Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Автономная солнечная электростанция для передвижных пасек Таран Андрей Александрович

Автономная солнечная электростанция для передвижных пасек
<
Автономная солнечная электростанция для передвижных пасек Автономная солнечная электростанция для передвижных пасек Автономная солнечная электростанция для передвижных пасек Автономная солнечная электростанция для передвижных пасек Автономная солнечная электростанция для передвижных пасек Автономная солнечная электростанция для передвижных пасек Автономная солнечная электростанция для передвижных пасек Автономная солнечная электростанция для передвижных пасек Автономная солнечная электростанция для передвижных пасек Автономная солнечная электростанция для передвижных пасек Автономная солнечная электростанция для передвижных пасек Автономная солнечная электростанция для передвижных пасек
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Таран Андрей Александрович. Автономная солнечная электростанция для передвижных пасек : диссертация... кандидата технических наук : 05.20.02 Зерноград, 2007 156 с. РГБ ОД, 61:07-5/3163

Содержание к диссертации

Введение

1 Состояние вопроса в области применения возобновляемых источников энергии для автономного электроснабжения 8

1.1 Проблемы электроснабжения автономных сельскохозяйственных объектов 8

1.2 Особенности электроснабжения передвижных пасек 12

1.3 Анализ вариантов электроснабжения передвижной пасеки 14

1.4 Энергетические характеристики солнечного излучения 21

1.5 Возможности повышения эффективности солнечных электростанций 28

1.6 Цели и задачи исследований 45

2 Теоретическое обоснование параметров солнечной электростанции на основе системного анализа 47

2.1 Обоснование метода системного анализа 47

2.2 Анализ солнечного излучения 50

2.3 Анализ преобразователей энергии солнечного излучения 54

2.4 Анализ периферийных устройств солнечных электростанций 59

2.5 Анализ потребителей электроэнергии передвижной пасеки 77

2.6 Выводы по главе 83

3 Обоснование параметров автономной солнечной электростанции для модуля передвижной пасеки 84

3.1 Обоснование варианта автономной солнечной электростанции 84

3.2 Обоснование переферийной системы концентрирования солнечного излучения 88

3.3 Методика и результаты расчета площади ФЭП и емкости аккумуляторных батарей для модуля передвижной пасеки 98

3.4 Обоснование элементов системы управления автономной солнечной электростанцией 106

3.5 Выводы по главе 108

4 Методика экспериментальных исследований модуля автономной солнечной электростанции 109

4.1 Общие положения 109

4.2 Разработка экспериментального модуля солнечной электростанции 110

4.3 Программа и методика экспериментальных исследований солнечного модуля 115

5 Результаты экспериментальных исследований модуля автономной солнечной электростанции 122

5.1 Результаты экспериментальных исследований зависимости концентрирования от угла разориентации 122

5.2 Результаты экспериментальных исследований модуля солнечной электростанции при рассеянном солнечном излучении 124

5.3 Результаты экспериментальных исследований модуля солнечной электростанции при прямом солнечном излучении 129

5.4 Выводы по главе 132

6 Экономический анализ полученных результатов 134

6.1 Общие положения 134

6.2 Расчет экономических показателей 135

Выводды 139

Литература 142

Приложения 153

Введение к работе

В начале этого века проблемы истощения ископаемого топлива и его негативного влияние на экологию приобрели особую актуальность. И хотя глобального потепления пока не ощущается, локальное увеличение тепла сказывается на силе и частоте появления ураганов, несущих разрушения, ливни и наводнения. Нефть и нефтепродукты все заметнее дорожают, превышая немыслимые еще два-три года назад уровни цен. Все это заставило по иному оценить современную ситуацию в энергетике и выдвинуло в разряд важнейших задачи освоения новых видов энергии и энергосбережения.

Ежегодно на разных уровнях проводятся семинары, саммиты, конференции по изысканию путей предотвращения кризиса в энергетике, рядом стран принимаются национальные и межнациональные программы освоения энергосберегающих, чистых технологий и получения новых видов энергии. Человечество реально осознало угрозу потери традиционных энергоресурсов, прежде всего нефти, газа и качественного угля, и занялось поисками альтернативных источников энергии. Без преувеличения можно утверждать, что 21 век станет веком интенсивных поисков заменителей углеводородного ископаемого топлива.

В свете изложенного, значительно возрос мировой интерес к освоению возобновляемых источников энергии (ВИЭ), прежде всего Солнца, ветра и биотоплива. Эти виды энергии доступны и имеют значительный потенциал на большей территории Земли, по крайней мере, в заселенных районах.

