СОЛНЕЧНЫЙ ТРЕКЕР С СИСТЕМОЙ САМОРАСКРЫТИЯ

Г.Н. Рявкин; Е.В. Соломин; К. Мадемлис; А.А. Ковалёв; Б.Т. Погорелов; П.А. Юнусов

doi:10.14529/power210109

Авторы

Г.Н. Рявкин Южно-Уральский государственный университет
Е.В. Соломин Южно-Уральский государственный университет
К. Мадемлис Южно-Уральский государственный университет, Университет Аристотеля в Салониках
А.А. Ковалёв Южно-Уральский государственный университет
Б.Т. Погорелов Южно-Уральский государственный университет
П.А. Юнусов Таджикский технический университет имени академика М.С. Осими

DOI:

https://doi.org/10.14529/power210109

Ключевые слова:

возобновляемые источники энергии, солнечная энергетика, солнечный трекер, стихийные бедствия

Аннотация

В данной статье дан краткий обзор состояния солнечной энергетики в мире. Рассмотрены недостатки ископаемых источников энергии. В качестве основного недостатка возобновляемых источников энергии в работе рассматривается низкий коэффициент полезного действия. Проанализирован возможный путь повышения КПД солнечных модулей за счет использования систем слежения за Солнцем (ССС). ССС – специальные устройства, имеющие два привода: горизонтальной и вертикальной наводки, которые при помощи специального алгоритма позиционируют солнечные модули в сторону наибольшего светового потока и тем самым повышают выработку электроэнергии. Рассчитан теоретический прирост выработки для систем в идеальных условиях, даны практические значения данной величины. Перечислены недостатки рассматриваемого типа электрогенераторов на ВИЭ. Произведен расчет ветровых нагрузок на ССС по представленной методике. Приведены примеры разрушения солнечных электростанций стихийными бедствиями. Предложен новый тип солнечного трекера с системой самораскрытия, способной сохранить установку от неблагоприятных погодных условий. Проведено сравнение точности алгоритма позиционирования, созданного для данного устройства. Вывод содержит возможные пути применения установки, ее недостатки, а также планы на будущие исследования.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Биографии авторов

Г.Н. Рявкин, Южно-Уральский государственный университет

магистрант, кафедра «Электрические станции, сети и системы электроснабжения»

Е.В. Соломин, Южно-Уральский государственный университет

д-р техн. наук, доцент, кафедра «Электрические станции, сети и системы электроснабжения»

К. Мадемлис, Южно-Уральский государственный университет, Университет Аристотеля в Салониках

старший научный сотрудник кафедры «Электрические станции, сети и системы электроснабжения»

А.А. Ковалёв, Южно-Уральский государственный университет

магистрант, кафедра «Электрические станции, сети и системы электроснабжения»

Б.Т. Погорелов, Южно-Уральский государственный университет

бакалавр, кафедра «Информационно-измерительная техника»

П.А. Юнусов, Таджикский технический университет имени академика М.С. Осими

аспирант кафедры «Электрические станции»

Библиографические ссылки

U.S. Solar Photovoltaic System Cost Benchmark Q1 2017 / R. Fu, D. Feldman, R. Margolis et al. // National Renewable Energy Laboratory (NREL). – 2017. – https://www.nrel.gov/docs/fy17osti/68925.pdf (accessed 16.04.2020). DOI: 10.2172/1395932

Google Environmental Report 2019 // Google LLC. – http://services.google.com/fh/files/misc/google_2019-environmental-report.pdf (accessed 16.04.2020).

2019 Environmental Responsibility Report // Apple inc. – https://www.apple.com/environment/pdf/Apple_Environmental_Responsibility_Report_2019.pdf (accessed 16.04.2020).

BP’s Advancing Low Carbon accreditation programme // British Petroleum PLC. – 2018. – https://www.bp.com/en/global/corporate/sustainability/climate-change/low-carbon-accreditation-programme.html (accessed 16.04.2020).

Energetics future. Royal Dutch Shell. – https://tinyurl.com/ydxp7mfb (accessed 16.04.2020).

BP Statistical Review of World Energy. – British Petroleum PLC. – 68th – 2019. – P. 15. – https://www.bp.com/content/dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/energy-economics/statistical-review/bp-stats-review-2019-oil.pdf (accessed 16.04.2020).

