Концентраторы Солнечного Излучения В Паре С Многопереходными Фотоэлектрическими Преобразователями В Наземных Гелиоэнергетических Установках. Часть 2

Abstract

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...