Возобновляемые источники энергии по определению не подвержены истощению, следовательно, способны полностью решить проблему истощения энергетических ресурсов. Возобновляемые источники энергии находятся в среде обитания человека в естественном состоянии, следовательно, их можно использовать, не нанося экологического урона.

Однако практическое использование таких привлекательных источников энергии имеет свои, причем весьма значительные, трудности, связанные с неуправляемостью и низкой плотностью энергетических потоков. Это в свою очередь порождает высокую стоимость используемой энергии. В этой связи, возобновляемые источники энергии пока находят применение преимущественно в автономных системах энергоснабжения небольшой мощности, хотя существуют и успешно реализуются проекты их использования в сетевом электроснабжении в качестве дублирующих и разгрузочных электростанций.

Значительное число потенциальных пользователей автономными электростанциями находится в сельском секторе экономики. С появлением фермерских хозяйств число таких объектов растет. Сельские объекты не равнозначны в отношении требований к автономным системам электроснабжения на основе возобновляемых источников энергии. Например, передвижные пасеки выдвигают повышенные требования к шуму, запахам, мобильности автономных электростанций. В настоящее время для электроснабжения передвижных пасек из всего ряда возобновляемых источников энергии приемлемо использование только энергии солнечного излучения.

Растущая потребность применения возобновляемых источников энергии диктует необходимость интенсивного повышения конкурентоспособности систем энергоснабжения на их основе, что возможно путем оптимизации параметров автономных электростанций на ВИЭ.

В этой связи настоящие исследования были посвящены разработке и реализации методов выбора системы автономного электроснабжения и оптимизации параметров солнечной электростанции для передвижных пасек.

Целью работы является снижение стоимости электроэнергии автономной солнечной электростанции передвижной пасеки за счет увеличения коэффициента использования потока солнечного излучения.

Научная гипотеза - коэффициент и время использования солнечной энергии можно значительно увеличить за счет использования рассеянного солнечного излучения.

Объектом исследований стал модуль солнечной электростанции, включающий системы слежения за Солнцем и концентрирования солнечного излучения, батарею фотоэлектрических преобразователей и аккумуляторные батареи.

Предмет исследований - зависимости параметров автономной солнечной электростанции (площади фотоэлектрических преобразователей, емкости аккумуляторов и параметров ориентации батареи ФЭП), от типа и параметров концентраторов, графиков поступления и потребления энергии.

Научной новизной являются:

методика получения графиков гарантированной мощности солнечного излучения;

методика оптимизации параметров ориентации солнечного модуля;

методика расчета параметров солнечной электростанции по принципу достаточности.

Практическую ценность имеют следующие полученные результаты:

оптимальные параметры ориентации фиксированного солнечного коллектора (азимутальный угол и угол наклона);

зависимость геометрических параметров концентратора первого порядка от угла раскрытия;

режим работы параболоцилиндрических фоконов и фоклинов;

результаты расчета площади фотоэлектрических преобразователей и емкости аккумуляторных батарей.

На защиту выносятся следующие положения: 1. Методика и результаты оптимизации параметров ориентации фиксированного солнечного коллектора;

  1. Режимы работы системы периферийных устройств автономной солнечной электростанции передвижной пасеки;

  2. Методика и результаты обоснования параметров автономной солнечной электростанции (площади батарей фотоэлектрических преобразователей и емкости аккумуляторов).

Возможности повышения эффективности солнечных электростанций

В настоящее время во многих странах Мира (в том числе развитых и обладающих атомной энергией) все большее внимание уделяется возобновляемым источникам энергии. В России, богатой нефтью, газом и углем о во зобновляемых источниках энергии вспоминают в последнюю очередь. Тем не менее, сейчас, когда Россия ратифицировала Киотский Протокол, вопрос перехода к нетрадиционной энергетике становится все более актуальным.

Солнечная энергия уверенно завоевывает устойчивые позиции в мировой энергетике. Привлекательность солнечной энергетики обусловлена следующими обстоятельствами: солнечная энергия доступна в каждой точке нашей планеты, различаясь по плотности потока излучения не более чем в два раза. Поэтому она привлекательна для всех стран, отвечая их интересам в плане энергетической независимости; солнечная энергия - это экологически чистый источник энергии, позволяющий использовать его во все возрастающих масштабах без негативного влияния на окружающую среду; солнечная энергия - это практически неисчерпаемый источник энергии, который будет доступен и через миллионы лет.

