автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Повышение энергетической эффективности систем тепло и электроснабжения объектов Кыргызстана на основе солнечных гибридных коллекторов

На правах рукописи

484996»

Кадыров Чолпонбек Аманович

ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ ТЕПЛО И ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ КЫРГЫЗСТАНА НА ОСНОВЕ СОЛНЕЧНЫХ ГИБРИДНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ

Специальность 05.14.04 - Промышленная теплоэнергетика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

с

1 6 ИЮН 2011

)

Москва-2011

4849969

Работа выполнена на кафедре Тепломассообменных процессов и установок Московского энергетического института (технического университета).

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Сергиевский Эдуард Дмитриевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Яновский Леонид Самойлович

кандидат технических наук, профессор Калинин Николай Васильевич

Ведущая организация:

Московский Государственный Университет Леса (МГУЛ)

Защита диссертации состоится « 30 » июня 2011 г. в 15 час. 30 мин. в аудитории Г-406 на заседании диссертационного совета Д 212.157.10 при Московском энергетическом институте (техническом университете) по ад-ресу:111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, дом 17.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим присылать по адресу: 111250, г. Москва, Красноказарменная улица, дом 14, Ученый Совет МЭИ (ТУ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского энергетического института (технического университета).

Автореферат разослан: » мая 2011 года.

Председатель диссертационного

совета Д 212.157.10. д.т.н., профессор

Рыженков В. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Низкий коэффициент самообеспеченности Кыргызской Республики источниками энергии, высокие цены на мировом топливном рынке и наличие экологических проблем, связанных с использованием традиционных энергоносителей, приводит к поиску альтернативных решений, одним из которых является применение возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и, в частности, энергия солнечного излучения. По масштабам ресурсов, экологической чистоте и повсеместной распространенности она является наиболее перспективным энергоресурсом для получения тепла и электроэнергии, особенно в области невысоких температур. По предварительным расчетам, возможная суммарная тепловая мощность солнечных коллекторов, смонтированных на различных объектах побережья озера Иссык-Куль, может составить 60 Гкал/час с выработкой 175 тыс. Гкал в год, что позволит сэкономить до 60 тыс. т.у.т.

Необходимость более широкого использования ВИЭ в энергетике Кыргызской Республики обусловлено тем, что в периоды маловодия гидроэлектростанции работают не на полную мощность и системы электроснабжения функционируют в веерном режиме. Перерывы в энергоснабжении дезорганизуют жизнь регионов, наносят ущерб, оцениваемый в миллионы долларов в год. По примерным оценкам в непрерывных производствах перерабатывающей промышленности, ущерб от недоотпуска электроэнергии в 25-30 раз превышает стоимость недопоставленной энергии.

До недавнего времени практическое использование ВИЭ сдерживалось высокой стоимостью получаемой тепловой и электрической энергии по сравнению с традиционными источниками и относительно низким КПД. Сейчас наблюдается устойчивая тенденция снижения стоимости ВИЭ, обусловленная научными достижениями в совершенствовании методов их использования, и повышением стоимости традиционных ископаемых источников энергии, вызванная их истощением и усложнением технологии добычи.

Поэтому в национальных целевых программах и принятых нормативно-правовых актах Кыргызстана предусматривается, что основным источником покрытия прироста потребности Республики в топливе и энергии должны стать энергосберегающие мероприятия и замещение дефицитных видов органического топлива возобновляемыми источниками энергии, которые предполагается использовать по двум направлениям:

1) производство низкопотенциального тепла для отопления и горячего водоснабжения, основанное на применении энергии солнца и геотермальных источников;

2) производство электроэнергии, предполагающее освоение ветровой энергии, гидроэнергии малых водотоков, а также фотоэлектрических преобразователей.

Для условий Кыргызской Республики наиболее перспективными областями применения ВИЭ следует считать децентрализованные сельскохозяй-

ственные районы, расположенные в отдельных горных и предгорных районах, животноводческие комплексы, личные подсобные хозяйства, лечебно-оздоровительных учреждения, дома отдыха и детские лагеря.

В настоящее время в некоторых указанных зонах используются водяные солнечные коллекторы для обеспечения горячего водоснабжения, а также фотоэлектрические коллекторы, которые компенсирует потребности потребителей в электроэнергии в период веерных отключений. Однако существующая система тепловых и фотоэлектрических коллекторов пока не может обеспечить гарантированного минимума энергоснабжения потребителей в зонах неустойчивого централизованного энергоснабжения.

Альтернативой тепловым и фотоэлектрическим коллекторам может служить гибридный коллектор, преобразующий энергию солнечного излучения в тепловую и электрическую энергию.

По сравнению с фотоэлектрическими коллекторами он обладают более длительным сроком службы, меньшей стоимостью единицы вырабатываемой энергии, низкими эксплуатационными расходами и более высоким термоэлектрическим КПД. Кроме того, применение гибридной системы вместо совместно используемых тепловых и фотоэлектрических коллекторов для обеспечения потребителя одновременно тепловой и электрической энергией, требует существенно меньшей площади для её установки.

Учитывая, что Кыргызский химико-металлургический завод является одним из крупнейших мировых производителей монокристаллического кремния, сырьевого материала для производства солнечных фотогальванических элементов, в стране может быть налажен выпуск современных ГСК. Для этого необходимы исследования и разработка энергоэффективных технологий с гибридными солнечными системами теплоэнергообеспечения. С их помощью возможно обеспечение гарантированного минимума энергоснабжения сельского населения и сельскохозяйственного производства в зонах неустойчивого централизованного энергоснабжения и предотвращение ущербов от аварийных и ограничительных отключений. Решение этой актуальной задачи позволит улучшить экологическую, энергетическую и экономическую безопасность страны.

Целью диссертационной работы является повышение энергетической эффективности системы обеспечения теплом и электроэнергией автономных объектов в климатических условиях Кыргызской Республики, посредством использования солнечного гибридного коллектора с дискретной, оптически сложной поверхностью. Для достижения данной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1) Создание математической модели гибридного коллектора с оптически сложной поверхностью.

2). Численное и экспериментальное исследование локальных характеристик полей температур и скоростей в канале плоского солнечного гибридного коллектора с воздушным теплоносителем.

3) Разработка модели системы солнечного тепло- и электроснабжения

автономного объекта, учитывающей климатические и экономические факторы.

4) Определение экономической целесообразности использования солнечного теплоснабжения в южных регионах Кыргызской Республики.

Научная новизна:

1. Впервые на модульно-экспериментальной установке получены тепловые и электрические характеристики солнечного гибридного коллектора с оптически сложной поверхностью при разных вариантах охлаждения его фотоэлектрических преобразователей.

2. Впервые разработан метод регулярного режима охлаждения СЭ и получены коэффициенты теплоотдачи в ГСК для случая, рабочая поверхность которого обладает дискретными терморадиационными характеристиками.

3. Разработана адекватная математическая модель ГСК и получены данные о температурных полях и потоках, позволяющие определить оптимальные значения КПД и коэффициента замещения для административно-бытовых объектов, расположенных в Кыргызской Республике.

4. Показано, что применение в условиях Кыргызской республики, рассмотренного в работе, ГСК в место ФЭСК и ТВСК с одинаковой площадью приемной поверхности позволяет увеличить количество замещаемого первичного тошива в диапазонах 20-25 и 10-12 %, соответственно.

