Солнечная энергетическая установка

Предпатент № гос.регистрации 2006/0513.1

 

Валентин Михайлович Низовкин

Александр Валентинович Низовкин

nizovkin@mail.kz 

Республика Казахстан

, г.Алматы, ул.Чирчикская,62

Тел.+7(3272)343570

           

В настоящее время разработана, изготовлена, прошла испытания солнечная энергетическая установка обеспечивающая потребителя электроэнергией и теплом за счет солнечного излучения.

Конструкция

 

 

Рис.1

 

Установка работает следующим образом (Рис.1):

Солнечная энергия, усиленная за счет концентраторов, падает на фотоэлектрическую панель, где преобразуется в постоянный электрический ток, заряжающий аккумуляторы. Инвертор забирает накопленную энергию и преобразует ее в потребительское переменное напряжение 220В 50Гц.

            Энергия солнечного излучения, не преобразованная в электрический ток, поступает на теплообменник расположенный с обратной стороны фотопанели и нагревает теплоноситель, который за счет работы насоса, переносит тепло на другой теплообменник, где  осуществляется нагрев воды так нужной потребителю.

            Блок управления, реализованный на базе микроконтроллера, осуществляет эффективную работу установки - постоянно ориентируя ее на Солнце с помощью следящей системы и поворотного механизма. Он также осуществляет контроль за внутренними процессами: следит за зарядом аккумуляторов, работой насоса и т.п.

Следует учесть, что данная конструкция создавалась для казахстанского рынка и комплектующие к ней подбирались с учетом долговечности, простоты монтажа и обслуживания.  

 

 

Испытания

           

            Для проведения тестовых измерений была изготовлена опытная установка (Рис.2,3).

Рис.2 (с концентратором)

 

 

Рис.3 (без концентратора)

 

 Исходные характеристики установки:

1. Площадь солнечной панели - 0,71Х0,52 м=0.37м2

      2.   Общая площадь с концентратором -1,23Х1,05 м=1.29 м2

3.  Заявленная производителем мощность фотопанели 30 Вт (т.е. мощность при  интенсивности солнечного излучения 1000 Вт/м2)

4.   Средняя мощность солнечного излучения на время измерений -330 Вт.

4.   Мощность циркуляционного насоса 90 Вт

5.   Номинальная мощность инвертора 1000 Вт.

6.   Измерения проводились с 1 по 7 сентября 2006г в г.Алматы с 10 часов утра до 16      часов.

      Измерения проводились в 3-х вариантах.

1-й вариант. Солнечная установка со следящей системой и концентратором с коэффициентом концентрации К=3.5.

2-й вариант. Солнечная установка без концентратора со следящей системой.

3-й вариант. Неподвижная солнечная установка без концентратора.

Во всех трех вариантах осуществлялся отвод тепла циркуляционным насосом в бак емкостью 40 литров без теплоизоляции.

      В результате проведенных измерений были получены следующие данные (Рис.4,5):

Рис. 5

      По сравнительным результатам  измерений можно утверждать:

    Ориентирование фотопанели нормально к падающим солнечным лучам в течении светового дня приводит к повышению мощности последней в два раза.

    Оснащение фотопанели концентраторами с К=3.5 и следящей системой увеличивает мощность в 4 раза по сравнению с неподвижным вариантом Рис.6). 

 

Рис.6  

    Общий коэффициент преобразования солнечной энергии в полезную для установки составляет 34 %, из них тепловая энергия – 27% , электрическая энергия – 7%.

 

Перспективы

 

            В настоящее время подобные солнечные энергетические установки производятся мною и успешно реализуются казахстанским потребителям.

           

            Рис.7 ( Солнечная электростанция Р=2.5 кВт установленная в районе г. Талгар.)

 

 

Рис.8 (Солнечная «чабанка» Р=1 кВт)

 

            Перспективы дальнейшего развития этого направления достаточно оптимистичны.

Например, достигнута договоренность с крупной торговой компанией из ОАЭ по реализации подобных конструкций по всему миру.