимые на защиту, кратко излагается содержание работы

В первой главе «Анализ современного состояния и перспективы развития солнечных энергосистем» приведен обзор наиболее известных разработок и исследований в области концентраторов солнечной энергии, анализ состояния вопроса мировых проектов крупных солнечных электростанций Рассмотрены принципы построения и работы основных концентрирующих систем, в том числе и стационарных модулей, проведен анализ работы концентраторов

В развитие отечественной и мировой гелиотехники, а именно, фотоэлектрического способа преобразования солнечной энергии внесли большой вклад российские ученые Алферов Ж И , Андреев В М , Баум В А , Баранов В К , Вавилов В С , Васильев А М , Евдокимов В М , Каган М Б , Колтун М М , Кондратьев К Я , Ландсман А П , Лидоренко Н С , Пивоварова 3 И , Полисан А А , Потапов В Н , Рябиков С В , Тарнижевский Б В , Тверьянович Э В , Тюхов И И , Стребков Д С , Селиванов Н П , а также зарубежные ученые Бекман У , Даффи Дж, Антонио Луки, Клейн С , Колларес - Перей-ра М , Лю Б , Джордан Р , Холландс К и ряд других выдающихся ученых

Исследования, выполненные в диссертации, в значительной степени базируются на результатах их теоретических и практических разработок в области прямого преобразования и использования солнечной энергии

Проведен критический обзор мировых проектов крупных СЭС, показаны тенденции развития использования концентрированного солнечного излучения в фотоэлектрических модулях, рассмотрен мировой и отечественный опыт применения солнечных электростанций с концентраторами, встраиваемых в единую энергосистему Отмечено, что многообразие конструкций концентрирующих систем обусловлено не только желанием конструкторов создать более совершенный и универсальный концентратор, но и многообразием целевого назначения По принятой в настоящее время классификации все концентрирующие системы разделяются по характеру взаимо-

действия излучения с оптическими элементами систем на отражающие (зеркальные) и преломляющие (линзовые) системы

Стационарный концентрирующий параболоцилиндрический модуль, установленный под углом, равным местной широте, способен в течение нескольких месяцев без корректировки положения концентрировать не только солнечное излучение, идущее от Солнца, но и излучение, рассеянное околосолнечными участками неба При этом солнечные лучи, проходящие через концентрирующую систему, всегда ограничены размерами зеркальной поверхности концентратора, имеющего определенный параметрический угол

Впервые понятие параметрического угла для концентрирующих систем ввел Баранов В К, до этого осесимметричные концентраторы (линзы Френеля, фоконы и т.д) определялись углом раскрытия на сторону или апертурным углом В настоящее время применять определение апертурный угол для протяженных концентрирующих систем не совсем корректно В оптике апертурный угол это действующее отверстие оптического прибора, определяемое размерами линз, зеркал или диафрагмами, т е для оптических осесим-метричных систем Полем зрения оптической системы называется часть пространства предметов, качественно изображаемая системой и определяемая в угловой или линейной мере осесимметричной фигуры Линейное поле определяется диаметром круга, которое видно через прибор, угловое поле равно отношению диаметра круга к фокусному расстоянию

Для асимметричных параболоцилиндрических концентраторов поле зрения определяется частью сферы вырезаемой параметрическими углами в меридиональном а и сагиттальном направлении р (рис 1)

Асимметричный параболоцилиндрический концентратор характеризуется шириной М и длиной О входной поверхности миделя концентратора В отличие от осесимметричных концентраторов, у которых поле зрения определяется одним параметром параметрического угла, поле зрения протяженного асимметричного концентратора имеет более сложный вид Для параболоцилиндрического концентратора ограниченной длины поле зрения можно представить в виде неправильной четырехугольной пирамиды (рис 1), характеризуемой углами 2а - между продольными гранями 014 и 023 и 2Р между гранями 012 и 034

Рисунок 1 - Поле зрения асимметричного параболоцилиндрического

концентратора

Поле зрения в продольном направлении, характеризуемое параметрическим углом Д связан с продолжительностью работы стационарно установленного концентратора.

Однако использование стационарных концентраторов ограничено либо из-за значительной неравномерности плотности сконцентрированного солнечного излучения на поверхности выхода, либо из-за низкой степени концентрации, либо из-за больших оптических потерь и невозможности работы с приемниками солнечной энергии с двусторонней рабочей поверхностью.

Основная идея предлагаемого повышения эффективности использования солнечной энергии в оптических установках обоснована на методике расчета системы жалюзийных гелиостатов линейной и угловой формы. Для увеличения надежности системы применяются гелиостатные системы, состоящие из единичных гелиостатов, осуществляющих в режиме слежения синхронное вращение, благодаря которому обеспечивается их параллельность и формирование отраженного потока радиации, близкого к параллельному.

Проведенный анализ позволил обосновать постановку задач диссертации.

Во второй главе «Разработка солнечной энергетической установки со стационарным параболоцилиндрическим концентратором с системой угловых жалюзийных гелиостатов» разработана конструкция угловых жалюзийных гелиостатов для параболоцшшвд-рического концентратора, защищенна решением о выдаче патента РФ, и предложена методика расчета оптических параметров параболоци-линдрического концентратора с системой линейных или угловых гелиостатов, проведены аналитические исследования для улучшения характеристик жалюзийных гелиостатов Также рассмотрена оптимизация электрической схемы коммутаций солнечных элементов для стационарного параболоцилиндрического концентратора

При разработке стационарных параболоцилиндрических концентраторов (СПЦК) не проведены достаточные исследования влияния часовых углов на выходные мощности СПЦК и возможности увеличения поля зрения концентратора без слежения за Солнцем

Концентрация солнечного излучения стационарного параболоцилиндрического концентратора происходит в пределах поля зрения в меридиональной и сагиттальной плоскостях Расчет продолжительности неподвижной работы концентратора производится исходя из поля зрения, состоящего из параметрических углов в меридиональном а и продольном плоскостях зрения Д а также скорости видимого перемещения светила по небосводу, составляющей 15° в час Для анализа был выбран единичный стационарный асимметричный концентратор с наименьшим углом раскрытия, а угол зрения по азимуту составляет ю

Рисунок 2 -Диапазон поля зрения концентратора для широты г Москва

ИЬфоп 50 б Ррпт - 37 Я

Юг

±30° от оси Юг, всего 60°. Данный концентратор в стационарном режиме работает только в полуденные часы, что соответствует приблизительно 2 ч 20 мин Все солнечные лучи, имеющие координаты по высоте ниже 55°, выходят за пределы поля зрения концентрирующего модуля и на приемник излучения не попадают (рис 2)

Исследована зависимость выходной мощности ¡Увык от величины часового угла. Параметрический угол Р соответствует часовому углу со. На рис. 3 (а, б, в) показана схема зависимости использования единичной поверхности концентратора от изменения часового угла. От изменения угла склонения Солнца у меняется и площадь использования воспринимающей поверхности концентратора. При 7=45° полезная воспринимающая площадь уменьшается наполовину,

т.е. ^лвси / 2 = 5сво

ш=15

>=31 /

- гт

11с

V 45 -

/

со=45* '

I ' /

У

Т^А I

а) б) в)

Рисунок 3 - Зависимость использования поверхности концентратора от изменения угпа склонения Солнца у. Использованная площадь концентратора зсаитрихована.

Для увеличения времени работы стационарного концентратора, повышения суммарной выработки электроэнергии и упрощения конструкции солнечных энергоустановок за счет исключения систем слежения нами предлагается использовать в фотоэлектрическом модуле систему угловых жалюзийных гелиостатов (рис. 4).

Рисуног 4 - Общий вид

стационарного параболоцтиндрического концентратора с системой угловых жалюзийных гелиостатов

12

Проведены расчеты оптимального угла между пластинами угловых гелиостатов, расстояния между ними и угла наклона (рис 5)

Для расчета оптимального угла между жалюзий-ными пластинами гелиостатов необходимо, чтобы вы-

О)

где-

т - угол между осью Восток-Запад и максимальным предельным лучом поля зрения концентратора, так как параметрический угол сагиттальной плоскости стационарного единичного концентратора со = 60°, необходимо, чтобы падающий часовой луч попадал в предельные границы этого угла;

у - угол склонения Солнца, который попадает в параметрический угол зрения в меридиональной плоскости у =30°, X - угол наклона жалюзи от оси Восток-Запад Рассмотрим 100° < т < 160°, из формулы 1 получим угол отклонения жалюзийной пластиной гелиостата от оси Восток-Запад

у> + 90К (2)

Х 2 Отсюда угол между гелиостатами равен

у = Ш-2Х (3)

По расчетам оптимальный угол раскрытия между жалюзий-ными пластинами гелиостатов должен быть Ц) =120°, чтобы максимальное количество солнечных лучей попадало в поле зрения концентратора

между пластинами угловых гелиостатов 1-входная поверхность параболоцилиндрического концентратора, 2- пластины угловых гелиостатов, обозначения г, х, о) в тексте

поднялось условие

т = у-2-% + 90°,

Так как стационарный параболоцилиндрический концентратор устанавливается на определенной широте ср, а УЖГ установлены под углом ¡л к горизонтальной плоскости, угол наклона жалюзийной пластины ц может изменяться так же, как и в солнечных модулях с системой линейных жалюзийных гелиостатов, те в пределах от ц 1=113,75°-ф до р 2=66,25°-<р+Я

Расстояние между пластинами УЖГ

МзюлЛ-О, (4)

где-

с1 - высота крыла пластины УЖГ;

/ггаш - минимальная высота Солнца в день зимнего солнцестояния Разработана методика расчета используемой площади миделя концентрирующей системы в зависимости от часового угла

Использованная площадь миделя концентратора в зависимости от величины часового угла.