Достоверность подтверждается удовлетворительной согласованностью расчётных и экспериментальных данных, применением современных экспериментальных методик и вычислительных комплексов, а также удовлетворительным соответствием результатов исследования с данными других авторов.

Практическая значимость. Данные экспериментов, математические модели и результаты численных расчетов могут быть использованы при разработке и проектировании конструкций гибридных солнечных коллекторов и систем автономного тепло- и электроснабжения объектов, отдаленных на значительное расстояние от центральных магистралей.

Результаты работы используются при чтении курсов по специальности промышленная теплоэнергетика.

Основные положения, выносимые на защиту:

• Математическая модель расчета локальных характеристик гибридного солнечного коллектора.

• Результаты экспериментальных и численных расчетов гибридного солнечного коллектора.

• Данные о влиянии режимов работы гибридного солнечного коллектора на его КПД.

• Результаты расчетов коэффициента замещения и экономической эффективности воздушных гибридных коллекторов в Иссык-Кульской области Кыргызской Республике для обеспечения потребителей тепловой и электрической энергией.

Апробация работы. Основные положения работы, результаты теоретических, численных и экспериментальных исследований докладывались и обсуждались: в 2007 г. на XXII международной конференции "Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество"; в 2009 и 2010 гг. на XIV и XVI международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика»; в 2011 г на семинаре Исполнительного комитета ЭЭС СНГ «Возобновляемая энергетика и эффективное использование энергетических ресурсов - потенциал и перспективы инновационного сотрудничества государств Содружества».

Публикации. Основные результаты диссертационной работы изложены в 5 опубликованных работах, две из них в изданиях рекомендованных ВАК. Список указанных работ приведен на 20 странице автореферата.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы, состоящего из 85 наименований, и приложения. Общий объём диссертации составляет 135 страниц, включая рисунки, таблицы и приложения.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дается обоснование актуальности темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследования, а также показана практическая значимость и новизна полученных результатов.

В первой главе выполнен обзор современного состояния рассматриваемой проблемы. Содержится анализ литературных источников по использованию низкопотенциальных теплоэнергетических установок прямого преобразования солнечной радиации в тепловую энергию и электроэнергию с помощью плоских воздушных коллекторов. Проанализированы существующие тепловые и фотоэлектрические солнечные коллекторы и показано малая разработанность проектов с гибридными коллекторами. Рассмотрены способы охлаждения солнечных элементов в коллекторе и возможности расчетов локальных характеристик. В результате были сформулированы следующие проблемы, которые требуют решения: Создание математической модели гибридного коллектора с оптически сложной поверхностью; Численное и экспериментальное исследование локальных характеристик полей температур и скоростей в канале плоского солнечного гибридного коллектора с воздушным теплоносителем.

Во второй главе работы содержатся сведения об экспериментальной установке по исследованию радиационно-конвективного теплообмена в солнечной гибридной установке и методике проведения экспериментов.

Экспериментальный стенд (рис. 1), состоит из модуля (конструкции ФЭ/Т) гибридного коллектора с восьмью солнечными элементами, осветительной и измерительной систем. В качестве имитатора солнечного света использован кварцевый галогенный излучатель (КГ-220-2000). В контрольно-измерительную систему входят тепловизор (ИРТИС-200), люксметр

(ARGUS-1), термоанемометр (TTM-2) и другие приборы для измерения вольтамперных характеристик.

¡Галогенный IKT-23MD00]

[Териавкзор:

Mthmpdi

ФЭ/Т модуль

1 - вентилятор; 2 - гибкий воздуховод; 3 - ресивер; 4 - галогенный излучатель; 5 - рабочий канал; 6 - фотоэлектрические элементы; 7 - датчик термоанемометра; 8 - траверсная система; 9 - т§Ш;Яййизой; 10 -люксметр; 11 - термоанвмом&тр; V - вольтметр А -амперметр; Я - магазин сопротивлений;

Рис. 1 - Внешний вид и блок-схема экспериментальной установки с солнечным гибридным коллектором

На рис.2 и в табл. 1 представлены результаты экспериментальных исследований. Видно, что на электрический КПД заметное влияние оказывает температура ФЭ (или температура теплоносителя на выходе ГСК), а так же цвет (степень черноты) подложки. Все варианты охлаждения ФЭ на светлой подложке обладают более высоким КПД по сравнению с любым из вариантов с зачерненной подложкой.

На рис. 3 представлены термограммы 7-го ФЭ, полученные во время регулярного режима охлаждения исследуемого модуля.

Для определения коэффициента теплоотдачи были использованы следующие соотношения:

М = Мкр+Мгуа+Млавс+Мос, (6)

Ср = (Мкр Ср.кр + м ср.ета + МлаЕС ср.ла80 + Мос Ср.ос)/М, (7)

т = 1п(61)-1п(е2)/(т1-т2), (8)

\|/ = е«/еу, (9) а = тср/(\|Я0 (10)

Здесь Мкр, МоС, Меуа, Млавс - масса (кг) кремния, олова и свинца, входящих в состав фотоэлементов (ФЭ); этил-винил-ацетатной пленки и лавсана;

- степень неравномерности температуры тела; Ср.кр, ср.0С, ср.еУа, ср.лавс _ удельная массовая теплоемкость (Дж/(кг'К)) кремния, олова и свинца, входящих в состав ФЭ; этил-винил-ацетатной пленки и лавсана; 9ь 82, 6*, 0У -избыточные температуры (°С), в моменты времени т1 и т2, и средние (по объему и поверхности) температуры охлаждаемого тела, соответственно; т - темп охлаждения; Б - площадь теплообмена (кг); а - средний коэффициент теплоотдачи (Вт/(м2 К)).

и.тоУ

-—1 Оба канала открыты, подложка белая; -Оба канала открыты, подложка черная;

Таблица I - Электрический КПД модуля ГСК в зависимости от способа охлаждения и свойств подложки

№ РУ/Т Верхний Нижний Электрический

подложка канял канал кпд

1 темная открыт открыт 10,62

2 темная открыт закрыт 10,16

3 темная закрыт открыт 9,8

4 светлая открыт открыт 11,3

5 светлая открыт закрыт 10,95

6 светлая закрыт открыт 10,8

еоо .______^ Г'ъ=26,5 °с

Г,-27,0

N

\\

400 \

\

200 >

0 к

300 К,тУ

- Верхний канал закрыт, нижний канал открыт, подложка белая;

- Верхний канал закрыт, нижний канал открыт, подложка черная;

1300 1500 1100 1000

600 400 300 »0 100 о

Г,-2б,2 "С

£

300 и.тУ

В)

■ Верхний канал открыт, нижний канал закрыт, подложка белая; Верхний канал открыт, нижний канал закрыт, подложка черная;

Рис.2 - Вольтамперные характеристики СЭ при различных способах охлаждения и свойствах подложки

729ЬС->1-0

723Ь002 ->-т- 40 сек

1 "Г ' |

729ЫЮЗ -> т ■ 60 сек

729Ь007 ->т = 140сек

8' .. 8

та*

Скорость и температура воздуха на входе в каналы коллектора: и = 11.4 м/с, ^=24.5 °С; Освещенность:

Е ~ 34.2 клк; Подножка зачернена

Рис. 3 - Термограммы 7-го фотоэлемента (по ходу движения теплоносителя) в разные моменты времени его охлаждения

На рис. 4 представлен пример определения коэффициента теплоотдачи по методу регулярного режима охлаждения СЭ, расположенные на зачерненной подложке в модуле гибридного коллектора

4.6г

4.3 4

, 3.4 ю7ч'т7ч 7ч

2.8 2.5 2.2

* >

т?чср _____

к К ,0|?Ч- ~ Г. - = >

Ч 1 К,

N К.