Основными направлениями использования солнечной энергии считаются: прямое превращение солнечной энергии в электрическую энергию; получение тепла путем абсорбции солнечного излучения.

Таким образом, использование солнечной энергии является одним из весьма перспективных направлений энергетики. Однако в настоящее время солнечное излучение по сравнению с традиционными видами энергии используется незначительно, особенно в России. Это обусловлено пока еще низким к.п.д. преобразователей солнечного излучения в электроэнергию, среди которых наиболее перспективными являются фотоэлектрические преобразователи.

Одной из наиболее эффективных технологий солнечной энергетики является создание фотоэлектрических станций с солнечными элементами на основе кремния /7, 20, 21, 75/. Кремниевые солнечные элементы преобразуют в электрическую энергию прямую и рассеянную составляющие солнечной радиации с к.п.д. 12 - 15%. Лабораторные образцы отдельных (не собранных в батареи) фотоэлементов имеют к.п.д. более 25% /8, 75, 103/. Мировое производство солнечных элементов превышает 50 МВт в год и увеличивается ежегодно на 30%. По показателю роста производства это направление занимает ведущие позиции, сравниваемые с производством компьютерной техники и мобильной связью.

Современный уровень производства солнечных элементов находится в начальной фазе их использования для освещения, подъема воды, телекоммуникационных станций, электроснабжения бытовых приборов в отдельных районах и в транспортных средствах. Стоимость солнечных элементов составляет 2,5 - 3 долл/Вт при стоимости электроэнергии 0,25 - 0,56 долл/кВт.ч. Солнечные энергосистемы заменяют керосиновые лампы, свечи, сухие элементы и аккумуляторы, а при значительном удалении от энергосистемы и малой мощности нагрузки - дизельные электрогенераторы и линии электропередач/6, 14,48, 82 и др./.

В связи с высокой надежностью срок службы солнечной электростанции по основной компоненте - кремнию и солнечным элементам может быть увеличен до 50-100 лет. Для этого потребуется исключить из технологии герметизации полимерные материалы. Единственным ограничением срока службы может явиться необходимость их замены на более эффективные с к.п.д. 25 - 30%, что предположительно будет достигнут в производстве в ближайшие 10-20 лет. В случае замены солнечных элементов кремний может быть использован повторно и количество циклов его использования не имеет ограничений во времени.

Содержание кремния в земной коре составляет 29,5% (8ю тонн) и превышает содержание алюминия в 3,35 раза /11,17,18, 75/. В Земле содержится 15,2% кремния по массе.

Несмотря на огромные запасы, получение солнечного кремния с чистотой 99,99% обходится дорого. Тем не менее, стоимость солнечных батарей быстро уменьшается (в 1970 году 1 кВт.час электроэнергии, вырабатываемой с их помощью стоил 60 долл., в 1980 году 1 долл., в настоящее время 25-60 центов). Благодаря этому спрос на солнечные батареи растет на 25 - 30% в год, что соизмеримо с ростом спроса на такие популярные товары, как компьютеры, сотовые телефоны и др. Ежегодный объем продажи батарей и модулей фотоэлектрических преобразователей в Мире превышает (по суммарной мощности) 40 МВт.

К.п.д. солнечных элементов, в середине 70-х годов достигавший в лабораторных условиях 18%, составляет в настоящее время 28,5 % для элементов из кристаллического кремния и 35 % из двухслойных пластин из арсенида галлия и антимода галлия. Разработаны многообещающие элементы из тонкопленочных (толщиной 1 - 2 мкм) полупроводниковых материалов. Хотя их к.п.д. низок (не выше 16 % даже в лабораторных условиях), стоимость очень мала (не более 10% от стоимости современных солнечных батарей). Фотоэнергетика весьма перспективна для сельских районов. Известны расчеты, показывающие, что фотоэлектрическая установка, если учитывать весь ее жизненный цикл, более выгодна, чем дизель-генератор мощностью доЮкВт/93,94,95, 105/.

Солнечные электростанции могут быть использованы как для решения локальных энергетических задач, так и глобальных проблем энергетики /37, 40, 78, 79, 86, 106/. При к.п.д. солнечной электростанции (СЭС) 12% все современное потребление электроэнергии в России может быть получено от солнечных электростанций активной площадью около 4000 кв.км, что составляет 0,024% территории России.