Б, = А(В - А 18«) + ^. (5)

где

А и В - длина и ширина концентратора, со - часовой угол от оси Юг.

Воспринимающая площадь концентратора с использованием угловых жалюзийных гелиостатов примет вид

52 =

А(В - А tgQ}) +

А2 ¡^й)

-А

А ^(«ы — 30) ] +

А2 tg(<0-30)

А2 tgй)

(6)

В связи с этим выходная мощность концентрирующего модуля примет вид

= р К

а(в~а

В , 1

--А /£й> 1 +

.1 \ Г

(7)

Исследования показали, что в концентрирующем модуле в полуденный час, когда часовой угол со = 0°, солнечные лучи проходят параллельно жалюзийным гелиостатам, которые изначально настроены на максимальную высоту Солнца в определенный день, и воспринимающая площадь солнечного модуля будет освещена поч-

ти на 100 %. При часовых углах со = 5° - 30° солнечная инсоляция будет отражаться не только от зеркальной поверхности концентрирующего модуля, но и от жалюзийного гелиостата, который отклонен от оси Восток-Запад на 30°, поэтому на приемник концентратора попадает дополнительная инсоляция (рис. 6, а). При со =30° воспринимающая поверхность концентрирующего модуля будет освещена полностью, т.к. одна половина концентратора работает в обычном режиме, а вторая половина будет отражать солнечные лучи от угловой жалюзи (рис. 6, б). При часовых углах до 60° дополнительная отражающая поверхность обозначена заштрихованной областью (рис. 6, в, г).

Часовые углы со от 60-90° не попадают в поле зрения концентратора, поэтому затенение отражающей поверхности концентратора крыльями пластин УЖГ не играет роли.

_в

к

Юг

6)

В

а> = у- 30£> Щ ;' /

Щф ФШ^

нНН

ш

\

в) г)

Рисунок б - Зависимость использования поверхности концентратора от изменения угла склонения у при применении системы угловых гелиостатов. Заштрихованные участки показывают использованную площадь миделя концентратора

При расчете площади использования миделя концентратора с системой угловых жалюзийных гелиостатов склонение Солнца по азимуту у в разное время суток показано на рис.7

Теоретические расчеты показывают, что при использовании угловых жалюзийных гелиостатов используемая площадь увеличивается больше, чем реальная площадь. Это обусловлено тем, что падающие солнечные лучи при малых значениях часового угла отражаются не только от концентратора, но и от угловых гелиостатов, поэтому на приемник концентрирующего модуля поступает дополнительная величина отраженной инсоляции

На основе теоретических расчетов составлен график зависимостей воспринимающей площади от величины часового угла у Линия 1 - зависимость от часового угла без использования жалюзийных гелиостатов в реальном режиме работы концентрирующего модуля,

Линия 2 - график зависимости от часового угла без УЖГ без учета негативных факторов,

Линия 3 - зависимость используемой площади от часового угла с использованием УЖГ согласно теоретическим расчетам, Линия 4 - график зависимости от часового угла с использованием УЖГ в реальном режиме работы концентрирующего модуля

а ' -*—Питя1 -м-л«и«2--V----

10' -4— ПинмЗ —«-(я™«« Д '

О ................I ................. I •••!•'---¿11

О 5 »0 15 20 30 45 50 60

Часовой угол, ш*

Рисунок 7 - График зависимости площади концентрирующего модуля с системой угловых жалюзийных гелиостатов от величины часового угла

Как показал анализ, стационарный параболоцилиндрический концентратор с использованием системы угловых жалюзийных гелиостатов увеличивает время работы стационарного концентратора с 3,5 до 8,5 часов в дни зимнего солнцестояния, и с 2 до 6 часов во время летнего солнцестояния, среднегодовая выработка энергии увеличивается на 30%,что позволит снизить стоимость выработки электроэнергии Предложенное техническое решение реализовано в экспериментальном образце

Рассмотрена система вторичных отражателей, расположенных на жесткой опоре выше входной поверхности концентратора параллельно входной поверхности миделя концентратора, с возможностью изменения угла наклона гелиостатов Так как максимальная выработка энергии вдет в полуденные часы, затенять воспринимающую площадь концентратора в это время не рационально

Система вторичных отражателей устанавливается на расстоянии й

от горизонта (рис 8)

где-

Нконц - общая высота концентратора,

А - расстояние входной поверхности концентратора,

6

у - отраженный угол минимального угла склонения по высоте попадающего в рабочее поле зрения концентратора,,

V - угол наклона фокальной плоскости концентратора к горизонту

На расстоянии п от крайней точки концентратора до системы с вторич-

ными отражателями

п-— сое и'

Ша

(9)

Рисунок 8 - Солнечная энергетическая

установка с концентратором и системой вторичных отражателей

где а- угол раскрытия концентратора

Система вторичных отражателей может быть выполнена в разных вариантах

а) в виде линейных гелиостатов, расположенных параллельно входной поверхности концентратора, с возможностью поворота общей рамы с системой вторичных отражателей вокруг вертикальной оси (рис 9, а)

б) в виде угловых жалюзийных гелиостатов, при этом система выполнена на жесткой опоре параллельно входной поверхности миделя концентратора, с возможностью изменения угла наклона гелиостатов (рис 9,6)

а) б)

Рисунок 9 ~ Варианты размещения системы вторичных отражателей

Исследована параллельная и последовательная коммутация солнечных элементов фотоэлектрического модуля с системой угловых жалюзийных гелиостатов

Рассмотрена оптимизация электрической схемы коммутаций солнечных элементов (СЭ) в модуле для стационарного параболоци-линдрического концентратора

Для непротяженных концентрирующих систем, в реальных условиях часть СЭ оказывается затененной, и ток цепочки определяется наиболее затененным СЭ При больших часовых углах, те в утреннее и вечернее время, освещается только часть фотоприемника, и образуются полосы затенения фотоприемника, а часть солнечных лучей - проходит мимо него. Для повышения КПД концентрирующей системы и выработки электроэнергии нами предлагается

изготавливать фотоприемник в виде групп СЭ, последовательно соединенных между собой Группы соединены между собой параллельно. Тогда при больших значениях азимутного угла часть группа СЭ будет работать в утреннее время, часть в вечернее время, а днем работают все солнечные элементы. Такая схема позволит стационарному концентратору при больших значениях азимутного угла вырабатывать большее количество энергии, так как одна группа будет работать в утреннее время, другая в вечернее время, а днем все группы элементов

а)

Аи Шм Др„ —@-®-(£)—,

——®

б)

Я*

—<§)-(Н)-(¡Г

Рисунок 10- Схема последовательной коммутации элементов в 3 группы с параллельной коммутацией токоотводов

а) общий вид,

б) электрическая схема

Третья глава «Исследование солнечной концентрирующей установки с системой угловых жалюзийных гелиостатов и технике - экономическое обоснование энергосистемы» содержит результаты исследования работы солнечного модуля с системой угловых жалюзийных гелиостатов со стационарным параболоцилиндри-ческим концентратором при различных способах коммутаций групп элементов, а также экспериментальные исследования стационарного концентрирующего модуля с системой линейных и угловых жалюзийных систем Определены экологические аспекты монтажа и эксплуатации солнечных установок с концентраторами.

При проведении эксперимента работа солнечной установки при разных склонениях Солнца из-за ограниченности периода времени эксперимента моделировалась посредством изменения угла плоскости

миделя концентратора относительно плоскости горизонта по высотному углу к и относительно оси Юг по часовому углу со (рис. 11).

Рисунок 11 - Положение плоскости миделя асимметричного параболо-цилиндрического концентратора относительно плоскости горизонта по высотному углу и по часовому vглv склонения Солниа

Исследования параметров и характеристик концентрирующего модуля с системами ЛЖГ, УЖГ с фотоприемником, группы СЭ которого были соединены параллельно или последовательно, показала, что концентратор с системой угловых гелиостатов увеличивает КПД системы, уменьшает стоимость СЭС за счет уменьшения количества дорогостоящих СЭ и за счет упрощения систем слежения, систем охлаждения и снижения массы металлоконструкции модулей.

