Введение
Глава 1. Обзор существующих типов солнечных энергетических установок и возможностей повышения их эффективности .. 17
1.1 Классификация солнечных энергетических установок 17
1.2 Принципы построения солнечных электростанций для комбинированного производства электрической и тепловой энергии 21
1.3 Конструктивные элементы солнечной энергетической установки для одновременного производства электричества и тепла 24
1.3.1 Фотоэлектрические преобразователи 24
1.3.2 Концентратор солнечной энергии 29
1.3.3 Система слежения за солнцем 34
1.3.4 Электрическая часть установки 35
1.3.5 Тепловая часть СЭУ 37
1.3.6 Система автоматического управления и контроля установки 39
1.4 Выбор направления исследования 39
1.5 Постановка задач диссертации 40
Глава 2. Метод энергетического анализа концентратора солнечной энергии 42
2.1 Сущность метода 42
2.2 Разработка алгоритма программы 43
2.3 Выбор оптических схем концентрации для решения поставленной задачи 45
2.4 Разработка программных методов расчета концентрирующих систем 46
2.4.1 Принятые допущения при расчете концентрирующей системы 46
2.4.2 Фацетный концентратор 47
2.4.3 Параболоцилиндрический концентратор 50
2.5 Создание программы реализующей разработанный метод моделирования 54
2.5.1 Программный модуль - генератор лучей 54
2.5.2 Программный модуль - трассировщик лучей 55
2.5.3 Обработка данных 59
2.5.4 Интерфейс программы 60
2.6 Моделирование работы концентрирующих поверхностей 61
2.7 Оптимизация фацетного концентратора 68
2.8 Соотношение точности системы слежения и допусков на изготовления концентратора 72
2.9 Расчет ожидаемой мощности установки 73
Глава 3. Разработка макета концентрирующей системы 76
3.1 Создание расчетной схемы макета 76
3.2 Конструкция макета солнечной энергетической установки 80
3.3 Учебно-исследовательский стенд для анализа солнечных энергетических установок 83
Глава 4. Исследования макета концентрирующей системы 87
4.1 Средства измерения для проведения исследований 87
4.2 Измерение вклада фацетов в общий коэффициент концентрации 88
4.3 Измерение коэффициента концентрации концентратора 90
4.4 Измерение вольтамперной характеристики макета 90
4.5 Определение пространственного распределения сфокусированной световой энергии 91
4.6 Оценка качества работы охлаждающей жидкости 92
4.7 Зависимость мощности ФЭП от коэффициента концентрации 93
4.8 Оценка зависимости изменения мощности ФЭП от точности ориентации КСЭ 96
4.9 Снижение требований к точности работы системы слежения и допусков на изготовление отражающей поверхности за счет использования двусторонней засветки фотопреобразователя 97
4.10 Согласование напряжений многопереходного фотопреобразователя и планарного фотоэлектрического модуля 98
4.11 Описание установки, принятой к опытно-конструкторской разработке 99
4.12 Выводы по главе 102
Глава 5. Перспективные области применения установок комбинированного типа ... 104
5.1 Области применение установок комбинированного типа 104
5.2 Экономические предпосылки применения солнечных энергетических установок в централизованных системах электроснабжения 106
5.3 Определение стоимостных характеристик модуля 107
5.4 Оценка экономического эффекта от применения установки с концентратором 108
5.5 Сравнение предложенного типа энергетической установки с планарным фотоэлектрическим модулем 111
5.6 Экологические аспекты строительства и эксплуатации солнечных установок с концентраторами 112
5.7 Энергетическая окупаемость установки 114
Заключение 116
Список источников 118
Приложения 127