Анализ периферийных устройств солнечных электростанций

Периферийные устройства (системы концентрирования солнечного излучения, системы слежения и аккумуляторы энергии) позволяют увеличить эффективность использования солнечной энергии, что эквивалентно повышению к.п.д. преобразователей.

Применение концентраторов в составе солнечных электростанций приводит к уменьшению количества достаточно дорогих солнечных элементов, необходимых для обеспечения требуемой выходной электрической мощности установки. Кроме того, при использовании концентраторов повышается стойкость солнечных электростанций по отношению к действию внешних факторов /11, 52, 101 и др./. Следствием указанных обстоятельств является снижение стоимости и массы солнечных электростанций, увеличение их ресурса. Это создает благоприятные предпосылки для удовлетворения возрастающих потребностей в таких установках при одновременно наблюдающейся тенденции роста их установленной мощности.

Однако применение концентраторов имеет и определенные негативные последствия: повышаются требования к точности ориентации установок на Солнце, усложняется их конструкция, возникает необходимость в специальных мероприятиях для отвода тепла от солнечных элементов. Все это может нейтрализовать положительный эффект от их применения, а в некоторых случаях даже привести к нежелательным последствиям.

Концентрирование основано на собирании лучей с большой площади и направлении их на малую площадь. Коэффициент концентрации солнечного излучения фоконов и фоклинов различных типов при этом определяется следующим образом: где КК - коэффициент концентрации фокона (фоклина); FBx - площадь входного отверстия, м2; Fnp - площадь приемника, м2; п - количество отражений луча; котр - коэффициент отражения внутренней поверхности концентратора.

Основные параметры концентраторов определяются в соответствии с их геометрическими формами. Для определения параметров концентратора введем понятие граничного луча. Граничный луч - это луч, падающий перпендикулярно плоскости приемника, попадающий на верхнюю границу концентратора, и после п отражений, попадающий на границу приемника. Очевидно, что после п отражений направление луча должно быть перпендикулярно образующей концентратора. В этом случае граничный луч отразится от образующей концентратора в ее нижней точке и, повторив свой ход в обратном направлении, выйдет из концентратора. Все остальные лучи, попадающие в приемное отверстие концентратора, после не более п отражений попадут на приемник. На рисунке 2.6 показан ход граничного луча при двукратном отражении в четырехгранном концентраторе. D - сторона входного отверстия; d - сторона приемника; Н - высота концентратора; а - угол раскрытия Рисунок 2.6 - Ход граничного луча в четырехгранном концентраторе при двукратном отражении Параметры концентраторов с линейной образующей связаны между собой соотношениями /11/: . Для обеспечения возможности аналитического расчета концентраторов опишем зависимость угла их раскрытия от числа отражений. Для этого проведем геометрические построения (рисунок 2.7). Данная зависимость позволяет определить угол раскрытия концентратора с однократным отражением. Попытаемся найти зависимость угла раскрытия от количества отражений. При однократном отражении (см. рисунок 2.7) имеем: Рассмотрев концентратор с двукратным отражением (рисунок 2.8), путем аналогичных рассуждений можно получить /11/: Формула (2.21) связывает угол раскрытия концентратора первого порядка с числом отражений. Как следует из полученной формулы, угол раскрытия концентратора уменьшается с увеличением числа отражений (таблица 2.1). Это приводит к увеличению высоты концентратора при фиксированном коэффициенте концентрации. На рисунке 2.9 показано отношение диаметров входного отверстия и фотоприемника. С увеличением коэффициента концентрации и уменьшением коэффициента отражения это отношение увеличивается. Причем при малых коэффициентах концентрации эта зависимость почти линейная. При выборе концентратора большое значение имеет его материалоемкость. На рисунке 2.10 приведена зависимость площади поверхности концентратора от его параметров при коэффициенте отражения равном единице. Как следует из этих зависимостей, при увеличении количества отражений площадь поверхности растет. В односекционных концентраторах с прямой образующей, выполненных в виде конуса, на фотоприемник попадает неравномерное облучение. Это вызвано поперечным искажением лучей от радиальной поверхности. В пирамидальных концентраторах облученность фотопринимающей поверхности гораздо равномернее по тем же соображениям. В этой связи не рекомендуется применять конические концентраторы. Фоконы по сравнению с фоклинами также имеют более равномерную облученность приемника. Кроме того, пирамидальные фоконы допускают неточную ориентацию на Солнце, что достигается увеличением ширины их граней. Необходимая ширина граней при этом определяется по формуле /11/ Разориентация фокона на угол 8 оказывает влияние на коэффициент концентрации. С одной стороны лучи падают на входное отверстие под углом, что уменьшает его эффективное сечение, с другой стороны сечение входа увеличивается за счет увеличения его размеров (см. (2.21)). Коэффициент концентрации в этом случае определяется по следующей формуле /11/: На рисунке 2.11 показано распределение концентрации солнечного излучения по плоскости фотоприемника, из которого следует, что при увеличении грани плоскости фотоприемника в соответствии с (2.22) солнечное излучение равномерно распределено практически по всей поверхности фотоприемника и равно расчетному значению при строгой ориентации. Недостатком односекционных плоских фоконов являются их большие размеры (особенно высота) даже при умеренных коэффициентах концентрации. Многосекционные фоконы (рисунок 2.12) по сравнению с односекцион-ными требую меньшей высоты. Коэффициент концентрации для многосекционных фоконов определяется по формуле /11/