Была исследована зависимость пиковой мощности параболоци-линдрического концентратора с системами ЛЖГ и УЖГ от возможного изменения часового и высотного угла склонения Солнца.

Рисунок 12 - Экспериментальные образцы солнечного модуля с системами угловых (а), и линейных жалюзийных гелиостатов (б) во время лабораторных испытаний

Были проведены экспериментальные исследования параметров и характеристик солнечного концентрирующего модуля с габаритными размерами 1,25x0,725x0,27 м3, с углом раскрытия 24°, с коэффициентом концентрации 4,05. Стеклопакет солнечного модуля состоит из 9 солнечных элементов, объединенных в три группы СЭ, соединенных между собой последовательно, а контакты групп выведены наружу, чтобы соединить их между собой параллельно или последовательно (рис. 10). Двусторонние солнечные элементы производства ВИЭСХ диаметром 100 мм с КПД 11 -13 % коммутированные в стеклянной оболочке шириной 125 мм и общей длиной 950 мм. СЭ размещаются между двумя стеклянными пластинами и ламинированы путем нагрева и прессования.

На рис. 13 представлена зависимость мощности концентрирующего модуля с двусторонними солнечными элементами, коммутированными различными способами от часового угла. Экспериментально доказано, что при параллельном способе коммутации СЭ вырабатывается больше энергии на 35% по сравнению с солнечным модулем, элементы которого соединены между собой последовательно 52 /5/ = 1,35, где Б; площадь, находящаяся между началом координат и графиком зависимости мощности при последовательном соединении групп солнечных элементов, а соответственно при параллельном соединении групп.

36

30 24 18 12 6 0

lili

При параллельном соединении -^г—При последовательном соединение —

\ ■Pl

% Sr Vtv" tü V s

1 \

-^=5—¿------ 1 \--HL

0 10 20 30 40 50 60 70 ВО 90 Часовой угол, у°

Рисунок 13 - Зависимость мощности концентрирующего модуля при различных коммутациях групп солнечных элементов от изменения часового угла

Анализ экспериментальных данных и теоретических расчетов позволяет сделать вывод, что фотоприемник, состоящий из групп элементов, соединенных между собой последовательно, а группы соединены параллельно, вырабатывает больше энергии по сравнению с фотоприемником, элементы которого соединены последовательно.

42

36

30

|24

«С« 12

6

0

0123456789

и, В

Рисунок 14 - Изменение электрической мощности модуля параболоцилин-дрического концентратора с фотоприемником, группы элементов которого соединены параллельно

Технико-экономический расчет спроектированного типа солнечного модуля с системой угловых гелиостатов со стационарным концентратором показал, что благодаря использованию стационарных концентраторов для фотоэлектрических модулей возможно снижение стоимости установленной пиковой мощности с 3,8 до 2,5 долл за 1 Вт по сравнению с плоскими фотоэлектрическими модулями. А для теплового модуля со стационарным концентратором с системой УЖГ возможно снижение стоимости с 300-500 долл. до 130 долл за 1 м2 по сравнению с зарубежными аналогами.

Четвертая глава «Исследование возможности увеличения числа часов использования солнечных энергоустановок» посвящена разработке компьютерного моделирования параметров солнечных оптических систем в масштабе одной страны - России, континентов - Афро-Евразийская энергосистема, а также в масштабе всей планеты - глобальная энергосистема. В главе описана математическая

модель компьютерного моделирования глобальных энергосистем, приведены аналитические исследования характеристик

Анализ характеристик солнечных электростанций, работающих в составе отдельных оптических систем, показывает их низкую эффективность, производимая ими электроэнергия составляет лишь малую часть от общего объема производства электроэнергии И дело здесь не только в высокой стоимости преобразователей, но и в непредсказуемости, неуправляемости выработки энергии такими источниками Другой проблемой солнечной энергетики является высокая сезонная зависимость количества выработки энергии, в особенности на высоких широтах

Главной целью создания глобальной солнечной энергетической системы (ГСЭС) является обеспечение условий для эффективного круглосуточного и круглогодичного использования ресурсов солнечной энергии в целях предотвращения экологического и топливно-энергетического кризисов и обеспечения условий для устойчивого развития человеческой цивилизации Эта система будет вырабатывать экологически чистую электроэнергию в достаточном количестве без использования органического топлива

Согласно компьютерному моделированию ГСЭС представляет собой сеть солнечных электростанций и электростанций, использующих другие возобновляемые источники энергии, соединенные между собой и с потребителями энергии линиями передач электрической энергии таким образом, что энергетическая система содержит базовые солнечные электростанции одинаковой мощности, которые установлены в широтном направлении в Африке, в Северной Америке, в Европе и Азии на одинаковом угловом расстоянии друг от друга по долготе, в градусах равном

П , (Ю)

где п = 2,3,4, 5, 6 - количество базовых солнечных электростанций

Расстояние между соседними солнечными станциями в градусах долготы не более 15(/г,+/г2/2), где и Ь2 - длительности светового дня на широтах станций, выраженные в часах Для круглогодичной непрерывной работы - это продолжительности светового дня в день зимнего солнцестояния

Рисунок 15 — Производство электроэнергии (ТВт-ч) энергосистемы, состоящей из двух солнечных электростанций Станции на Чукотке и в Псковской обл по 0,3 ТВт со слежением вокруг полярной оси

10 13 14 1в 11 20 31 0 г 4 8 I 10 11 14 19 1В 30 22 0 2 4 в « 10 11 14 1в И 30 33

Рисунок 16 — Производство электроэнергии (ТВт ч) энергосистемы, состоящей из трех солнечных электростанций Станции в Австралии, Ливии и Мексике по 2,5 ТВт Стационарные панели

Уникальные географические условия России позволят в пределах одной страны создать солнечную энергосистему с круглосуточным и достаточно равномерным производством электроэнергии в летний период Летом Солнце над Россией не заходит, и подобная

энергосистема производит энергию круглые сутки - Солнце последовательно освещает подстанции

Предложено создание принципиально новых оптических систем в масштабах России, Евразийского региона и планеты в целом с круглосуточным в течение 5-12 месяцев в году и достаточно равномерным производством электроэнергии, в которой основную роль будут играть солнечные электростанции Разработаны общие принципы создания глобальной энергосистемы

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

По результатам работы сделаны следующие выводы

1 В результате анализа мировых проектов крупных солнечных электростанций с тепловыми циклами преобразования, где в качестве в качестве преобразователей используются паровые, газовые турбины или двигатели Стерлинга, показано, что в таких СЭС стоимость концентрирующих систем достигает 50% стоимости электростанции В анализе приведены основные параметры электростанций и их взаимосвязь с концентрирующими системами

2 Предложена методика расчета оптических параметров системы параболоцилиндрического концентратора с системой угловых жалюзийных гелиостатов, которая позволяет увеличить время работы стационарного концентратора на 6 часов в летние дни и до 8 часов эффективной работы в зимнее время, за счет увеличения угла зрения стационарного концентратора.

3 Разработана конструкция солнечной энергетической установки со стационарным параболоцилиндрическим концентратором с системой линейных и угловых жалюзийных гелиостатов, защищенная патентом РФ Натурные испытания асимметричного стационарного концентратора с системой угловых гелиостатов показали адекватность созданной математической модели и позволили сделать следующие выводы

■ Данные конструкции позволяют использовать их как в автономной энергосистеме, так и в крупномасшатабной солнечной электростанции в стационарном или в квазистационарном режиме

■ При моделировании угловых жалюзийных гелиостатов увеличивается выработка энергии в течение года на 30%

■ Экспериментальные результаты подтверждают аналитические выводы

■ Подана заявка на выдачу патента на изобретение «Солнечная энергетическая установка с концентратором и системой вторичных отражателей», где рассчитывается оптимальная установка системы угловых и линейных жалюзийных гелиостатов выше входной поверхности концентратора. 4 Предложена электрическая схема коммутации элементов солнечного модуля в виде групп солнечных элементов, последовательно соединенных между собой, в свою очередь группы соединены между собой параллельно Такая схема позволит стационарному концентратору конечной длины при больших значениях азимутного угла вырабатывать большее количество энергии, так как одна группа будет работать в утреннее время, другая в вечернее время, а днем все группы элементов.