О 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 тэ'т7ч

Рис. 4 - Графическая иллюстрация определения коэффициента теплоотдачи по данным эксперимента

В третьей главе работы приведена одномерная математическая модель процесса, протекающего в ГСК. Геометрическая модель коллектора представляет собой плоский двухканальный теплообменник, на разделительной стенке которого расположены фотоэлементы. С солнечной стороны он ограничен стеклом, а с тыльной - теплоизоляционным материалом. Оба канала служат для охлаждения ФЭ наружным воздухом. Данная схема охлаждения отличается от известных тем, что в ней есть два, не сообщающихся друг с другом, канала. Кроме того, разделительная стенка обладает дискретными терморадиационными свойствами, а так же тем, что имеет поверхностные интенсификаторы (ребра) не на теплоизоляционной поверхности нижнего канала, а на его верхней поверхности.

5с

н*

8ру/т Нк

^У 8„

Стекло

РУ/Т пластина Изоляция

Рис.5 - Схема течения воздуха в плоском солнечном гибридном коллекторе Одномерная математическая модель ГСК включает следующие уравнения:

для стекла

еГГ?

^ +1сар15 -<xcon¡pv-g(Tg-Ту ) + о.гас11ру_е(Тр„

• для теплоносителя

ду

р/с/vЯ^f— Дх = аС1р,_/(Тр,~Тг )м>Дх + ас> „ (Т^ - Г„ >Дх

(2)

• для РУ/Т пластины с!Т2

ЫЛ

• для изоляции <1Г\

•ру

Л2

}■wЬw-,xcon,w-f(Tw-Tf)-V■raíl,pv-w(Tpv-Tw)-UЬ(Tw-Ta) = Q ^

При наличии ребер на нижней поверхности Р\7Т пластины уравнение имеет вид:

от}

^КК-К,соп(-Т/) + МАг!гсцг{т№-Ту) (5)

сЬ2

Необходимая высота ребер устанавливается из решения следующей оптимизационной задачи:

• Целевая функция

О^-^тзх; (6)

• Ограничения

ДУГ; т , 0<Х<}, 0<х<Н,

С7)

т - '5 аЯЯ2 где ес^ш-БЫ ¡lii.iL.,

ГрУог а 1. Х- 0, (8)

1-0ЯЙ, Х«^; ®

Аналитическое решение задачи (7) + (9):

тегМ^/Д) «

На рис. 6-7 представлены результаты решения задачи (6)-(10) при следующих исходных данных:

Минимально допустимая толщина ребра 5т^=0.4 мм, ширина ребра Ь=0.95 м, металоемкость ребра Ме=5Н=0.00002 м2, коэффициент теплоотдачи а=20 Вт/(м2К), температура в основании ребра 1:о=50оС, температура теплоносителя 1=20 °С, материал ребра - А1.

23г

20.8 41") ш

Ш Ш

■ » »

/ ■к

1 V

0.01 0.02 003 004 Н Рис. 6 - Зависимость теплоотдачи 0 ребра тА1 от его высоты Н и металлоемкости Мё

аш

Нопт(Ш,20,"Л1") 0

'н^шжж) 0025 НдШ(Ш,$0,"А1"У 0.02

йШ

М0~* ¿кН)'-1 2.5x1 (Г"' Ш

Рис. 7 - Зависимость оптимальной высоты ребра из А1 от его металлоемкости Мё и коэффициента теплоотдачи а

Видно, что для А1 при известном коэффициенте теплоотдачи уменьшение металлоемкости ребра, приводит к снижению его оптимальной высоты и теплосъема. Более низким значениям коэффициента теплоотдачи соответствует большая оптимальна« высота ребра.

Для проверки адекватности результатов расчета по одномерной модели было выполнено численное моделирование в программе РНОЕМСБ. Геометрическая модель модуля ГСК и режимные параметры соответствовали экспериментальным условиям. Результаты моделировани в среде РНОЕМС8 и сопоставление их с искомыми характеристиками, определяемые по одномерной модели, приведены на ряс. 8-10. Видно, что расхождений данных по температуре не значительно к в основном обусловлено параметрами расчетной сетки и линеаризацией 1учистой составляющей теплового потока в одномерной модели.

гас. 8-1 еометрические модели модуля ГСК в среде программе Р1юешсз

— Результаты расчетов Рйоетсв

— Результаты расчетов одномерной модели

701-1-1-1-.-1-.-1-1-г

Рис. 9 - Поля скоростей и температур теплоносителя в каналах ГСК, расчитанных в программе РЬоешсз

Э0>-

О 0,2 0.4 0.6 0.8 I 1.2 14 1.6 1.8 2

Цм).по длине коллектора Рис. 10 - Сравнение расчётов по РЬоешсэ и одномерной модели

Пластина

Исходны* данные: Теплотехнические параметры канала, теплофизичесхие свойства теплоносителей, расчетный шагеетки,к-£ модель турбулентности.

'. I

Определение дпиии пути смешения, турбулентн ой вязкости, ламинарного » турбулентного числа Праидтля, толщины вытеснения и потери импульса.

I

Определение числа Рейнольде* и пристенной функции SKIN:

SKIN = max{SKINi,SKWl) -:-f--

4_1 _

Рэмет сопротизлениЙ: t* = ¿Щ^С? ,C/ -

rS ___ _

Определение пристенной функции STAN:

STAN = max(STANl,Sn'ANt], STANt = (PrtRe)-\

SKIN

STANt = —;.•--.........., .....- —

рф + 4{PrL/PTc - l)\lPrc/PrLJsm}

Раеда коэффициента теплоотдачи: or= ptHcmUtSTAN

Рис. 11 - Блок-схема расчета коэффициента теплоотдачи по данным программы РНОЕМСБ

Таблица 2-Коэффициент теплоотдачи, определенный по программе РНОЕМСБ и данным эксперимента

Величйна j ,.. Phoenics I- Эксперимент J . 8a, %

a, Bt/(m2.K) j 43,2 I 47,2 I 8,5

На рис. 12 сопоставлены данные греческих исследователей* с экспериментально-расчетными данными наших исследований. Видно, что наша схема охлаждения оптически сложной поверхности модуля ГСК приводит к более высокому тепловому и электрическому КПД.

*-Tonui J.K., Tripanagnostopoulos Y. Air-cooled PV/T solar collectors with low cost performance improvements // Solar Energy 2006 - www.elsevier/com/locate/solener

0.8

0.6

! П. — 0.4

| Чм ❖ ♦ 1« ■■

! 0.2

0.25

0.50

0.75

1-уст

Й-Я-Я-Ян ь-а-а-а-й-. ииа-а

я 0 И* 1 9 * •

ш\

1

0.112

0.107

0.102 °° П«

ДД П,о

0.097

10

15

Ьят

0.092

Рис. 12 - Зависимость теплового КПД от длины гибридного коллектора: 1 - (маркеры: О) - скорость воздуха в каналах 8 м/с, освещенность 37'Ю3 лк, подложка черная; 2 - (маркеры: а, Д ) - скорость воздуха в каналах 8.1 м/с,

освещенность 37 1 03 лк, подложка белая; 3 - (линии: —,---) - литературные

данные*

Таблица 3 - Искомые характеристики экспериментального модуля ГСК

№ Наименование конфигурации Тепловой КПД. % Электрический КПД,%

1 Гибридный коллектор без верхнего стекла 47 8,3

2 Гибридный коллекторбез верхнего стекла и с оребренной поверхностью 56 9

3 Гибридный коллектор с верхним стеклом 60 11

4 Гибридный коллектор с верхним стеклом и оребренной поверхностью 76 11,9

Результаты эксперимента и математического моделирования были использованы при разработке системы солнечного тепло- и электроснабжения автономного объекта.