Обоснование переферийной системы концентрирования солнечного излучения

В связи с высокой стоимостью фотоэлектрических преобразователей естественно стремление как можно более полного использования энергии солнечного излучения. Для этого применяются концентраторы солнечного излучения и системы слежения за солнцем или выбираются оптимальные параметры ориентации фиксированных батарей фотоэлектрических преобразователей. Причем кремниевые фотоэлементы не позволяют применять сильноконцентрирующие системы из-за потери к.п.д. вследствие нагрева.

Применение концентраторов позволяет не только поднять энергетическую эффективность солнечных фотоэлектрических установок, но также улучшить их энергоэкономические и эксплуатационные показатели за счет уменьшения расхода дефицитных полупроводниковых материалов, снижения стоимости и массы, повышения устойчивости к действию внешних факторов.

Основное функциональное назначение концентрирующей системы в общем случае — повышение плотности потока солнечного излучения до уровня, обеспечивающего его эффективное и экономичное преобразование в энергию требуемого вида. При концентрировании солнечного излучения не только повышается его плотность, но и изменяется распределение в пространстве, а, следовательно, и на лучевоспринимающих поверхностях элементов преобразователя.

В целом можно заключить, что системы концентрирования обладают достаточно широким набором функциональных возможностей, позволяющим существенно улучшить характеристики солнечных фотоэлектрических установок.

Слабоконцентрирующие системы (фоконы и фоклины с образующей первого и второго порядка, и линзы Френеля) различаются требованиями к точности наведения на Солнце. Так концентраторы первого порядка наиболее чувствительны к точности наведения (предельный угол рассогласования не превышает 2), концентраторы второго порядка допускают неточность до 30, линзы Френеля занимают промежуточное положение ближе к концентраторам первого порядка /11/. Различные условия концентрации солнечного излучения требуют и различных систем наведения. Вместе с тем, по условиям конкурентоспособности, все системы наведения должны быть надежными и иметь минимально возможную стоимость.

Для концентраторов первого порядка следует использовать систему наведения в функции интенсивности солнечного излучения (см. рисунок 2.13). Концентраторы второго порядка достаточно фиксировать в пространстве оптимальным образом, обеспечивающим максимальное получение прямого солнечного излучения. Последнее стало возможно потому, что концентраторы второго порядка способны концентрировать и значительную часть рассеянного солнечного излучения, распространяемого во всех направлениях с приблизительно одинаковой интенсивностью.

Слежение за Солнцем в функции солнечного излучения позволяет осуществлять точную ориентацию приемника солнечного излучения, при этом повышается равномерность облученности батареи ФЭП, вследствие чего уменьшаются потери в фотоэлектрических преобразователях. Такие системы предназначены для наиболее простых концентраторов первого порядка.

Однако следует учитывать, что использование системы слежения в функции солнечного излучения заметно увеличивает энергопотребление на собственные нужды солнечной электростанции, которое может быть соизмеримо с энергопотреблением полезных потребителей электроэнергии.

Для выявления эффективности следящей системы, требуется сравнительный анализ мощности солнечного излучения, поступающей на фиксированный и следящий солнечные приемники.

Для объективного сравнения следящих и фиксированных систем необходимо определить оптимальные параметры фиксации, при которых обеспечивается наибольшее поступление энергии солнечного излучения на фиксированную площадку преобразователя. Учитывая, что прозрачность атмосферы на широтах Ростовской области в первую половину дня выше, чем во вторую, можно предположить, что фиксированные преобразователи должны иметь отрицательный азимутальный угол, то есть должны быть повернуты на какой-то угол на восток.