5. В результате проведенного анализа состояния вопроса использования концентрированного солнечного излучения в мире и в России показана перспективность объединения региональных энергосистем в Единую энергетическую систему Земли с размещением СЭ в местах с высокими годовыми потоками солнечной энергии Для повышения эффективности солнечной энергетики необходимо объединить большое количество солнечных электростанций, расположенных вокруг Земного шара, в единую глобальную энергетическую систему Проведено компьютерное моделирование национальной энергосистемы, расположенной на территории России, трансконтинентальной энергосистемы из двух солнечных электростанций, установленных в Евразии и в Африке, а также единой глобальной энергетической системы с объединенными солнечными электростанциями, расположенными на различных континентах Земного шара, защищенное патентом РФ на изобретение Сформулированы основные принципы создания глобальной солнечной электростанции

6 Технико-экономический расчет спроектированного типа солнечного модуля с системой угловых гелиостатов со стационарным концентратором показал, что благодаря использованию стационарных концентраторов для фотоэлектрических модулей возможно снижение стоимости установленной пиковой мощности с 3,8 до 2,5 долл за 1 Вт по сравнению с плоскими фотоэлектрическими модулями А для теплового модуля со стационарным концентратором с системой УЖГ возможно снижение стоимости с 300-500 долл до 130 долл за 1 м2 по сравнению с зарубежными аналогами

Основные публикации по диссертации

1 Стребков Д С , Иродионов А Е , Базарова Е Г Использование возобновляемых источников энергии для автономных потребителей в Бурятии // Тезисы докладов международной научно-практической конференции «Малая энергетика - 2002» M , 2002

2 Strebkov D S , Irodionov A E , Tarasov V P , Bazarova E G The stationary solar concentrator for northern areas North Sun 2005 // 11-th International Conference on Solar Energy at High Latitudes May, 25-27 2005, Vilnius, Lithuania

3 Стребков Д С , Иродионов A E , Тарасов В П , Базарова Е Г Технико-экономические характеристики солнечного модуля со стационарным параболоцилиндрическим концентратором // Труды 4-й Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве» Часть 4 Возобновляемые источники энергии Местные энергоресурсы Экология M • ГНУ ВИЭСХ, 2004 С 90-97

4 Патент РФ № 2259002 Солнечная энергетическая система (варианты)/ Стребков Д С, Иродионов А Е, Тарасов В П , Базарова Е Г // БИ 2005 №23

5 Стребков Д С , Иродионов А Е , Тарасов В П , Базарова Е Г Солнечная демонстрационная электростанция со стационарными концентраторами электрической мощностью 100 кВт//Труды 5-й Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве» Часть 4 Возобновляемые источники энергии Местные энергоресурсы Экология M ГНУ ВИЭСХ, 2006 С 111-115

6 Базарова Е Г , Стребков Д С , Иродионов А Е , Тарасов В П Прикладная методика расчета стационарного параболоцилиндрического концентратора // Труды 5-й Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве» Часть 4 Возобновляемые источники энергии Местные энергоресурсы Экология M ГНУ ВИЭСХ, 2006 С 116-121

7 Харченко В В , Каримова И 3 , Базарова Е Г Параметры «солнечного» кремния, полученного в солнечной печи // Труды 5-й Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве» Часть 4 Возобновляемые источники энергии Местные энергоресурсы Экология M ГНУ ВИЭСХ, 2006

С 339-344

8 Базарова Е Г Методы расчета энергетических характеристик статических концентраторов // Тезисы докладов III Международной конференции «Возобновляемая и малая энергетика-2006» M ВВЦ, 2006 С 162-167

9 Базарова Е Г Солнечная энергетическая установка Методы расчета энергетических характеристик статических концентраторов // 7-я специализированная выставка «Изделия и технологии двойного назначения Диверсификация ОПК» Сб научных трудов и инженерных разработок / Под ред академика РАН К В. Фролова - M Эксподизайн, 2006 С 128-132

10 Strebkov D S , Irodionov А Е , Tarasov V Р , Bazarova Е G Optimal orientation of non tracking solar concentrator in northern region //11-th International Conference on Solar Energy at High Latitudes Riga, 2007 P 62

11 Патент РФ № 2303205 Солнечная энергетическая установка (варианты) / Стребков Д С, Тарасов В П, Базарова Е Г // БИ 2007 № 20

12 Strebkov D S , Irodionov А Е , Tarasov V P , Bazarova E G Northern distributed solar power system //11-th International Conference on Solar Energy at High Latitudes Riga, 2007 P 65

13 Базарова E Г Стационарные солнечные концентраторы с системой угловых жалюзийных гелиостатов для электроснабжения автономных потребителей // 8-я специализированная выставка «Изделия и технологии двойного назначения Диверсификация ОПК» Сб научных трудов и инженерных разработок / Под ред академика РАН К В Фролова -M Эксподизайн, 2007 С 133-135

14 Базарова Е Г Угловые жалюзийные гелиостаты в фотоэлектрическом модуле//Сельский механизатор 2007 №11 С 36-38

15 Базарова Е Г Солнечная энергетическая установка с системой угловых жалюзийных гелиостатов // Альтернативная энергетика и экология 2008 №4 С 38-42

16 Базарова Е Г Солнечный параболоцилиндрический модуль с системой жалюзийных гелиостатов // Механизация и электрификация сельского хозяйства 2008 №7 С 40-41

17 Базарова Е Г, Стребков Д С , Иродионов А Е , Тарасов В П Оптимальная ориентация неследящего солнечного концентратора // Теплоэнергетика 2008 №12 С 9-12 (рассмотрено рецензентом журнала, находится в печати)

Подписано в печать 07 08 2008 г Тираж 100 экз

Формат 60х84\16

Уч - изд л 1 4 Заказ № 49

Отпечатано в Филиале ОАО «НТЦ электроэнергетики» - РОСЭП 111395, г Москва, Аллея Первой Маевки,15

ВВЕДЕНИЕ.:.

I. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СОЛНЕЧНЫХ ЭНЕРГОСИСТЕМ.

1.1. Использование концентрированного солнечного излучения в фотоэлектрических модулях.!.

1.1.1. Анализ характеристик солнечных концентраторов.

1.1.2. Отражающие концентраторы.

1.1.3 Преломляющие концентраторы.

1.1.4. Стационарные концентраторы.

1.1.5. Гелиостатные концентраторные системы в солнечных энергоустановках.'.

1.2. Мировые проекты крупных солнечных электростанций.

1.2.1. Солнечные станции башенного типа.

1.2.2. СЭС на основе параболоцилиндрических концентраторов.

1.2.3. Станции на основе параболоидных концентраторов.

Выводы к главе 1.

ГЛАВА II РАЗРАБОТКА СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ СО СТАЦИОНАРНЫМ ПАРА£ОЛОЦИЛИНДРИЧЕСКИМ КОНЦЕНТРАТОРОМ И

СИСТЕМОЙ УГЛОВЫХ ЖАЛЮЗИЙНЫХ ГЕЛИОСТАТОВ.

2.1. Расчет и моделирование стационарных концентраторов на основе ориентированных вторичных отражателей.

2.1.1. Ориентирование стационарных концентрирующих модулей.

2.1.2. Методика расчета параболоцилиндрического концентратора с системой линейных жалюзийных гелиостатов.

2.2 Методика расчета зависимости выходной мощности стационарного параболоцилиндрического концентратора от часового угла.

2.2.1. Методика расчета угловых гелиостатов, установленных на поверхности миделя параболоцилиндрического концентратора.

2.2.2. Методика расчета используемой площади миделя концентрирующей системы в зависимости от часового угла.

2.2.3. Оптимальная ориентация системы вторичных отражателей.

2.3. Параллельная и последовательная коммутация солнечных элементов фотоэлектрического модуля с системой угловых жалюзийных гелиостатов.

Выводы к главе II.

ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ КОНЦЕНТРИРУЮЩЕЙ УСТАНОВКИ С СИСТЕМОЙ УГЛОВЫХ ЖАЛЮЗИЙНЫХ ГЕЛИОСТАТОВ И ТЕХНИКО

ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ.

3.1 Исследование работы солнечного модуля с системой угловых жалюзийных гелиостатов со стационарным параболоцилиндрическим концентратором.

3.1.1. Параметры солнечного модуля при различных способах коммутаций групп элементов.

3.1.2. Параметры параболоцилиндрического концентрирующего модуля с системой линейных и угловых жалюзийных гелиостатов.

3.2. Технико-экономическое обоснование использования солнечных энергетических установок с системой угловых жалюзийных гелиостатов и стационарных концентраторов солнечной энергии.

3.2.1. Оценка стоимости установленной пиковой мощности модулей с системой угловых жалюзийных гелиостатов со стационарными концентраторами.

3.2.2. Расчет стоимости системы угловых жалюзийных гелиостатов со стационарным концентратором.

3.2.3. Экологические аспекты строительства и эксплуатации солнечных установок с концентраторами.

Выводы к главе III.

ГЛАВА IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ УВЕЛИЧЕНИЯ ЧИСЛА ЧАСОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНЫХ ЭНЕРГОУСТАНОВОК.

4.2.2. Межконтинентальная энергосистема.

4.2.3. Глобальная солнечная энергосистема.

4.2. Общие принципы создания глобальной солнечной электростанции.

4.3. Конструктивная схема солнечной электростанции.

4.3.1. Производство электрической энергии.

4.3.2. Расчет количества модулей.

Выводы к главе IV.

