ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ И ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОБИЛЬНОГО ФОТОВОЛЬТАИЧЕСКО-ТЕПЛОВОГО УСТРОЙСТВА

Аннотация

В условиях растущего спроса на возобновляемые источники
энергии интеграция систем, работающих на солнечной энергии,
представляет собой перспективное решение. Однако традиционные
фотоэлектрические панели, как правило, преобразуют лишь 15–20 %
падающего излучения в полезную энергию. В связи с этим во всём мире ведутся активные научные исследования, направленные на повышение эффективности панелей путём оптимизации плотности потока солнечного излучения. Настоящее экспериментальное исследование посвящено разработке мобильного фотовольтаическо-теплового устройства с автономной системой энергоснабжения. В работе представлены результаты экспериментов по повышению электрической эффективности за счёт применения системы водяного охлаждения поверхности модуля. Приведены и проанализированы графики изменения во времени параметров, таких как ток короткого замыкания, напряжение холостого хода, плотность потока солнечного излучения и температура окружающей среды. Также представлены формулы для расчёта произведённой электрической и тепловой энергии. Кроме того, в рамках исследования представлены результаты испытаний устройства мощностью 600 Вт с полезной поверхностью 3,25 м². Данное устройство предназначено для снабжения электроэнергией и горячей водой малых объектов, удалённых от централизованных
электросетей, а также мобильных социальных объектов. Результаты
показали, что применение дополнительных отражателей увеличивает
поступающий на поверхность панели поток солнечного излучения в
1,8–2,0 раза. Применение воды в качестве теплоносителя в коллекторе
устройства позволило снизить температуру поверхности панели
в 1,2–1,5 раза. По результатам экспериментов установлено, что
мобильное фотовольтаическо-тепловое устройство с автономным
энергоснабжением обеспечивает электрическую эффективность 14,3 % и тепловую эффективность 73 %.