Бондаренко (1189809), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Рисунок 5.4 – ФЭД расположенный под углом 
к солнцу (первая модель)
Результаты расчетов представлены в таблице 5.2.
Таблица 5.2 – Токи элементов А и B в зависимости от угла отклонения Солнца
| Угол |
|
|
| 0 | 20 | 16,98 |
| 5 | 19,81 | 18,2 |
| 10 | 19,24 | 19,24 |
| 15 | 18,2 | 19,81 |
| 20 | 16,98 | 20 |
, мА Как видно из таблицы 5.1, разница токов элементов А и В при отклонении Солнца от нормали с углом 
очень мала. При таком маленьком расхождении сигналов уловить отклонение солнца очень сложно. При значении 
, когда солнце светит точно между элементами, токи элементов А и В равны.
Построена новая модель ФЭД при различных значениях угла между элементами А и В (рисунок 5.5).
(5.5)
(5.6)
где 
и 
– значения тока элементов А и В; 
– значение тока при =0; 
– угол между элементами А и В; – угол отклонения Солнца от нормали ФЭД.
Рисунок 5.5 – ФЭД расположенный под углом к солнцу (вторая модель)
Результаты расчетов разницы сигналов от угла отклонения солнечных лучей от нормали ФЭД при различных углах между элементами представлены на рисунке 5.6.
Из рисунка 5.6 видно, что достаточная разница между значениями тока элементов А и В при отклонении Солнца до 20° будет при угле 
.
Рисунок 5.6 – Зависимость токов элементов от угла между элементами
Равенство сигналов элементов А, В и С означает пасмурную погоду или ночное время суток, ориентирование в таком случае не имеет смысла. Если сигнал с элемента С меньше остальных, то система подает команду поворота двигателя в сторону большего среди А и В. Поворот будет осуществляться пока сигналы с элементов А и В не станут равны, это произойдет при ориентации ФМ на Солнце или самое яркое пятно на небе.
Утром, в то время как лицевые элементы отвернуты от Солнца, тыльный ориентирован на него, что воспринимает блок контроллера и подает команду поворота ФМ на восток. Таблица вариантов освещения датчика после оптимизации и команд поворотному устройству представлена ниже.
Таблица 5.3 – Варианты освещения ФЭД после оптимизации
| Элемент А | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| Элемент В | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| Элемент С | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| Положение яркого пятна | ночь | восход | восточнее | западнее | точно |
| Команда поворотному устройству | стоять | на восток | на восток | на запад | стоять |
Использование в качестве выходного сигнала тока, который практически не зависит от температуры окружающей среды, позволяет исключить температурную нестабильность. Выходной сигнал в таком случае зависит только от солнечного излучения.
Особенности разработанного датчика:
-
Использование ФЭП в качестве активного элемента и добавление в конструкцию тылового ФЭП для измерения фонового излучения и запуска системы в утреннее время.
-
В качестве регулирующего сигнала используется ток, близкий к току короткого замыкания Iкз ФЭП, который зависит от интенсивности солнечного излучения и не зависит от температуры.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Установлена математическая совокупность соотношений, определяющих зависимость потока солнечного излучения на поверхность ФМ от угла наклона его поверхности; проведен расчет приходящей солнечной радиации на поверхность ФМ в течение года без систем контроля положения и с применением одно- и двухосной систем; доказана эффективность применения одноосных и двухосных систем контроля на примере Хабаровска, одноосное ориентирование в течение дня принесет дополнительно 37 % мощности в год, а двухосное – 56 %.
2. Проведен анализ существующих способов, методов и датчиков определения положения Солнца. Обоснована эффективность применения одноосной и двухосной систем контроля оптимальной ориентации фотоэлектрических модулей.
3. Приведена математическая модель фотоэлектрического датчика состоящего из трех ФЭП. Датчик определяет местоположение Солнца на небосклоне, фоновое излучение и позволяет решить проблему запуска системы в утренние часы.
4. Разработан алгоритм работы системы для повышения эффективности использования солнечной энергии.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Баранов, Н.Н. Прямое преобразование энергии для автономной энергетики [Текст] / Н.Н. Баранов // Энергия: экономика, техника, экология. – 2000. – № 8. – С. 23.
2. Hamakawa, М. Solar photovoltaics - recent progress and its new role [Текст] / М. Hamakawa // Optoelectronics - Dev. and Tech. – 1990. – v. 5. № 2. – p. 113.
3. Джаветски, Д. Перспективы гелиоэнергетики [Текст] / Д. Джаветски // Электроника. – 1979. – № 15. – C. 25.
4. Безруких, П. Нетрадиционная энергетика [Текст] / П. Безруких // Деловой мир. – 1993. – № 235. – C. 11.
5. Тихонов, М.Н. Доводы в пользу использования энергии Солнца и других возобновляемых источников энергии [Текст] / М.Н. Тихонов // Возобновляемая энергия. – 1998. – № 4. – С. 34.