Для обеспечения человечества энергией на несколько столетий хватит и сотой доли той энергии, которая доходит от Солнца до Земли за один год. Солнечная энергия - это экологически чистый возобновляемый источник энергии. Человечество начинает сознавать, что энергетические ресурсы ограничены и в ближайшие сто лет люди должны в глобальном смысле решить проблему обеспечения энергией, то есть разработать и реализовать новую концепцию глобальной энергетики. Развитие энергетики имеет определенную логику, по этому пути движется весь мир. От газа в свое время придется отказаться — он слишком дорог и ценен. Использование угля должно стать более экологичным. Урана для ядерного топлива существующих реакторов хватит всего лет на сто [2]. Необходимо искать новые, во всех отношениях безопасные и эффективные источники энергии.

Исследования показали [1, 28], что для решения возникших проблем перспективно использование возобновляемых источников энергии. Основное преимущество возобновляемых источников - их неисчерпаемость и экологическая чистота. Их использование не изменяет энергетический баланс планеты. Полное количество солнечной энергии, поступающей на поверхность Земли за неделю, превышает энергию всех мировых запасов нефти, газа, угля и урана. Экономический потенциал возобновляемых источников энергии в настоящее время оценивается в 20 млрд. тонн условного топлива (т у.т.) в год, что в два раза превышает объем годовой добычи всех видов органического топлива [108, 74].

В основе практически всех видов возобновляемых источников энергии лежит энергия излучения Солнца. Вклад Солнца в энергетический баланс Земли значительно превышает вклад всех других источников. Человечество только начинает выявлять и использовать потенциал солнечной энергии. Та страна, которая перейдет на солнечную энергию первой, будет иметь прекрасные перспективы в будущем.

В ходе встречи с министрами энергетики стран "восьмерки" (март 2006 г), президент РФ В.В. Путин подчеркнул: - «Как считает большая часть людей, энергетическая безопасность, прежде всего, связана с интересами промышленно развитых стран. Однако следует иметь в виду, что почти два миллиарда людей в сегодняшнем мире не пользуется современными услугами энергетики, а многие не имеют доступа даже к электричеству. Их доступ ко многим благам и преимуществам цивилизации практически заблокирован.». Также глава государства указал, что «.одна энергетика не сможет решить проблему бедности. В то же время, недостаток энергоресурсов в целых регионах существенно затрудняет экономический рост, а их неустойчивое использование может привести к экологической катастрофе глобального, а не местного масштаба.» [60].

Развитие цивилизации достигло такого уровня, когда для решения глобальных задач необходимо объединение усилий всех стран мира. И в первую очередь это относится к обеспечению прогресса в сфере производства и использования энергии. Одной из приоритетных задач мирового сообщества является создание системы глобальной энергетики, которая позволила бы осуществлять бесперебойное снабжение широких слоев населения во всем мире энергетическими ресурсами по экономически обоснованным ценам, поддерживать долгосрочную стабильность на мировом и региональных энергетических рынках и обеспечивать экологическую безопасность.

В развитие отечественной и мировой гелиотехники, а именно, фотоэлектрического способа преобразования солнечной энергии внесли большой вклад российские ученые: Алферов Ж.И., Андреев В.М., Баум В.А., Баранов В.К., Вавилов B.C., Васильев A.M., Евдокимов В.М., Каган М.Б., Колтун М.М., Кондратьев К .Я., Ландсман А.П., Лидоренко Н.С., Пивоварова З.И., Полисан A.A., Потапов В.Н., Рябиков C.B., Тарнижевский Б.В., Тверьянович Э.В., Тюхов И.И., Стребков Д.С., Селиванов Н.П., а также зарубежные ученые Бекман У., Даффи Дж., Анто-нио Луки, Клейн С., Колларес - Перейра М., Лю Б., Джордан Р., Холландс К. и ряд других выдающихся ученых.

Актуальность темы

Непрерывный рост цен на традиционные энергоносители и на электрическую энергию, получаемую в основном от сжигания ископаемого топлива, обусловлен прежде всего ростом себестоимости добываемого топлива и увеличением затрат на его транспортировку. В то же время наметилась устойчивая тенденция снижения стоимости энергии, получаемой от возобновляемых источников.

Использование концентраторов в солнечных установках позволяет повысить температуру теплоносителя в случае теплового преобразования энергии. При фотоэлектрическом преобразовании концентраторы позволяют увеличить эффективность и уменьшить количество дорогих солнечных элементов.

Концентрирующие системы, работающие на средних и высоких концентрациях, должны иметь системы слежения, это приводит к удорожанию всей конструкции, усложнению эксплуатации и уменьшению надежности работы. Применение стационарных концентраторов с системами вторичных отра-/ жателей в виде линейных и угловых гелиостатов позволит улучшить технико-экономические показатели солнечной концентрирующей системы.

Повышение эффективности использования солнечной энергии в энергетических установках представляет интерес не только для автономных и удаленных потребителей в виде отдельных небольших поселков, фермерских хозяйств и отдельных домов [22, 66], но и для крупномасштабных солнечных электростанций, которые могут быть использованы как для решения региональных энергетических задач, так и глобальных проблем энергетики.

Круг решаемых в работе вопросов затрагивает не только создание фотоэлектрических модулей для комбинированного энергоснабжения, но и разработку общих принципов развития региональных и глобальных энергосистем на основе солнечных электростанций.

Целью работы является повышение эффективности использования солнечной энергии в энергетических установках с концентраторами.

Для достижения этой цели в диссертационной работе решались следующие задачи:

1. Моделирование солнечной энергоустановки со стационарным параболо-цилиндрическим концентратором с системой угловых жалюзийных гелиостатов, для увеличения времени работы стационарного модуля.

2. Разработка методики расчета угловых гелиостатов для солнечных энергетических установок со стационарными концентраторами.

3. Разработка методики расчета системы жалюзийных гелиостатов для повышения эффективности использования солнечной энергии в солнечных энергоустановках на основе стационарных параболоцилиндрических концентраторов, а также исследование и оптимизация функциональных узлов солнечных энергоустановок большей мощности.

4. Исследование возможности повышения годового числа часов использования мощности и разработка компьютерной модели глобальной солнечной энергетической системы, состоящей из солнечных энергетических установок, соединенных линией электропередач с малыми потерями.

Научная новизна представленных разработок заключается в следующем

- Проведен энергетический анализ вторичных отражателей следящих систем солнечных концентрирующих установок с определением временных характеристик.

- На основе анализа работ линейных жалюзийных гелиостатов создана методика расчета солнечной энергоустановки со стационарным параболо-цилиндрическим концентратором с системой линейных жалюзийных гелиостатов.

- Разработана методика расчета солнечной энергоустановки с системой угловых жалюзийных гелиостатов, позволяющая увеличить время работы стационарного концентрирующего модуля.

- Разработана конструкция системы угловых жалюзийных гелиостатов для солнечной энергоустановки со стационарным асимметричным параболо-цилиндрическим концентратором. На солнечную энергетическую установку с угловыми жалюзийными гелиостатами получен патент РФ.

- Проведено компьютерное моделирование национальной, Афро-Евразийской и глобальной солнечных энергетических систем, состоящих из региональных солнечных электростанций. Предлагаемые энергосистемы, защищенные патентом РФ, позволяют производить электроэнергию круглые сутки в течение 6-12 месяцев в году.

Основные положения, выносимые на защиту 1. Методика расчета системы жалюзийных гелиостатов линейной и угловой формы в системе солнечной энергетической установки.

2. Конструкции солнечных модулей с ассиметричными параболоцилиндриV ческими концентраторами с системами линейных и угловых жалюзийных гелиостатов.

3. Результаты экспериментальных исследований работы солнечных энергетических установок со стационарными концентраторами с системой угловых гелиостатов.

4. Параметры глобальной и межрегиональных солнечных энергосистем по результатам компьютерного моделирования, обоснование мест установки и мощности базовых солнечных электростанций, обеспечивающих круглосуточное производство электроэнергии в масштабах, соответствующих мировому энергопотреблению.

Практическая ценность работы

Предложенная и разработанная конструкция угловых жалюзийных систем и способ коммутации солнечных элементов в концентрирующем модуле, примененные в параболоцилиндрическом стационарном модуле, позволяет увеличить выработку электроэнергии на 30%, время работы стационарного концентратора как в суточном? так и годовом режиме при сравнительно небольшой стоимости устройства.

В результате проведенных исследований и компьютерного моделирования параметров глобальных солнечных и межрегиональных оптических систем обоснованы места установки и мощности базовых солнечных электростанций, обеспечивающих круглосуточное производство электроэнергии в масштабах, соответствующих мировому энергопотреблению.

Апробация

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях:

- 4-ой Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве», 12-13 мая 2004 г., г. Москва, ГНУ ВИЭСХ.

- 5-ой Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве», 16-17 мая 2006 г., г. Москва, ГНУ ВИЭСХ.

- 7-ой специализированной выставке «Изделия и технологии двойного назначения. Диверсификация ОПК, 17-20 октября 2006 г., г. Москва, ВВЦ.

- Ill Международной конференции «Возобновляемая энергетика - 2006», 20 октября 2006 г., г. Москва, ВВЦ.