В четвертой главе работы представлена система солнечного тепло- и электроснабжения автономного объекта, расположенного в Иссык-Кульской области Кыргызской Республики. Схема разработанной системы для автономного административно-бытового здания представлена на рис. 14. С целью выяснения эффективности использования ГСК для электро- и теплоснабжения автономного объекта рассмотрены следующие режимы работы ГСК: в покрытии нагрузки на отопление и горячее водоснабжение (электроснабжение); только горячее водоснабжение и электроснабжение; только отопление и электроснабжение.

на сушку

Вода

Потребитель

¡ЙМИЁИи

Qr2.ll кВт

БЕТ-!

Рис. 13 - Блок-схема электроснабжения автономного объекта

Ор.ъ=15,05 кВт

Еи=0,1078 кВт 1 VI _

К-10 :

Е„=0,01889 кВт

б)

Рис. 14 — Упрощенная (а) и более детальная схема (б) системы теплоснабжения автономного объекта, удаленного от центральных магистралей (значения величин энергетических потоков приведены для декабря месяца)

В табл. 4-6 приведены данные по распределению тепловой энергии, вырабатываемой ГСК при наличии и отсутствии поверхностных интенсифика-торов на нижней поверхности разделительной стенки (подложки); экономическая обоснованность использования данного коллектора на территории Иссык-Кульской области, а так же коэффициент замещения для системы теплоснабжения здания в зависимости от площади ГСК.

Таблица 4 - Распределение тепловой энергии, вырабатываемой ГСК (кВт ч)

с оребрением без оребрения

Месяцы - ? ■ ш *$йяacu • 4a« /С™

Январь 13716,48 3500 14000 -3783,52 10828,8 3500 14000 -6671,2

Февраль 16145,44 3500 13200 -554,56 12746,4 3500 13200 -3953,6

Март 23 S6 0,9 6 3500 11200 9160,96 18837,6 3500 11200 - 4137,6

Апрель 25261,22 3200 - 13807,8 8853,48 20416,8 3200 - 13807,8 3409

ГиАОЛ 29 57 б, 1 и ^■UJJU - lüi 1 23345,6 2ьии - 5862,91 10686,65

Июнь 29433,28 2800 6574,7 20058,58 - 23236,8 2800 - 6574,7 13862,1

Нкшь 3100496 2800 4414,5 2379.0,46 24477,6 2800 4414,5 17263,1

Август 28004,48 2800 ■ 4696,2 20508,28 - 22108,8 3000 4696,2 14412,6

Сентябрь 25861,28 3000 - 8171,53 4689,75 20416,8 3200 8171,53

Октябрь 20288,96 3200 - 17088,96 - 16017,6 3500 - 12517,6 -

Ноябрь 14002,24 3500 10000 502,24 - 11054,4 3500 10000 - -2445,6 -2445,6 .

Декабрь 12144.8 3500 12300 -3655,2 9588 LHEL 12300 - - -6212

£ 3мг бодао. 47527« -79» Д® зияю.. дер® Шт 73ЙЗВ9

Таблица 5 - Коэффициент замещения для системы теплоснабжения автономного объекта в зависимости от площади ГСК

Ас=30>/ At=40mi

Тепловая HarpjüKa МВт. ч Допод. Энергия МВт. ч Козфф. Замещения Тепловая HarpjüKa МВт. Ч Допол. Знергая МВт. ч Коэфф. Замещения

17.5 16.11 0.08 175 15.66 0.105

16.7 15.45 0.075 16.7 15.06 0.096

14.7 12.58 0.145 14.7 11.92 0.189

3.2 1281 08 32 0.8968 0.72

3 0.8553 0.715 3 0.4866 0.833

2.8 0.6788 0.7S3 28 0.3351 0J86

2.8 0.5863 0.791 28 0.2463 0.912

2.8 0.775 0.723 2S 0.4313 0.846

3 1.08 0.64 3 0.7116 0.763

3.2 1.747 0.454 32 1.413 0.558

13.5 12.55 0.071 135 12.25 0.093

15.8 15.13 0.042 158 14.92 0.093

99 78.8234 0.425 99 74.3307 0.505

В табл. 6 представлены три расчетных варианта использования дополнительного (резервного) источника энергии в системе солнечного теплоснабжения автономного объекта.

Таблица 6 - Данные по резервному источнику для автономного объекта

Площадь Коэффици- Суммарные Кап. затраты Годовые за- Суммарные

солнечно- ент замеще- кап. затраты дополнитель- траты на доп. годовые за-

го коллек- ния^ солнечной ного источ- источник траты Сгод, $

тора Ас, м2 системы на ника на год энергии (топ-

год, $ Ен. $ ливо) И„ег), 5

Котел, отапливаемый углем

10 0.177 450 124.95 3184 3758,95

20 0.317 900 124.95 3126 4150,95

30 0.424 1350 124.95 2934 4408,95

40 0.505 1800 124.95 2601 4525,95

50 0.563 1250 124.95 2473 3847,95

60 0.604 1700 124.95 2367 4191,95

Установка на биогазе

10 0.177 450 330 556 1336

20 0.317 900 330 515 1745

30 0.424 1350 330 481 2161

40 0.505 1800 330 454 2584

50 0.563 1250 330 431 2011

60 0.604 1700 330 413 2443

Установка на природном газе

10 0.177 450 82.5 4448 4980,5

20 0.317 900 82.5 4122 5104,5

30 0.424 1350 82.5 3853 5285,5

40 0.505 1800 82.5 3634 5516,5

50 0.563 1250 82.5 3454 4786,5

60 0.604 1700 82.5 3307 5089,5

Анализ тепловых потерь и теплопоступлений автономного объекта показал, что среднегодовой вклад солнечной энергии в теплоснабжении объекта, с учетом горячего водоснабжения, может составить до 75 %, а недостающая часть компенсируется дублирующим источником.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Впервые создана математическая модель ГСК для определения тепловых характеристик в нестационарных условиях. Модель учитывает распределение температуры вдоль коллектора и позволяет определить коэффициент полезного действия коллектора с учетом изменения коэффициента тепловых потерь, зависящего от параметров наружного климата. Показано, что при расчете ГСК можно с точностью до 10% использовать одномерную модель.

2. Впервые получены тепловые и электрические характеристики модуля ГСК при различных вариантах охлаждения его СЭ. Разработан метод регулярного режима для определения коэффициента теплоотдачи поверхно-

ста с дискретными теплофизическими свойствами. С помощью данного метода получены значения коэффициентов теплоотдачи СЭ в конструкции ГСК.

3. Разработана модель системы солнечного тепло и электроснабжения, позволяющая проводить расчет и оценку эффективности системы солнечного теплоэлектроснабжения, а так же определять реальную потребность в дополнительном источнике энергии.