Плотность солнечного излучения, поступающего на солнечный коллектор, определяется по формуле /30/: где SK - суммарная за год плотность солнечного излучения на коллектор с параметрами ориентации у и (3, Вт/м2; Snj - плотность солнечного излучения на перпендикулярную к нему площадку за i-тый промежуток времени, Вт/м2; фі- средний угол солнца над горизонтом в i-тый период времени, град; уСі - средний азимут солнца за i-тый период времени, град. Учитывая, что метеорологические станции имеют наиболее полную информацию о плотности солнечного излучения на горизонтальную поверхность, выразим Sn через Sr:

Как видно из (3.3), суммарная годовая плотность солнечного излучения на фиксированный коллектор зависит от двух параметров Y И р. Оптимальное значение угла Y определяется из равенства:

Анализируя (3.12), замечаем, что оптимальный угол наклона солнечного коллектора к горизонту зависит от его азимутального угла уопт- Отсюда последовательность оптимизации параметров ориентации солнечного коллектора должна быть следующей: вычисляется оптимальный азимутный угол по формуле (3.10); вычисляется оптимальный угол наклона по формуле (3.12) при фиксированном уопт В соответствии с изложенной методикой в качестве примера, на основании статистических данных ГМО поселка Гигант Ростовской области /79/, рассчитаны параметры ориентации солнечного коллектора. В результате расчетов получены следующие среднегодовые параметры ориентации солнечного коллектора: азимутный угол должен составлять -12,5 град., то есть солнечный коллектор должен быть повернут на 12,5 град, на восток; угол наклона к горизонтальной поверхности должен составлять 1,6 град.

Такая ориентация солнечного коллектора объясняется тем, что в Ростовской области в среднем за год в первой половине дня более ясная погода, чем во второй половине дня. Параметры ориентации фиксированных батарей фотоэлектрических преобразователей зависят от времени года и приведены в таблице 3.1 для условий Ростовской области.

Программа и методика экспериментальных исследований солнечного модуля

Задачей экспериментальных исследований является получение данных о работе солнечного модуля с концентратором при различной интенсивности солнечного излучения. Полученные данные предполагается использовать для уточнения режимов работы солнечной электростанции и типа системы слежения. В ходе эксперимента выполнялись следующие опыты: ? получение вольт-амперной характеристики солнечного модуля при различной интенсивности солнечного излучения; ? получение зависимости интенсивности солнечного излучения на выходе концентратора от угла разориентации; ? исследование мощности солнечного модуля при различной нагрузке, интенсивности солнечного излучения, наличии или отсутствии концентратора, точности наведения. Диапазоны варьирования независимых переменных представлены в таблице 4.2.

В ходе экспериментальных исследований решались следующие задачи: обоснование факторов и параметров экспериментальных исследований; 1 установление зависимости коэффициента концентрации от точности наведения на Солнце; установление зависимостей мощности электроэнергии, генерируемой фотоэлектрическим преобразователем, от интенсивности солнечного излучения, ориентации концентратора и степени концентрирования солнечных лучей; ? проверка адекватности теоретических и экспериментальных результатов исследований влияния концентратора на к.п.д. фотоэлектрического преобразователя при различной освещенности на входе. Регистрировались следующие зависимые переменные: напряжение на выходе солнечного модуля, В; ток, протекающий по нагрузке, А. Для перехода от освещенности на поверхности солнечного элемента к потоку солнечного излучения, падающего на поверхность солнечного элемента, необходимо знать коэффициент перевода Кэс, равный: где Фэ- поток излучения, падающий на поверхность солнечного элемента, Вт; Fc - световой поток падающий, на поверхность солнечного элемента, лм. Поток лучистой энергии, падающий на поверхность приемника, определяется следующей интегральной функцией: где ф(А,) - функция спектральной плотности потока излучения, падающего на поверхность солнечного элемента. Световой поток так же определяется интегральной функцией: где КС(А,) - функция относительной спектральной чувствительности глаза человека. Поскольку коэффициент Кэс представляет собой отношение двух величин, то для упрощения расчетов целесообразно принять максимальное значение спектральной плотности потока излучения Солнца за единицу, выразив остальные значения в долях от единицы, и тем самым перейти к функции относительной спектральной плотности потока излучения Солнца фотн( ), представленной на рисунке 4.4. Тогда коэффициент Кэс можно представить в виде: ф0ТН(Х)Кс(А,) аппроксимировались с точностью R2= 0,9741 и R2 = 0,9781 соответственно, и были получены следующие зависимости