- 6-ой Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве», 13-14 мая 2008 г., г. Москва, ГНУ ВИЭСХ.

- 11-th International Conference Solar Energy at High Latitudes. North Sun 2007, 1 June 2007 года, Riga, Latvia.

- 8-ой специализированной выставке «Изделия и технологии двойного назначения. Диверсификация ОПК, 2-5 октября 2007 г., г. Москва, ВВЦ.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 17 работ, включая 2 патента на изобретение РФ и 2 статьи в издании, рекомендованном ВАКом.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Объем работы составляет 142 страницы, 42 иллюстрации, 18 таблиц и схем и списка литературы из 127 источников.

Выводы к главе IV

1. Проведено компьютерное моделирование национальной, Афро-Евразийской и глобальной солнечных энергетических систем, состоящих из нескольких солнечных электростанций. Предлагаемые солнечные энергосистемы, защищенные патентом РФ, позволяют производить электроэнергию круглые сутки - Солнце последовательно освещает региональные солнечные станции.

- Национальная энергосистема, состоящая из двух солнечных электростанций, расположенных на Чукотке и в Псковской области, способна обеспечивать с марта по август месячную выработку электроэнергии на уровне 85- 145 ТВт-ч, тогда как среднемесячное потребление электричества в России - 74.02 ТВт-ч (данные 2003 г.).

- Энергосистема из двух солнечных электростанций, установленных на Чукотке (Россия) и в Мавритании (Африка), расширит календарную продолжительность круглосуточной работы и в течение семи месяцев способна обеспечить все страны Африки, Ближнего Востока, Европы, России и СНГ электрической энергией. Годовое производство в энергосистеме составит 5431,6 ТВт-ч. Суммарное ежегодное потребление электричества в Европе, Центральной Азии, на Ближнем Востоке и в Африке - 5095,2 ТВт-ч.

- Для круглосуточной работы в течение всего года необходимо объединить континентальные солнечные электростанции, расположенные вокруг Земного шара, в единую глобальную энергетическую систему. В результате будут исключены сезонные колебания выработки электроэнергии -зимнее снижение в одном полушарии компенсируется летним ростом выработки в другом. При достаточной пиковой мощности солнечных станций глобальная энергосистема способна обеспечивать потребности нагрузки при любых условиях освещенности без буферных накопителей и резервных генераторов.

2. При использовании системы управления со спутниковым мониторингом облачного покрова и прозрачности атмосферы для компенсации снижения выходной мощности в результате погодных явлений может быть использована часть мировой системы традиционных топливных электростанций и электростанций, использующих другие виды возобновляемых источников энергии.

3. В результате использования предлагаемых схем расположения солнечных электростанций государства Россия и Белоруссия, страны евразийского континента, Африки или всего мира получат возможность в течение от 5 до 12 месяцев круглосуточно использовать солнечную энергию для производства и потребления электроэнергии. Это позволит на 40 - 100% снизить выбросы углерода, ответственного за изменение климата, и улучшить экологические характеристики территорий в местах расположения солнечных электростанций, снизить или полностью исключить потребление невозоб-новляемых ресурсов ископаемого топлива.

4. Разработаны общие принципы создания глобальной солнечной электростанции.

5. Предложена методика расчета одного из функциональных узлов крупномасштабной солнечной электростанции - параболоцилиндрического концентратора с системой угловых жалюзийных гелиостатов, которая позволит решить как локальные энергетические задачи, так и глобальные проблемы солнечной энергетики.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам работы сделаны следующие выводы:

1. В результате анализа мировых проектов солнечных энергетических установок с тепловыми циклами преобразования, где в качестве в качестве преобразователей используются паровые, газовые турбины или двигатели Стирлин-га, показано, что в таких СЭС стоимость концентрирующих систем достигает 50% стоимости электростанции. В анализе приведены основные параметры электростанций и их взаимосвязь с концентрирующими системами.

2. Предложена методика расчета солнечной энергетической установки со стационарным параболоцилиндрическим концентратором с системой угловых жалюзийных гелиостатов, которая позволит увеличить время работы стационарного концентратора на 6 часов в летние дни и до 8 часов эффективной работы в зимнее время, за счет увеличения поля зрения стационарного концентратора.

3. Разработана конструкция солнечной энергетической установки со стационарным параболоцилиндрическим концентратором с системой линейных и угловых жалюзийных гелиостатов, защищено патентом РФ. Натурные испытания ассиметричного стационарного концентратора с системой угловых гелиостатов показали адекватность созданной математической модели и позволили сделать следующие выводы:

- Данные конструкции позволяют использовать их как в автономной энергосистеме, так и в крупномасштабной солнечной электростанции в стационарном или в квазистационарном режиме.

- При моделировании угловых жалюзийных гелиостатов увеличивается выработка энергии в течение года на 30%.

- Экспериментальные результаты подтверждают аналитические выводы.

- Подана заявка на выдачу патента на изобретение «Солнечная энергетическая установка с концентратором и системой вторичных отражателей», где рассчитывается оптимальная установка системы угловых и линейных жалюзийных гелиостатов выше входной поверхности концентратора.

4. Предложена оптимальная схема коммутации элементов солнечного модуля в виде групп солнечных элементов последовательно соединенных между собой, в свою очередь группы соединены между собой параллельно. Такая схема позволит стационарному концентратору при больших значениях азимутного угла вырабатывать большее количество энергии, так как одна группа будет работать в утреннее время, другая в вечернее время, а днем все группы элементов.

5. В результате проведенного анализа состояния вопроса и использования концентрированного солнечного излучения в мире и в России показана перспективность объединения региональных энергосистем в Единую энергетическую систему Земли с размещением солнечных станций в местах с высокими годовыми потоками солнечной энергии. Для повышения эффективного использования ресурсов солнечной энергии, увеличения числа часов использования энергосистем является объединение солнечных электростанций расположенных в различных регионах в единую глобальную энергетическую систему, и размещение в местах с высокими годовыми потоками солнечной энергии. Проведено компьютерное моделирование национальной энергосистемы, расположенных на территории России, трансконтинентальной энергосистемы установленных в Евразии и в Африке, а также единой глобальной энергетической системы с объединенными солнечными электростанциями, расположенных на различных континентах Земного шара, защищено патентом РФ на изобретение. Сформулированы основные принципы создания глобальной солнечной электростанции.

6. Технико-экономический расчет солнечного концентрирующего модуля с системой угловых гелиостатов показал, что для фотоэлектрических модулей возможно снижение стоимости установленной пиковой мощности с 3,8 до 2,5 1 долл. за 1 Вт по сравнению с плоскими фотоэлектрическими модулями. А для теплового модуля со стационарным концентратором с системой УЖГ возможно снижение стоимости с 300-500 долл. до 130 долл. за 1 м2 по сравнению с зарубежными аналогами.

1. Алексеев В.В., Рустамов H.A., Чекарев К.В., Ковешников Л.А. Перспективы развития альтернативной энергетики и её воздействие на окружающую среду. Москва Кацивели: МГУ им. Ломоносова, HAH Украины, Морской гидрофизический интститут, 1999. С. 92-129.

2. Алферов Ж.И., Андреев В.М., Задиранов Ю.М. и др. Пути использования солнечной энергии. // Тез. докл. конф. ИХФ АН СССР, Черноголовка, 1981, С. 10-11.

3. Амерханов Р. А. Оптимизация сельскохозяйственных электрических установок с использованием возобновляемых источников энергии. М.: КолосС, 2003.

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

5. Апариси P.P., Тепляков Д.И. Солнечные печи // Труды научно-технической конференции по гелиотехнике. Ереван, 1959.

6. Апариси P.P., Баум Б.В., Гарф Б.А. Солнечные установки большой мощности // В сб. Использование солнечной энергии. М.: ЭИНН, АН СССР, 1957. С. 85.

7. Aitken D.W. Transitioning to a Renewable Energy Future // White Paper of International Solar Energy Society, 2003, 55 pp.

8. Appelbaum J. Array parameters of nonidentical solar cells // 16th IEEE Photovoltaic Spec. Conf., San Diego, Calif., 27-30 Sept., 1982, New York, #4, 1982, pp. 1025-1029.

9. Асланян Г.С., Молодцов С.Д. Основные проблемы на пути расширения использования возобновляемых источников энергии и возможности их решения // Теплоэнергетика. 1997. №4. С. 58 86.

10. Базарова Е.Г. Методы расчета энергетических характеристик статических концентраторов // Тезисы докладов III Международной конференции «Возобновляемая и малая энергетика-2006». М.: ВВЦ, 2006. С. 162-167.

11. Базарова Е. Г. Угловые жалюзийные гелиостаты в фотоэлектрическом модуле // Сельский механизатор. 2007. №11. С. 36-38.

12. Базарова Е. Г. Солнечная энергетическая установка с системой угловых жалюзийных гелиостатов //Альтернативная энергетика и экология. 2008. № 4. С. 38-42.