4. Показано, что расхождение экспериментальных данных и результатов расчета температур составило около 10%.

5. Предложен способ определения почасового поступления суммарной солнечной радиации на наклонную плоскость с учетом облачности и вычисления оптимального угла наклона для ГСК.

6. Показано, что применение в условиях Кыргызской республики, рассмотренного в работе, ГСК в место ФЭСК и ТВСК с одинаковой площадью приемной поверхности позволяет увеличить количество замещаемого первичного топлива в диапазонах 20-25% и 10-12 %„ соответственно.

Список условных обозначений

T=273+t - температура, К; а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2'К); X -коэффициент теплопроводности, Вт/(мК); I - плотность потока солнечного излучения, Вт/м2; F - площадь PV/T пластины, м2; Ut и Ц, -коэффициенты тепловых потерь коллектора, Вт/(м'К); х - время (с) или коэффициент пропускания стекла; 8 - толщина пластины, м; подстрочные индексы: g - стекло, pv - пластина с фотоэлементами, conv - конвекция, rad - излучение, f-теплоноситель (воздух), w - нижняя стенка коллектора, а - атмосфера.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Кадыров Ч.А., Сергиевский Э.Д., Тюхов И.И. Экспериментальное и расчётное исследование характеристик на модели солнечного гибридного коллектора // Тез. XXII междунар. конф. «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество» Эльбрус-2007. Черноголовка: ИПХФ РАН, 2007. С. 70-71.

2. Кадыров Ч.А., Сергиевский Э.Д., Глазов B.C. Математическое моделирование теплообмена в солнечном гибридном коллекторе // Четырнадцатая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», - М.: Издательский дом МЭИ, 2008. Том 2. С. 356-357.

3. Кадыров Ч.А., Сергиевский Э.Д., Тюхов И.И. Исследование характеристик приемного элемента солнечного гибридного коллектора. /Вестник МЭИ. - 2008. -№2. -С. 26-29.

4. Кузнецов К.В., Тюхов И.И., Кадыров Ч.А., Сергиевский Э.Д. Исследование приемного элемента солнечного гибридного коллектора /Теплоэнергетика - Москва 2009. -№2. -С. 73-77.

5. Кадыров Ч.А., Сергиевский Э.Д., Глазов B.C. Математическая модель сети на базе гибридного солнечного коллектора // Шестнадцатая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», - М.: Издательский дом МЭИ, 2010. Том 2. С. 419-420.

Подписано в печать*^ vb • -(v. Зак. т Тир. \( С п.л. \j!) Полиграфический центр МЭИ (ТУ) Красноказарменная ул., д.13

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИИ?!.

1.1 Низкопотенциальные теплоэнергетические преобразователи солнечной энергии излучения на базе солнечного коллектора.

1.2 Системы солнечного теплоснабжения.

1.2.1. Солнечный коллектор как теплообменник.

1.2.2. Бак-аккумулятор и теплообменники.

1.3. Система солнечного электроснабжения.

1.3.1 Типы солнечных фотоэлектрических систем.

1.3.2 Электрический аккумулятор и инвертор.

1.3.3 Солнечные фотоэлектрические преобразователи.

1.4. Гибридные солнечные коллекторы в системах. теплоэлектроснабжения.

1.4.1. Гибридные коллекторы, охлаждаемые воздухом.

1.4.2. Гибридные коллекторы, охлаждаемые жидкостью.

1.5. Климатические характеристики солнечного излучения.

Выводы.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СОЛНЕЧНОГО ГИБРИДНОГО КОЛЛЕКТОРА.

2.1. Описание экспериментальной установки.

2.2. Результаты и их анализ.

2.3. Методика расчета коэффициента теплоотдачи.

2.4. Задача оптимизации прямоугольного ребра.

Выводы.

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ

СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛОЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.

3.1 Одномерная математическая модель ГСК.

3.2. Двухмерная математическая модель СГК.

3.3. Сравнение результатов моделирования с данными эксперимента.

Выводы.

ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ СИСТЕМЫ СОЛНЕЧНОГО

ТЕПЛОЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ АВТОНОМНОГО ОБЪЕКТА.

4.1. Исходные данные для системы энергообеспечения автономного объекта.

4.2. Теплотехнический расчет.

4.3. Расход тепла на горячее водоснабжение.

4.4. Расход тепла на отопление.

4.5. Разработка системы тепло и электроснабжения автономного объекта.

4.6 Расчет эффективности модуля ГСК.

4.7 Расчет коэффициента замещения (Г - метод).

4.8. Результаты и их технико-экономический анализ.

4.9 Эффективность модуля ГСК.

Выводы.

Актуальность темы диссертации. Низкий коэффициент самообеспеченности Кыргызской Республики по традиционным источникам энергии, высокие цены на мировом топливном рынке и наличие экологических проблем связанных с использованием традиционных энергоносителей приводит к поиску альтернативных решений, одним из которых является применение возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и, в частности, энергия солнечного излучения. По масштабам ресурсов, экологической чистоте и повсеместной распространенности она является наиболее перспективным энергоресурсом для получения тепла и электроэнергии, особенно в области невысоких температур. По предварительным расчетам, возможная суммарная тепловая мощность солнечных коллекторов, смонтированных на различных объектах побережья озера Иссык-Куль, может составить 60 Гкал/час с выработкой 175 тыс. Гкал в год, что позволит сэкономить до 60 тыс. тонн условного топлива [1].

Необходимость более широкого использования ВИЭ в энергетике Кыргызской Республики обусловлено тем, что в связи с маловодием, гидроэлектростанции работают в веерном режиме. Перерывы в энергоснабжении дезорганизуют жизнь регионов, наносят ущерб, оцениваемый в миллионы долларов в год. По примерным оценкам в непрерывных производствах перерабатывающей промышленности, ущерб от недоотпуска электроэнергии в 2530 раз превышает стоимость недопоставленной энергии.

До недавнего времени практическое использование ВИЭ сдерживалось высокой стоимостью получаемой тепловой и электрической энергии по сравнению с традиционными источниками и относительно низким КПД. Сейчас наблюдается устойчивая тенденция снижения стоимости ВИЭ, обусловленная научными достижениями в совершенствовании методов их использования, и повышение стоимости традиционных ископаемых источников энергии, обусловленная их истощением и усложнением технологии добычи.

Поэтому в национальных целевых программах и принятых нормативно-правовых актах Кыргызстана предусматривается, что основным источником покрытия прироста потребности Республики в топливе и энергии должны стать энергосберегающие мероприятия и замещение дефицитных видов органического топлива электрической энергией, а также возобновляемыми источниками энергии, которые предполагается использовать по двум направлениям:

1) производство низкопотенциального тепла для отопления и горячего водоснабжения, основанное на применении энергии солнца и геотермальных источников;

2) производство электроэнергии, предполагающее освоение ветровой энергии, гидроэнергии малых водотоков, а также фотоэлектрических преобразователей.

Для условий Кыргызской Республики наиболее перспективными областями применения ВИЭ следует считать децентрализованные сельскохозяйственные районы, расположенные в отдельных горных и предгорных районах, животноводческие комплексы, личные подсобные хозяйства, лечебно-оздоровительных учреждения, дома отдыха и детские лагеря.

