Разработан способ определения параметров концентратора излучения в гелиоэнергетических установках. Для оценки эффективности использования концентраторов в виде линз Френеля в установках с трехпе-реходными фотоэлектрическими преобразователями введено понятие эффективности пары " концентратор-фотопреобразователь". Предложен способ расчета преломляющего профиля концентраторов, учитывающий дисперсионную зависимость показателя преломления и ее изменение от температуры для материала преломляющего профиля концентратора-силиконового компаунда Wacker RT604. Результаты расчета поз-воляют добиться максимальной эффективности пары " концентратор-фотопреобразователь" при наличии хроматических аберраций в оптической системе концентрирования солнечного излучения. ВведениеВ мире постепенно растет внедрение гелиоэнер-гетических установок, в том числе на базе высо-коэффективных (КПД > 40%) многокаскадных фото-электрических преобразователей (ФЭП) с нескольки-ми p−n-переходами, изготовленными на основе гетеро-структур в системе A3B5. Основной проблемой, возни-кающей при использовании таких высокоэффективных ФЭП, является их относительно высокая стоимость по сравнению с традиционными однопереходными ФЭП на основе кремния. Одним из преимуществ ФЭП на основе гетероструктур в системе A3B5 является возможность преобразования солнечного излучения (СИ) без поте-ри эффективности при высоких уровнях концентрации света. Решением проблемы удешевления единицы мощ-ности, вырабатываемой многокаскадными ФЭП, стало использование концентраторов солнечного излучения, перенаправляющих энергию СИ на миниатюрные ФЭП в фокусе концентратора. Таким образом, концентраторы обеспечивают экономию площади чипов ФЭП пропор-ционально кратности концентрирования [1,2].В работе рассматривается гелиоэнергетическая уста-новка (ГЭУ), конструкция которой включает каркас, оснащенный приводами двухосевого слежения за поло-жением Солнца, и установленные на нем фотоэлектри-ческие модули [2,3]. Каждый модуль включает в себя от десятков до сотен идентичных пар концентратор-ФЭП. Функционально работа ГЭУ делится на слежение за положением Солнца на небесной сфере, концентри-рование СИ и преобразование концентрированного СИ в фототок. Работа посвящена решению проблемы эффек-тивного преобразования концентрированного излучения в фототок с учетом особенностей каскадной структуры ФЭП. Конструкция и оптические характеристики концентратораКонцентратор выполнен в виде линзы Френеля квад-ратной формы из прозрачной силиконовой резины (СР) [2]. Концентратор как оптический элемент пред-ставляет собой набор концентрических конических по-верхностей (ступеней), которые, если бы были соедине-ны между собой, образовали бы асферическую плоско-выпуклую линзу. Множество силиконовых концентрато-ров, составляющих концентраторную панель фотоэлек-трического модуля, выполняются одновременно путем заливания в форму СР в жидком состоянии. В процес-се перехода жидкой СР в резиноподобное состояние реплика концентраторов закрепляется на стеклянной пластине, которая нужна для обеспечения механической прочност...

Настоящая работа посвящена определению условий совместной работы пар " фотоэлектрический преобразователь-концентратор солнечного излучения", используемых в гелиоэнергетических установках с концентраторами. Рассмотрены трехкаскадные фотопреобразователи на основе материалов А 3 В 5 с различным распределением солнечного излучения по спектральным интервалам. Концентраторы солнечного излучения выполнены в виде линз Френеля со структурой силикон-на-стекле. Преломляющий профиль линз на основе силиконовой резины Wacker RT604 характеризуется значительным изменением показателя преломления от температуры. Определено влияние геометрических параметров линз Френеля, а также их рабочей температуры на характеристики концентрирования солнечного излучения в заданных спектральных интервалах. Рассчитаны параметры концентраторов, которые в паре с фотоэлектрическим преобразователем могут обеспечить эффективное функционирование гелиоэнергетической установки. DOI: 10.21883/JTF.2017.04.44318.1951 Введение В настоящей работе рассматривается эффективность преобразования солнечного излучения гелиоэнергети-ческими установками (ГЭУ) с высокоэффективными (КПД > 35%) трехкаскадными фотопреобразователями (ФЭП) на основе гетероструктур. Конструкция ГЭУ включает каркас, оснащенный приводами двуосевого слежения за Солнцем, и установленные на нем фото-электрические модули, каждый из которых содержит множество идентичных пар концентратор-ФЭП [1]. Кон-центратор представляет собой линзу Френеля квадрат-ной формы из прозрачной силиконовой резины (СР), закрепленную на основании из стекла [2]. Ориентиро-ванный перпендикулярно направлению на Солнце кон-центратор перенаправляет падающее на него излучение на фоточувствительную область ФЭП, находящуюся в фокусе концентратора. В настоящей работе про-должается исследование пары концентратор−ФЭП -повторяющегося элемента фотоэлектрического модуля. От ее свойств зависит эффективность преобразования солнечной энергии и соответственно стоимость единицы вырабатываемой мощности.В первой части настоящей работы [3] было предло-жено решение проблемы эффективного концентрирова-ния излучения с учетом особенностей трехкаскадной структуры ФЭП. В рамках этого решения были иссле-дованы оптические характеристики СР, задано опреде-ление эффективности пары (ЭП) концентратор−ФЭП, предложен метод определения оптимального значения n c -расчетного показателя преломления, параметра формулы для расчета углов наклона преломляющих поверхностей концентратора.Также была рассмотрена конкретная пара концент-ратор−ФЭП с ФЭП1 (табл. 1) и концентратором с фокусным расстоянием F = 80 mm, стороной концен-тратора a = 40 mm и шириной преломляющей гра-ни s = 0.25 mm. Для этой пары в условиях расчет-ной температуры T c = 25• C был определен оптималь-ный расчетный показатель преломления n c = 1.4076, обеспечивающий максимальную эффективность пары концентратор−ФЭП1, равную 90.92%.Во второй части работы проводится сравнение двух пар с концентраторами со сходными свойствами и отличающимися ФЭП -ФЭП1 и ФЭП2. Спектраль-ные характеристики ФЭП1 и ФЭП2, умно...