6. Лукутин, Б.В. Кадастр возможностей [Текст] / под ред. Б.В. Лукутина. – Томск: НТЛ, 2002. – 280 с.
7. Лукутин, Б.В. Возобновляемая энергетика в децентрализованном электроснабжении [Текст] / Б.В. Лукутин, О.А. Суржикова, Е.Б. Шандарова. – М.: Энергоатомиздат, 2008. – 231 с.
8. Попель, О.С. Возобновляемые источники энергии в мире и России [Текст] / О.С. Попель, В.Е. Фортов // Материалы первого междунар. форума «Возобновляемая энергетика. Пути повышения энергетической и экономической эффективности» – Москва, 22-23 октября 2013. – С. 12.
9. Попель, О.С. Возобновляемые источники энергии: состояние и перспективы развития [Текст] / О.С. Попель, В.Л. Туманов // Самара: Альтернативная энергетика и экология. – 2007. – № 2 (46). – С. 135.
10. Санеев, Б.Г. Что нам стоит возобновляемая энергия [Текст] / Б.Г. Санеев, И.Ю. Иванова, Т.Ф. Тугузова // Энергия: экономика, техника, экология. – 2012. – № 4. – С. 23.
11. Попель, О.С. Научно-технические проблемы разработки, создания и применения энергоустановок на ВИЭ в изолированных системах [Текст] / О.С. Попель // Материалы междунар. конф. «Возобновляемая энергетика в изолированных системах». – М., 2013. – С. 22.
12. Markvart, Т. Practical handbook of photovoltaic: fundamentals and applications [Текст] / T. Markvart, L. Castaner. – NY: ELSEVIER, 2003. – P. 8.
13. Deger [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.degerenergie.de.
14. Оршанский, И.С. Фотоэнергетика: достоинства, недостатки, направления развития [Текст] / И.С. Оршанский // Энергия: экономика, техника, экология. – 2013. – № 8. – С.13.
15. Solar tracker perpfomance [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.solarchoice.net.au/blog/solar-trackers.
16. TracStar [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.helmholz.us.
17. Rustu, Eke. The largest double-axis sun tracking pv systems with electronic control and photosensors in Turkey [Текст] / Rustu Eke, Sadan Ozden, Ali Senturk, Olaf Fleck and Sener Oktik // MuglaUniversit Clean Energy Research & Development Centre, Mugla, Turkey.
18. The first French PV power plant equipped with 2 axis tracking – one year feedback. Francois Paponneau. Exosun. Technopole Bordeaux Montesquieu.
19. Санеев, Б.Г. Гелиоресурсы Байкальского региона: целесообразность использования для энергосбережения [Текст] / Б.Г. Санеев // Энергия: экономика, техника, экология. – М., 2013. – № 1. – С. 20.
20. Попель, О.С. Распределение ресурсов энергии солнечного излучения по территории России [Текст] / О.С. Попель, С.Е. Фрид [и др.] // Энергия: экономика, техника, экология. – М., 2007. – № 7. – С. 15.
21. ГОСТ Р 51594-2000. Нетрадиционная энергетика. Солнечная энергетика. Термины и определения [Текст]. – М.: Издательство стандартов, 2000. – 11 с.
22. Базарова, Е.Г. Повышение эффективности использования солнечной энергии в энергетических установках с концентраторами [Текст]: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук / Е.Г. Базарова. – М., 2008. – С. 26.
23. Попель, О.С. Анализ показателей эффективности использования солнечных водонагревательных установок [Текст] / О.С. Попель, С.Е. Фрид, Ю.Г. Коломиец // Энергетика и ресурсосбережение. – 2004. – № 3. – С. 10.
24. Попель, О.С. Исследование и разработка систем энергоснабжения с использованием возобновляемых источников энергии [Текст]: автореф. дис. на соиск. учен. степ. докт. техн. наук / О.С. Попель. – М., 2007. – С. 30.
25. Попель, О.С. Эффективность комплексного использования возобновляемых источников энергии и энергосберегающих мероприятий в России на конкретных примерах [Текст] / О.С. Попель, С.Е. Фрид, Э.Э. Шпильрайн // Материалы междунар. научно-техн. конф. «Энергосбережение и возобновляемая энергетика». – Сочи, 23-24 июня 2005. – С. 3-6.
26. Попель, О.С. Автономные энергоустановки на возобновляемых источниках энергии [Текст] / О.С. Попель // Энергоснабжение. – 2006. – № 3. – С. 21.
27. Диаграмма изменения стоимости кремниевых элементов с течением времени [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://solar-battery.narod.ru/img/grafik.gif.
28. Абдурахманов, Б.М. Модули и элементы солнечных фотоэлектрических станций с концентрацией излучения [Текст] / Б.М. Абдурахманов, С.Г. Байдаков, В.И. Соловейчик, В.П. Чирва. – М.: ФАН, 1993. – 200 с.
29. Андреев, В.М. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения [Текст] / В.М. Андреев, В.А. Грилихес, В.Д. Румянцев. − Л.: Наука, 1989.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