В настоящее время в некоторых указанных зонах используются водяные солнечные коллекторы для обеспечения горячего водоснабжения, а также фотоэлектрические коллекторы, которые компенсирует потребности потребителей в электроэнергии в период веерных отключений, вызванных маловодием на гидроэлектростанции. Однако существующая система тепловых и фотоэлектрических коллекторов пока не может обеспечить гарантированного минимума энергоснабжения потребителей в зонах неустойчивого централизованного энергоснабжения.

Альтернативой тепловым и фотоэлектрическим коллекторам может служить гибридный коллектор, преобразующий энергию солнечного излучения в тепловую и электрическую энергию.

По сравнению с фотоэлектрическими коллекторами он обладают более длительным сроком службы, меньшей стоимостью, низкими эксплуатационными расходами и более высоким термоэлектрическим КПД. Кроме того, применение гибридной системы вместо совместно используемых тепловых и фотоэлектрических коллекторов для обеспечения потребителя одновременно тепловой и электрической энергией, требует существенно меньшей площади для её установки.

Учитывая, что Кыргызский химико-металлургический завод является одним из крупнейших мировых производителей монокристаллического кремния, сырьевого материала для производства солнечных фотогальванических элементов, в стране может быть налажен выпуск современных ГСК. Для этого необходимы исследования и разработка энергоэффективных технологий с гибридными солнечными системами теплоэнергообеспечения. С их помощью возможно обеспечение гарантированного минимума энергоснабжения сельского населения и сельскохозяйственного производства в зонах неустойчивого централизованного энергоснабжения и предотвращение ущербов от аварийных и ограничительных отключений. Решение этой актуальной задачи позволит улучшить экологическую, энергетическую и экономическую безопасность страны.

Целью диссертационной работы является повышение энергоэффективности системы обеспечения теплом и электроэнергией автономного объекта в климатических условиях Кыргызской Республики, посредством использования солнечного гибридного коллектора с дискретной, оптически сложной поверхностью. Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

1) Создание математической модели гибридного коллектора с дискретной, оптически сложной поверхностью.

2). Численное и экспериментальное исследование локальных характеристик полей температур и скоростей в канале плоского солнечного гибридного коллектора с воздушным теплоносителем.

3) Разработка модели системы солнечного тепло- и электроснабжения автономного объекта, учитывающей климатические и экономические факторы.

4) Определение экономической целесообразности использования солнечного теплоснабжения в южных регионах Кыргызской Республики.

Научная новизна:

1. Впервые, на модульно-экспериментальной установке получены электрические и тепловые характеристики солнечного гибридного коллектора с оптически сложной поверхностью при разных вариантах охлаждения его фотоэлектрических преобразователей.

2. Впервые, разработан метод регулярного режима охлаждения для определения коэффициентов теплоотдачи в ГСК, рабочая поверхность которого обладает дискретными терморадиационными характеристиками.

3. Разработана математическая модель ГСК и получены данные о температурных полях и потоках, позволяющие определить оптимальные значения

КПД и коэффициента замещения для административно-бытовых объектов, расположенных в Кыргызской Республике.

4. Разработан проект системы горячего водоснабжения и электроснабжения автономного объекта с накопительными элементами тепла, электричества и резервной биогазовой установкой.

Достоверность подтверждается удовлетворительной согласованностью расчётных и экспериментальных данных, применением современных экспериментальных методик и вычислительных комплексов, а также удовлетворительным соответствием результатов исследования с данными других авторов.

Практическая значимость. Данные экспериментов, математические модели и результаты численных расчетов могут быть использованы при разработке и проектировании конструкций гибридных солнечных коллекторов и систем автономного тепло- и электроснабжения объектов, отдаленных на значительное расстояние от центральных магистралей.

Результаты работы используются при чтении курсов по специальности промышленная теплоэнергетика.

Основные положения, выносимые на защиту:

• Математическая модель расчета локальных характеристик гибридного солнечного коллектора.

• Результаты экспериментальных и численных расчетов гибридного солнечного коллектора.

• Данные о влиянии режимов работы гибридного солнечного коллектора на его КПД.

• Результаты расчетов коэффициента замещения и экономической эффективности воздушных гибридных коллекторов в Иссык-Кульской области Кыргызской Республике для обеспечения потребителей тепловой и электрической энергией.

Апробация работы. Основные положения работы, результаты теоретических, численных и экспериментальных исследований докладывались и обсуждались: в 2007 г. на XXII международной конференции "Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество"; в 2009 и 2010 гг на XIV и XVI международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика»; в 2011 г на семинаре Исполнительного комитета ЭЭС СНГ «Возобновляемая энергетика и эффективное использование энергетических ресурсов - потенциал и перспективы инновационного сотрудничества государств Содружества».

Публикации. Основные результаты диссертационной работы изложены в 5 опубликованных работах, две из которых представлены в изданиях рекомендованных ВАК:

1. Кадыров Ч.А., Сергиевский Э.Д., Тюхов И.И. Экспериментальное и расчётное исследование характеристик на модели солнечного гибридного коллектора // Тез. XXII междунар. конф. «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество» Эльбрус-2007. Черноголовка: ИПХФ РАН, 2007. С. 7071.

2. Кадыров Ч.А., Сергиевский Э.Д., Глазов B.C. Математическое моделирование теплообмена в солнечном гибридном коллекторе // Четырнадцатая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», - М.: Издательский дом МЭИ, 2008. Том 2. С. 356-357.

3. Кадыров Ч.А., Сергиевский Э.Д., Тюхов И.И. Исследование характеристик приемного элемента солнечного гибридного коллектора. /Вестник МЭИ. - 2008. -№2. -С. 26-29.

4. Кузнецов К.В., Тюхов И.И., Кадыров Ч.А., Сергиевский Э.Д. Исследование приемного элемента солнечного гибридного коллектора /Теплоэнергетика - Москва 2009. -№2. -С. 73-77.

5. Кадыров Ч.А., Сергиевский Э.Д., Глазов B.C. Математическая модель сети на базе гибридного солнечного коллектора // Шестнадцатая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», - М.: Издательский дом МЭИ, 2010. Том 2. С. 419-420.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы, состоящего из 85 наименований, и приложения. Общий объём диссертации составляет 135 страниц, включая рисунки, таблицы и приложения.

Выводы

В данной главе рассмотрена система солнечного тепло- и электроснабжения автономного объекта, расположенного в Иссык-Кульской области Кыргызской Республики. Представлена схема разработанной системы для административно-бытового здания.

С целью выяснения эффективности использования ГСК для электро- и теплоснабжения автономного объекта рассмотрены следующие режимы работы ГСК: в покрытии нагрузки на отопление и горячее водоснабжение (электроснабжение); только горячее водоснабжение и электроснабжение; только отопление и электроснабжение.

Установлено, что среднегодовой вклад солнечной энергии в теплоснабжении рассмотренного автономного объекта, с учетом горячего водоснабжения, может составить 75 %, а недостающая часть скомпенсирована дублирующим источником.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Впервые создана математическая модель ГСК для определения тепловых характеристик в стационарных условиях. Модель учитывает распределение температуры вдоль коллектора и позволяет определить коэффициент полезного действия коллектора с учетом изменения коэффициента тепловых потерь, зависящего от параметров наружного климата.

2. Впервые получены электрические и тепловые характеристики модуля ГСК при различных вариантах охлаждения его СЭ. Разработан метод регулярного режима для определения коэффициента теплоотдачи поверхности с дискретными теплофизическими свойствами. С помощью данного метода получены значения коэффициентов теплоотдачи СЭ в конструкции ГСК.