Pyper, J. DOE Officially Marks SunShot’s $1 per Watt Goal for Utility-Scale Solar / J. Pyper // Green Tech Media. – Sept. 12, 2017. – https://www.greentechmedia.com/articles/read/doe-officially-hits-sunshot-1-per-watt-goal-for-utility-scale-solar#gs.37etftL (accessed 16.04.2020).

Борисов, А. Стоимость солнечных электростанций упала на 30 процентов за год / А. Борисов //Life. – 2017. – https://life.ru/t/%D0%BD%D0%B0%D1%83%D0%BA%D0%B0/1043482/stoimost_solniechnykh_eliektrostantsii_upala_na_30_protsientov_za_ghod (дата обращения: 16.04.2020).

BP Statistical Review of World Energy. – British Petroleum PLC, Carbon. – 68th. – 2019. – P. 57. – https://www.bp.com/content/dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/energy-economics/statistical-review/bp-stats-review-2019-co2-emissions.pdf (accessed 16.04.2020).

An Arctic predator–prey system in flux: climate change impacts on coastal space use by polar bears and ringed seals / C.D. Hamilton, K.M. Kovacs, R.A. Ims et al. // Journal of Animal Ecology. – 2017. – Vol. 86, iss. 5. DOI: 10.1111/1365-2656.12685

Kutepova, E.A. Associated Gas Utilization in Russia: Issues and Prospects / E.A. Kutepova, A.Yu. Knizhnikov, K.V. Kochi. – Moscow: WWF-Russia-KPMG, 2011.

Tracking Fuel Supply. – IEA, Paris, 2019. – https://www.iea.org/reports/tracking-fuel-supply-2019 (accessed 23.01.2020).

Tarasov, M.Yu. On the raising efficiency of associated petroleum gas utilization at the separation stages / M.Yu. Tarasov, E.A. Klevtsov, I.Z. Fakhretdinov // Oil Industry Journal. – 2018. – Vol. 18, iss. 03.

Результаты испытаний двуосного солнечного трекера / Д.А. Немков, А.В. Матвеев, С.Е. Щеклеин, Ю.Е. Немихин // Конференция молодых ученых. – 2016. – http://elar.urfu.ru/bitstream/10995/40569/1/tmuenin-2016-45.pdf (дата обращения: 23.01.2020).

Aziz, S. On improving the Efficiency of a Solar Panel Tracking System / S. Aziz, S. Hassan // Procedia Manufacting. – 2017. – Vol. 7.

Aziz, S. Energy and economic comparative study of a tracking vs. a fixed photovoltaic system in northern hemisphere / S. Aziz, S. Hassan // International Journal of Energy, Environment and Economics. – 2017.

Министерство строительства и ЖКХ РФ. Свод правил: Нагрузки и воздействия, 2016.

Kwasinski, A. Effects of Hurricane Maria on Renewable Energy Systems in Puerto Rico / A.Kwasinski //7th International Conference on Renewable Energy Research and Applications (ICRERA). – 2018. – https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8566922 (accessed 23.01.2020). DOI: 10.1109/icrera.2018.8566922

U.S. Billion-Dollar Weather and Climate Disasters: Table of Events // NOAA National Centers for Environmental Information (NCEI). – 2020. – https://www.ncdc.noaa.gov/billions/events/US/2000-2019 (accessed 23.01.2020).

Особенности эксплуатации мобильных самораскрывающихся солнечных электростанций / Г.Н. Рявкин, Е.В. Соломин, А.С. Мартьянов и др. // Наука ЮУрГУ. – 2019. – С. 240–248.

Reda, I. Solar Position Algorithm for Solar Radiation Applications / I. Reda, A. Andreas // NREL Report No. TP-560-34302. – January 2008. – 55 p. – https://www.nrel.gov/docs/fy08osti/34302.pdf (accessed 20.01.2020). DOI: 10.2172/15003974

Meeus, J. Astronomical Algorithms / J. Meeus. – Willmann-Bell Inc., 1991.

Елистратов, В.В. Солнечные энергоустановки. Оценка поступления солнечного излучения / В.В. Елистратов, Е.С. Аронова. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2012. – 164 с.

Черный, М.А. Авиационная астрономия / М.А. Черный. – М.: Транспорт, 1978.

The National Renewable Energy Laboratory // SPA Calculator. – https://midcdmz.nrel.gov/solpos/spa.html. (accessed 20.01.2020).