13. Базарова Е. Г. Солнечный параболоцилиндрический модуль с системой жалюзийных гелиостатов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2008. № 7. С. 40-41.

14. Базарова Е.Г., Стребков Д.С., Иродионов А.Е., Тарасов В.П. Оптимальная ориентация неследящего солнечного концентратора // Теплоэнергетика. 2008. № 12 (рассмотрено рецензентом журнала, находиться в печати).

15. Баранов В. К. Методы расчета профилей фоконов и фокли-нов//Гелиотехника. 1990. №1. С. 19.

16. Безруких П.П. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии // Использование возобновляемых источников энергии в Черноморском регионе. Стратегии и проблемы образования. Материалы международной школы-семинара ЮНЕСКО. М.: МГУИЭ, 2002. С. 7-22

17. Безруких П.П. Научно-техническое и методологическое обоснование ресурсов и направлений использования возобновляемых источников энергии. Автореферат дисс. . д-ра техн. наук. М., 2003. -40 с.

18. Браславская М.В., Баранов В.К. Графический метод расчета конических фоконов // Гелиотехника. 1968. №4. С. 26.

19. Бузин Е.И. О коническом концентраторе с вторичным отражателем, дающим концентрацию в точке // Гелиотехника. 1968. №2. С. 25.

20. Васильев А.М., Ландсман А.Л. Полупроводниковые преобразователи. М.: Сов. Радио, 1971.-С. 246.

21. Вейнберг В.Б. Зеркала, концентрирующие солнечные лучи // Труды ГОИ. Том XXIII, вып. 140. М.: ГОИ, 1954.

22. Bekman Р., Spizzichino A. The Scattering of Electromagnetic Waves from Rough Surfaces. McMillan, New York, 1963.

23. Волков Э.П. Прогноз развития нетрадиционной энергетики в начале XXI века по данным Конгресса Мирового энергетического совета. // Теплотехника. 1993. №6. С. 28-34.

24. Dang A. Concentrators: a review // Energy conversión and management. 1986.

25. Даффи Дж.А., Бекман У.А. Тепловые процессы с использованием солнечной энергии. М.: Мир, 1977.

26. Единая электроэнергетическая система. Концепция развития / Под ред. Ру-денко Ю.Н. М.: МТЭА, 1992.

27. Захидов Р.А. Зеркальные системы концентрации лучистой энергии. Ташкент: ФАН, 1986. 176 с.

28. Захидов Р.А., Умаров Г.Я., Вайнер А.А. Теория и расчет гелиотехнических концентрирующих систем. Ташкент: ФАН, 1977. -144 с.

29. Захидов Р.А., Вайнер А.А. Параболоид гиперболоидные концентрирующие системы и их точность // Гелиотехника. 1977. №1. С. 42-49.

30. Захидов Р.А., Огнева Т. А., Клычев Ш.И. и др. Исследование энергетических характеристик параболоторических фоконов // Гелиотехника. 1984. №4. С. 30-33.

31. Иродионов А.Е. Реверсивно-Балансовый метод проектирования автономных солнечных фотоэлектрических установок. Дисс. . канд.техн. наук.М., 2000. С. 131.

32. Иродионов А.Е., Найденов А.В., Потапов В.Н., Стребков Д.С. Стохастическое моделирование режима работы солнечных фотоэлектрических установок. Гелиотехника, 1987, N 4, 52-56.

33. Кивалов С. Н. и др. Выбор стационарного угла наклона гелиоустановок для обеспечения наибольшей выработки энергии в течение года // Гелиотехника. 2003. №1. С. 38-44.

34. Кивалов С. Н. Исследование стационарных призматических концентраторов для фотоэлектрических модулей. Автореферат дисс. . канд. техн. наук. М., 2000. 24 с.

35. Колтун М.М. Солнечные элементы. М.: Наука, 1987.

36. Колтун M.M. Оптика и метрология солнечных элементов. М.: Наука, 1985. С.280.

37. Колтун М.М., Полисан A.A., Шуров К.А. и др. Солнечные элементы и батареи // Итоги науки и техники. М.: ВИНИТИ, 1989. Т.9.

38. Лидоренко Н.С., Евдокимов В.М., Стребков Д.С. Развитие фотоэлектрической энергетики // Энерготехническая промышленность. Сер 22. Источники тока: Обзор информационный. 1988. Вып. 11. С. 1-52.

39. Лидоренко Н.С., Стребков Д.С. Нетрадиционная энергетика. М.: Знание, 1986.-64 с.'

40. Лидоренко Н.С., Жуков К.В., Набиуллин Ф.Х., Тверьянович Э.В. Перспективы использования линз Френеля для концентрирующих систем гелиотехнических установок// Гелиотехника. 1977. №4. С. 22-25.

41. Лидоренко Н.С., Евдокимов В.М., Стребков Д.С. Развитие фотоэлектрической энергетики. -М., Информэлектро, 1988, 50 стр.

42. Литвинов П.П., Стребков Д.С., Тверьянович Э.В. Оптимизация параметров U-образных стационарных концентраторов для фотоэлектрических модулей // Гелиотехника. 2004. №2. С. 52-56.

43. Литвинов П.П., Стребков Д.С., Тверьянович Э.В. Экспериментальное исследование работы фотоэлектрического модуля со стационарным концентратором // Гелиотехника. 2004, №1. С. 48-52

44. Geruni S. Solar concentrator electric station // Proc. of the 14 Int. Conf. "Eurosun-2004", 20-23 June, 2004, Freiburg, Germany. Vol. 1. P. 849-852.

45. Ligue A. Connection losses in photovoltaic arrays // "Sun II: Proc. Int. Solar Energy Soc. 1979, Vol.3." New York, 1979, pp. 1851-1855.

46. Mazzurracchio P., Raggi A., Barbiri B. New Method for Assessment the Global Quality of Energy System //Applied Energy. 1996. Vol. 53. P.315 324.

47. Милне А., Фоихт Д. Гетеропереходы и переходы металлополупроводников. М.: Мир, 1975. С. 142-165.

48. Minano J.С. Static concentration // International Journal of Solar Energy, 1988. №6. P. 367-388.

49. Муругов В.П., Мартиросов С.H. Солнечное электричество с 1000 крыш в Германии // Возобновляемая энергия. 1998. №4. С. 3-6.

50. Haywood H. Solar energy for water and space heating // Inst of Fuel, July 1954.

51. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии: Аналитический альбом / Под ред. А.И. Гриценко. М.: ВНИИ ПГиГТ, НКАО - фирма» Энергосбережение», АО «Авиаиздат», 1996. С 14.

52. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии: Сборник аналитических, методических и программных материалов. Книга II / Под общей ред. Безруких П.П. М.: АМИПРЕСС, 2002. С. 5-33.

53. Новиков В.В., Баранов В.К.// Гелиотехника. 1965. №5.

54. Hollander J. M., Schnaider T. R. Energy Efficiency: Issues for the Decades // Energy. 1996. Vol.24. №4. P. 273 287

55. Официальный сайт «Риа Новости». http://www.rian.ru/politics/20060316/44416612.html от 16 марта 2006 г. «G8 должна помочь развивающимся странам с энергоресурсами Путин»

56. Патент РФ № 2259002. Солнечная энергетическая система (варианты)/ Стребков Д.С., Иродионов А.Е., Тарасов В.П., Базарова Е.Г. // БИ. 2005. № 23.

57. Патент РФ № 2303205. Солнечная энергетическая установка (варианты) / Стребков Д.С., Тарасов В.П., Базарова Е.Г. // БИ. 2007. № 20.

58. Патент РФ №2001360. Солнечная энергетическая установка /Стребков Д.С., Тверьянович Э.В. // БИ. 1993. № 37-38.

59. Патент РФ № 2172903. Солнечный модуль с концентратором /Стребков Д.С., Тверьянович Э.В., Иродионов А.Е.и др.// №2000108561/06; Заявл. 07.04.2000; Опубл. 27.08.2001.

60. Пинов А.Б. Программа США «Миллион солнечных крыш» // Возобновляемая энергия. 1998. №4. С. 7-10.

61. Праведников Н.К. Об энергетике завтрашнего дня // Теплоэнергетика. 1993. №6.1. С. 8-11.

62. Pacheco J.E., Reilly Н.Е., Kolb G.J., Tyner C.E. Summary of the Solar Two Test and Evaluation Program // 10th International Symposium on Solar Thermal Concentrating Technologies, Sydney, Australia, March 8, 2000.

63. Разгоняев Ю.В., Нагайкин A.C. Результаты натурных испытаний фотоэлектрической станции микрорайона «Солнечный» // Гелиотехника. 1991. №2. С. 33-37.

64. Савченко И.Г., Тарнижевский Б.В. Определение оптимального уровня концентрации солнечного излучения для фотобатарей при различных способах их охлаждения. // Гелиотехника. 1972. №4. С. 20-23.

65. Скоков Ю.В., Закс М.Б. и др. // Тез. Докл. II Всесоюзной конференции по возобновляемым источникам энергии. Черноголовка, 1985. Т. 2. С. 40-41.