3. Разработана модель системы солнечного тепло и электроснабжения, позволяющая проводить расчет и оценку эффективности этой системы, а так же определять реальную потребность в дополнительном источнике энергии.

4. Показано, что расхождение экспериментальных данных и результатов расчета температур по разработанным математическим моделям составило около 10%.

5. Выполнен расчет почасового поступления суммарной солнечной радиации на наклонную плоскость с учетом облачности и вычисления оптимального угла наклона для ГСК.

6. Показано, что применение в условиях Кыргызской республики, рассмотренного в работе, ГСК вместо ФЭСК и ТВСК с одинаковой площадью приемной поверхности позволяет увеличить количество замещаемого первичного топлива в диапазонах 20-25% и 10-12 %, соответственно.

7. Проведены расчеты экономической эффективности использования воздушных коллекторов в климатических условиях южных районов Кыргызской Республики. Показано, что использование воздушных солнечных гибридных коллекторов при участии в покрытии нагрузки отопления и горячего водоснабжения или покрытии нагрузки только горячего водоснабжения целесообразно.

1. Отчет «Поддержка биосферной территории Иссык-Куль» Бишкек-2003. www.donors.kg.

2. Даффи Дж.А., У.А.Бекман, Тепловые процессы с использованием солнечной энергии. М.: Мир, 1977. 413 с.

3. Tripanagnostopoulos Y., Nousia Th., Souliotis M. and Yianoulis P. Hybrid photovoltaic/thermal solar systems. //Solar Energy, 2002, vol.72, Issue 3, pp 217-234.

4. Крейт Ф., Блэк У. Основы теплопередачи. M.: Мир, 1983. -512 с.

5. Agarwal V.K. and Larson D.C. Calculation of the top loss coefficient of a flat plate collector.// Solar Energy, 1981, vol.27, pp 69-71.

6. Tabor H., The testing of solar collectors, the scientific research foundation, Jerusalem, 1975 andlSES congress, los Angeles, paper 33/8, 1975.

7. Попель O.C. Эффективность применения солнечных водонагревателей в климатических условиях средней полосы России // Энергосбережение. 2001. № 1.С. 30-33.

8. Бекман У. А., Клейн С. А., Даффи Дж. А., Расчет систем солнечного теплоснабжения, М. Энергоиздат, 1988.

9. Валов М.И., Казанджан Б.И., системы солнечного теплоснабжения, издательство МЭИ, 1991, с. 139.

10. Содонов Б. И., Разработка систем энергоснабжения на основе солнечных модулей с асимметричными параболоцилинд- рическими концентраторами автономных сельскохозяйственных объектов Забайкалья, Дисс. канд. техн. наук. М.: ВИЭСХ, 2004.-180 с.

11. Арикат. С. М., Гибридная система тепло и электроснабжения применительно к жилому сектору Иордании, Дисс. канд. техн. наук. М.: МЭИ, 2001.138 с.

12. Exell R. H. В., Professor Exell's Notes for Students,King Mongkut's University of Technology Thonburi, 2000.

13. Ансельм А. И. Введение в теорию полупроводниковых приборов. М.: Наука, 1978.

14. Tonui J.K., Tripanagnostopoulos Y. Air-cooled PV/T solar collectors with low cost performance improvements // Solar Energy 2006 — www.elsevier/com/locate

15. Васильев A.M., Ландсман А.П. Полупроводниковые преобразователи / M. Советское радио. 1971.

16. PVT-ROADMAP. A European guide for the development and market introduction of PV-Thermal technology//Editors: Herbert Zondag, Marco Bakker and Win van Helden Westerduinweg: Energy Research Centre of the Netherlands, 2006.

17. Jie Ji, Chow Т. Т., Wei He, Dynamic performance of hybrid photovoltaic/thermal collector wall in Hong Kong, Building and environment, No.38, 2003, pp. 1327-1334.

18. Huang B. J., Lin Т. H., Hung W. C., Sun . S., Performance evaluation of solar photovoltaic/thermal systems, Solar energy, Vol. 70, No. 5, 2001, pp. 443-448.

19. Wolf M., univ. of Pennsylvania, частное сообщение, 1972.

20. Bear S., The drum wall, in: proceedings of the solar heating and cooling for buildings workshop, alien R., ed., university of Maiyland, Washington, march 21 to 23 1973.

21. Андреев В. M., Грилихес В. А., Румянцев В. Д. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения. Ленин. Отд., 1989.

22. Lalvoic В., Kiss Z., Weakliem Н., A hybrid amorphous silicon photovoltaic and thermal solar collector, Solar Cells 19, 1986, pp. 131-38.

23. Tripanagnostopoulos Y., Nousia Th., Souliotis M. and Yianoulis P. Hybrid photovoltaic/thermal solar systems. //Solar Energy, 2002, vol.72, Issue 3, pp 217-234

24. Jones A. D., Underwood C. P., A thermal model for photovoltaic systems, Solar Energy Vol. 70, No. 4, 2001, pp. 349-59

25. Арикат. С. M., Гибридная система тепло и электроснабжения применительно к жилому сектору Иордании, Дисс. канд. техн. наук. М.: МЭИ, 2001.-138 с.

26. Jie Ji, Chow Т. Т., Wei Не, Dynamic performance of hybrid photovoltaic/thermal collector wall in Hong Kong, Building and environment, No.38, 2003, pp. 1327-1334

27. Chow Т. Т., Performance analysis of photovoltaic-thermal collector by explicit dynamic model, Solar energy, No.75, 2003, pp. 143-152

28. Mathews E. H., Botha C. P., Improved thermal building management with the aid of integrated dynamic HVAC simulation.// Building and environment, 2003, No. 38, pp. 1423-1429

29. Кувшинов В.В. Некоторые результаты исследования комбинированной установки для фототермопреобразования солнечной энергии / В.В. Кувшинов, В.А. Сафонов // 36. наук. пр. СНУЯЕтаП. Севастополь: СНУЯЭиП, 2009. -Вып. 3 (31).-С. 158- 163.

30. Рассамакин Б.П. Отечественные солнечные коллекторы на основе ал-люминиевых тепловых труб / Б.П. Рассамакин и др. // Матер. X междунар. конф., АР Крым, п.г.т. Николаевка, 14-18 сент. 2009 г. С. 175 - 178.

31. Арбузов Ю.Д. Основы фотоэлектричества / Ю.Д. Арбузов, В.М. Евдокимов. М.: Наука, 2007. 350 с.

32. Кувшинов В.В. Комбинированные солнечные установки для выработки тепловой и электрической энергии 36. наук. пр. СНУЯЕтаП. — Севастополь -С. 182- 189.

33. Bansal N. К., Kleemann М. and Melles М. Renewable energy sources and convertion technology, Tata McGraw-Hill, New Dehli, 1990.

34. Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников энергии в России / Коллектив авторов. СПб.: Наука, 2002. 314 с.

35. Валов М.И., Горшков Б.Н., Некрасова Э.И. О точности определения интенсивности солнечной радиации при расчетах гелиоустановок //Гелиотехника. 1982. № 6. С. 47-50.

36. Справочник по климату СССР. Солнечное сияние и радиационный баланс. Ч. 1. JL: Гидрометеоиздат, 1965.

37. Renewable energy project analysis: Enginreeing & cases textbook, Minister of natural resources Canada, 2001-2002.

38. Кадыров Ч.А., Сергиевский Э.Д., Тюхов И.И. Исследование характеристик приемного элемента солнечного гибридного коллектора. /Вестник МЭИ. 2008. -№2. -С. 26-29.

39. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1977. 344 с.

40. Э.Д. Сергиевский, Н.В. Хомченко, Е.В. Овчинников, Расчет локальных параметров течения и теплообмена в каналах, ИЗД. МЭИ, М., 2001.

41. Харченко Н.В. Индивидуальные солнечные установки. М.: Энерго-атомиздат, 1991. - 139 с.

42. Табунщиков Ю.А., Бродач М.М. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий. М.: АВОК-ПРЕСС, 2002.-194с.

43. BLAST, Building loads analysis system thermodynamics, User's manual, Version 3, University of Illinois, Urbana, Champain, Blast support office, II., USA, 1986.

44. Sergievcky E., Veysi F., A simple thermal modeling of solar collectoby using MATLAB/SIMULINK, International Conference for Energy & Environment, 14-15 October 2003, Brack -Libya.

45. Prakash, J., Transient analysis of a photovoltaic/thermal solar collector for co-generation of electricity and hot air/water. Energy Conversion and Management 35, 1994, 967-972.

46. Florschuetz, L.W., Extension of the Hottel-Whillier model to the analysis of combined photovoltaic/thermal flat plate collectors. Solar Energy 22, 1979, 361-366.

47. Raghuraman, P., Analytical prediction of liquid and air photovoltaic/thermal flat-plate collectors performance. Transactions of the ASME, Journal of Solar Energy Engineering 103, 1981,291-298.

48. Sopian, K., Yigit, K.S., Liu, H.T., Kakac, S., Veziroglu, T.N.,Performance analysis of photovoltaic thermal air heaters. Energy Conversion and Management 37, 1996,1657-1670.

49. Garg, H.P., Adhikari, R.S., Conventional hybrid photovoltaic/ thermal (PV/T) air heating collector: steady-state simulation. Renew- able Energy 11, 1997, 363-385.

50. Hegazy, A.A.,Comparative study of the performance of four photovoltaic/thermal solar air collectors. Energy Conversion and Management 41, 2000, 861881.

51. Posnansky,M., Gnos, S., Coonen, S., The importance of hybrid PV-Building intergration. IEEE first WCPEC, Hawaii, 5-9 December, 1994, pp. 998-1003.

52. Yang, H.X, Marchall, R.H., Brinkworth, B.J., An experimental study of the thermal regulation of a PV-Clad building roof. In: 12th European PV Solar Energy Conference, Amsterdam, The Netherlands, 11-15 April, 1994, pp. 1115-1118.

53. Benemann, J., Oussama, Chehab, Schaar-Gabriel, E., Building-inte-grated PV modules. Solar Energy Materials and Solar Cells 67, 2001, 345-354.

54. Bazilian, M., Leenders, F., Van Der Ree, B.G.C., Prasad, D., Photovoltaic cogeneration in the built environment. Solar Energy 71, 2001, 57-69.

55. Chow, T.T., Hand, J.W., Strachan, P.A., Building-integrated photovoltaic and thermal applications in subtropical hotel building. Applied Thermal Engineering 23, 2003, 2035-2049.

56. Krauter, S., Arauja, R.G., Schroer, S., Hanitsh, R., Salhi, M.J., Triebel, C., Lemoine, R., Combined photovoltaic and solar thermal systems for facade integration and building insulation. Solar Energy 67, 1999, 239-248.

57. Davies, M.W., Fanney, A.H., Dougherty, B.P., Prediction of building integrated photovoltaic cell temperatures. Journal of Solar Energy Engineering 123, 2001,200-210.

58. Lee, W.M., Infield, D.G., Gottschalg, R., Thermal modelling of building integrated PV systems. In: Proceedings of 17th European PV, 2001. 1

59. Mei, Li, Infield, D., Eicker, U., Loveday, D., Fux, V., Thermal modelling of a building with an integrated ventilated PV fac ,ade. Energy and Building 35, 2003, 605-617.

60. Mondol, J.D., Yohanis, Y.G., Smyth, M., Norton, B., Long-term validated simulation of a building integrated photovoltaic system. Solar Energy 78, 2005,163— 176.

61. Infield, D.G., Li, Mei, Eicker, U., Thermal performance estimation for ventilated PV facades. Solar Energy 76, 2004, 93-98.

62. Tripanagnostopoulos, Y., Nousia, Th., Souliotis, M., Yianoulis, P., Hybrid photovoltaic/thermal solar system. Solar Energy 72, 2002, 217—234.

63. European PV Solar Energy Conference, Glasgow, UK 1-5 May, 2000, pp. 18741899.

64. Прузнер C.JI., К вопросу о критерии эффективности капитальных вложений при использовании нетрадиционных источников энергии//Тр. МЭИ. — М. 1981 .-Вып.518.-С.84-90.

65. Теплотехнический справочник /Под ред. Юренева В.Н. и Лебедева П.Д. -М. Энергия, 1975.-С.744.

66. ГОСТ Р 51594-2000. Солнечная энергетика. Термины и определения. -М. Госстандарт РФ,2000.

67. Излучательные свойства твердых материалов. Справочник. Под. Общей редакцией А. Е. Шейндлина. М.: Энергия, 1974.

68. Коркин В.Д., Системы водяного отопления с радиаторами // АВОК, 2002, № 4, сс. 56-62.

69. СНиП 41 01 - 2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха».

70. СНиП 23-01 —99 «Строительная климатология».

71. СНиП II 3 - 79* «Строительная теплотехника» .

72. Ефимов А.Л., Косенков В.И., Сынков И.В. «Отопление промышленных, общественных и жилых зданий» М.: Издательство МЭИ, 2007г.

73. Заврин В.Г. Тепломассообменное оборудование предприятий. Учебное пособие. Томск, ТПУ, 2004, -163 с.

74. Научно-прикладной справочник по климату СССР, серия 3, ч. 1-6, выпуск № 32, Киргизская СССР, Гидрометеоиздат, Ленинград, 1989. -375 с.

75. Физические величины: Справочник/ А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, A.M. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. — М.: Энергоатом издат, 1991. -1232 с.

76. Кошкарбаев А.Н. Усовершенствование режимных и конструктивных параметров гелиовоздухонагревателя в составе систем-утилизаторов тепла путем интенсификации радиационно-конвективного теплообмена: Дис. канд. техн. наук. -М., МЭИ, 1992.

77. Насар Я.Ф. Разработка систем отопления и горячего водоснабжения на основе воздушного коллектора: Дис. канд. техн. наук. -М.} МЭИ, 1999.

78. Hahne F., Panschinger Т. Kombianlangen im Vergleich // Sonnenenerg und Warmepompe. 1997.-№3.-C. 19-23.

79. Ратников A.H. Исследование показателей комбинированных устано-вокдля получения тепло и холодо за счет использования солнечной энергии / Автореферат дисс. к.т.н. М.: МЭИ, 2004, 20 с.

80. Технико-экономические характеристики солнечной энергетики на основе фотоэлектрических установок /под ред. Виссарионова В.И. — М.: Из-во МЭИ, 1997, 55 с.

81. Расчет ресурсов солнечной энергетики // учеб. Пособие под. ред Виссарионова В -М.: Из-во МЭИ, 1998.

82. Колтун М.М. Оптика и метрология солнечных элементов. -М.: Наука, 1990.