66. Стребков Д.С., Тверьянович Э.В., Тюхов И.И, Иродионов А.Е.//Солнечные комбинированные теплофотоэлектрические станции с концентраторами /Нетрадиц. энергетика в XXI веке: II Междунар. конф., Крым, Ялта, 17-22 сент. 2001 г.-С.103-106.

67. Содномов Б.И. Разработка систем энергоснабжения на основе солнечных модулей с асимметричными параболоцилиндрическими концентраторами автономных сельскохозяйственных объектов Забайкалья. Дисс. . канд. техн. наук. М., 2004. С. 197.

68. Стребков Д.С., Муругов В.П. Энергосбережение и возобновляемые источники энергии // Вестник сельскохозяйственной науки. 1991. N 2, (413). М.: Аг-ропромиздат, 1991. С. 117-125.

69. Стребков Д.С., Муругов В.П. Энергосбережение и возобновляемые источники энергии. Вестник сельскохозяйственной науки. -М., Агропромиздат, 1991, N 2, (413), 117-125.

70. Стребков Д.С. Сельскохозяйственные энергетические системы и экология // Альтернативные источники энергии: Эффективность и управление. 1990, №1. С. 39-40.

71. Стребков Д.С. Основные направления повышения безопасности регионов России // Сб. науч. трудов. 6-й спец. выставки и инженерных разработок «Изделия и технологии двойного назначения. Диверсификация ОПК». М., ВВЦ, 2006. С45-53.

72. Стребков Д.С. О развитии солнечной энергетики в России // Теплоэнергетика. 1994. Т. 41. № 2. С. 53-60.

73. Патент РФ № 2303205. Солнечная энергетическая установка (варианты) /Стребков Д.С., Тарасов В.П., Базарова Е.Г. // БИ. 2007. № 20.

74. Стребков Д.С. Энергетические технологии для третьего тысячелетия // Энергия: экономика, техника, экология. 2001. №3. С. 25-28.

75. Стребков Д.С. Тверьянович Э.В. Концентрирующие системы для солнечных электростанций //Теплоэнергетика. 1999. № 2. С. 10-15.

76. Стребков Д. С., Тверьянович Э.В. Концентраторы солнечного излучения -М.: ГНУ ВИЭСХ, 2007. С. 314.

77. Стребков Д. С. и др. Методика расчета технико-экономических характеристик электростанций в условиях рыночной экономики (на примере солнечной фотоэлектрической станции). М.: ВИЭСХ, 1998. С. 6.

78. Стребков Д.С., Иродионов А.Е., Базарова Е.Г. Использование возобновляемых источников энергии для автономных потребителей в Бурятии // Тезисы докладов международной научно-практической конференции «Малая энергетика 2002». М., 2002

79. Strebkov D., Tveryanovich Ed., Irodionov A., Yartsev N., Tyukhov I. PV-thermal static concentrator system for the northern régions, ISES Congress, 2003, Geteborg, Sweden.

80. Solar Two begins validation of molten sait technology // Sun World, Renewable Energy and the Environment, Vol. 20, No 3, September 1996, p.25.

81. Strebkov D.S., Irodionov A.E., Tarasov V.P., Bazarova E.G. Optimal orientation of non tracking solar concentrator in northern region // 11-th International Conference on Solar Energy at High Latitudes. Riga,-2007. P. 62.

82. Тюхов И.И., Сергиевский Э.Д., Арикат С.М. Гибридный солнечный коллектор для тепло- и электроснабжения.// Науч. тр. ВИЭСХ Т. 88. М.: ГНУ ВИЭСХ. 2Ó02. С. 243-252.

83. Тюхов И.И., Бусел О.С. Теоретическое исследование параметров солнечных элементов для фотоэлектрических систем электроснабжения// Там же. С. 226-242.

84. Твайделл Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии: Пер. с англ. -М.: Энергоатомиздат, 1990. С. 28-29.

85. Тепловые установки для использования солнечной энергии. М.: «Наука», 1966. С. 121-126.

86. Троицкий В.А. Глобальная экология и стратегия развития энергетики / Альтернативные источники энергии: эффективность и управление. 1990, N 2, 19-23.

87. Тепляков Д.И., Тверьянович Э.В. Линейные жалюзийные гелиостаты СЭС: косинусные и межжалюзийные эффекты // Гелиотехника. 1993. №4. С.52-58.

88. Тепляков Д.И., Тверьянович Э.В. Линейные жалюзийные гелиостаты СЭС: косинусные и межжалюзийные эффекты // Гелиотехника. 1993. № 5. С.52-60

89. Тепляков Д.И., Тверьянович Э.В. Линейные жалюзийные гелиостаты СЭС: косинусные и межжалюзийные эффекты // Гелиотехника. 1993. №6. С.44-56

90. Тверьянович Э.В. Экспериментальное исследование оптико-энергетических характеристик фоконов. Концентраторы солнечного излучения для фотоэлектрических энергоустановок. М.: Энергоатомиздат, 1986. С. 11-14.

91. Трушевский С.Н., Раббимов Р.Т. Неопределенности эксергетической эф-„ фективности солнечных тепловых установок с линейными концентраторами

92. Tyner Е., Kolb J., Geyer M., Romero M. Concentrating Solar Power in 2001. // IEA SolarPACES, Task Meeting Summaries, Hurghada, Egypt, 23 September 2000, pp.1-17.

93. Тюменцев А.Г. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии. -Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2000. С. 63-68.

94. Умаров Г.Я., Шарафи А.Ш. Концентраторы с фокальным изображением в виде кольца. // Гелиотехника. 1969. №4. С. 24.

95. Умаров Г.Я. Вопросы концентрации солнечной энергии. // Гелиотехника. 1987. №5. С. 32-51.

96. Умаров Г.Я., Апавутдинов Дж.Н. Параболоцилиндрический концентратор с вторичным отражателем поверхности 4 порядка // Гелиотехника. 1970. №3. С. 23-27.

97. Умаров Г. Я., Захидов Р. А., Ходжаев А. Ш. Распределение лучистого вектора в поле излучения параболоцилиндрического концентратора //Гелиотехника. 1976. №1. С. 27-32.

98. Пивоварова З.И., Стадник В.В. Климатические характеристики солнечной радиации как источника энергии на территории СССР. -Л., Гидрометеоиз-дат, 1988.

99. Чернявский A.A., Мануйленко А.Г., Капустин А.Д., Коваленко М.А. Проект сооружения экспериментальной солнечной электрической станции в Кисловодске // Энергетическое строительство. 1993. №7. С. 35-39.

100. Чопра К., Дас С. Тонкопленочные солнечные элементы. М.: Мир, 1986. 440 с.

101. Энергетика мира: уроки будущего / Под ред. Башмакова И.А. М.: МТЭА, 1992. С. 355-380.

102. Энергоактивные здания. Под ред. Сарнацкого Э.В. и Селиванова Н.П. -М., Стройиздат, 1988.

103. Уваров В.В., Жабо В.В., Роганков М.П., Сельскохозяйственная теплоэнергетика и окружающая среда. М.: Колос, 1984. С. 3.

104. Kleth F., Norton P., Brown D. C02 Em ss on from Coal-F red and Solar Electr с Power Plants. Solar Energy Research Institute, May 1990.

105. Васильев Ю.С., Хрисанов Н.И. Экология использования возобновляющихся источников. Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1991. С. 233-246.

106. Выгодский М.Я. Аналитическая геометрия. М.: Физматгиз, 1963. 528 с.

107. Фихтенгольц Г.М. Курс дифференциального и интегрального исчисления. Том III. М.: Наука, 1962. 656 с.

108. Двайт Г.Б. Таблицы интегралов и другие математические формулы. М.: Наука, 1978.-228 с.

109. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1973. 832 с.

110. Баранов В.К. Новые концентраторы излучения и перспективы их применения в оптике и гелиотехнике // Труды ГОИ им. С.И. Вавилова. Том 45, выпуск 179. Л., 1979. С. 57-69.

111. Друде П. Оптика / Под ред. проф. Кравцова Т.П. П.: ОНТИ, Гл. редакция общетехнической литературы, 1935. С. 69-72.

112. Официальный сайт Национальной лаборатории Sandia http://www.sandia.gov/news/resources/releases/2008/solargrid.html

113. Официальный сайт Компании «Marketmetal» http://www.marketmetal.ru/abou

114. Базарова Е.Г., Стребков Д.С., Иродионов А.Е., Тарасов В.П. Оптимальная ориентация неследящего солнечного концентратора // Теплоэнергетика. 2008. № 12.

115. Баранов В.К., Браславская М.В. // Гелиотехника. 1968. № 4. С.26-30

116. Физическая энциклопедия. М.: 1990, С. 344.

117. Гвоздева Н.П., Коркина К.И. Прикладная оптика и оптические измерения., М.: Машиностроение, 1976. 383 с.