Повышение эффективности использования солнечной энергии в энергетических установках с концентраторами

• Автор: Базарова, Елена Геннадьевна
• Шифр специальности: 05.14.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

I. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СОЛНЕЧНЫХ ЭНЕРГОСИСТЕМ.

1.1. Использование концентрированного солнечного излучения в фотоэлектрических модулях.г.

1.1.1. Анализ характеристик солнечных концентраторов.

1.1.2. Отражающие концентраторы

1.1.3 Преломляющие концентраторы.

1.1.4. Стационарные концентраторы

1.1.5. Гелиостатные концентраторные системы в солнечных энергоустановках.

1.2. Мировые проекты крупных солнечных электростанций

1.2.1. Солнечные станции башенного типа

1.2.2. СЭС на основе параболоцилиндрических концентраторов.

1.2.3. Станции на основе параболоидных концентраторов
Выводы к главе 1.
ГЛАВА II РАЗРАБО ТКА СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ СО СТАЦИОНАРНЫМ ПАРАБОЛОЦИЛИНДРИЧЕСКИМ КОНЦЕНТРАТОРОМ И
СИСТЕМОЙ УГЛОВЫХ ЖАЛЮЗИЙНЫХ ГЕЛИОСТАТОВ
2.1. Расчет и моделирование стационарных концентраторов на основе ориентированных вторичных отражателей
2.1.1. Ориентирование стационарных концентрирующих модулей.
2.1.2. Методика расчета параболоцилиндрического концентратора с системой линейных жалюзийных гелиостатов.
2.2 Методика расчета зависимости выходной мощности стационарного параболоцилиндричсского концентратора от часового угла
2.2.1. Методика расчета угловых гелиостатов, установленных на поверхности миделя параболоцилиндрического концентратора
2.2.2. Методика расчета используемой площади миделя концентрирующей системы
в зависимости от часового угла.
2.2.3. Оптимальная ориентация системы вторичных отражателей
2.3. Параллельная и последовательная коммутация солнечных элементов фотоэлектрического модуля с системой угловых жалюзийных гелиостатов.
Выводы к главе II
ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ КОНЦЕНТРИРУЮЩЕЙ УСТАНОВКИ С СИСТЕМОЙ УГЛОВЫХ ЖАЛЮЗИЙНЫХ ГЕЛИОСТАТОВ И ТЕХНИКО
ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ
3.1 Исследование работы солнечного модуля с системой угловых жалюзийных гелиостатов со стационарным параболоцилиндрическим концентратором
3.1.1. Параметры солнечного модуля при различных способах коммутаций групп элементов
3.1.2. Параметры параболоцилиндрического концентрирующего модуля с системой линейных и угловых жалюзийных гелиостатов
3.2. Техникоэкономическое обоснование использования солнечных энергетических установок с системой угловых жалюзийных гелиостатов и стационарных концентраторов солнечной энергии
3.2.1. Оценка стоимости установленной пиковой мощности модулей с системой угловых
жалюзийных гелиостатов со стационарными концентраторами
.2. Расчет стоимости системы угловых жалюзийных гелиостатов со стационарным
ко центратором.
3.2.3. Экологические аспекты строительства и эксплуатации солнечных установок с
концентраторами.
Выводы к главе III
ГЛАВА IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ УВЕЛИЧЕНИЯ ЧИСЛА ЧАСОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНЫХ ЭНЕРГОУСТАНОВОК.
4.2.2. Межконтинентальная энергосистема.
4.2.3. Глобальная солнечная энергосистема.
4.2. Общие принципы создания глобальной солнечной электростанции
4.3. Конструктивная схема солнечной электростанции
4.3.1. Производство электрической энергии.
4.3.2. Расчет количества модулей
Выводы к главе IV.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Международной научнотехнической конференции Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве, мая г. Москва, ГНУ ВИЭСХ. Ii i i. Изделия и технологии двойного назначения. Диверсификация ОПК, октября г. Москва, ВВЦ. По теме диссертации опубликовано работ, включая 2 патента на изобретение РФ и 2 статьи в издании, рекомендованном ВАКом. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Объем работы составляет 2 страницы, иллюстрации, таблиц и схем и списка литературы из 7 источников. Во введении обосновывается актуальность темы, рассматривается ее научная новизна и практическая ценность, приводятся положения, выносимые на защиту, кратко излагается содержание работы. Первая глава диссертационной работы включает в себя обзор разработок и результатов исследований в области концентраторов солнечной энергии, анализ состояния вопроса мировых проектов крупных солнечных электростанций. Рассмотрены принципы построения и работы основных концентрирующих систем, в том числе и стационарных модулей, проведен анализ работы концентраторов. Приведена постановка задач диссертации. Во второй главе разработана конструкция угловых жалюзийных гелиостатов для параболоцилиндрического концентратора, защищенная патентом РФ, и предложена методика расчета параболоцилиндрического концентратора с системой линейных или угловых гелиостатов, проведены аналитические исследования для улучшения характеристик жалюзийных гелиостатов. Также рассмотрена оптимизация электрической схемы коммутаций солнечных элементов для стационарного параболоцилиндрического концентратора. Третья глава содержит исследование работы солнечного модуля с системой угловых жалюзийных гелиостатов со стационарным параболоцилиндрическим концентратором при различных способах коммутаций групп элементов, а также экспериментальные исследования стационарного концентрирующего модуля с системой линейных и угловых жалюзийных систем. Определены экологические аспекты монтажа и эксплуатации солнечных установок с концентраторами. Четвертая глава диссертационной работы посвящена разработке компьютерного моделирования параметров солнечных энергетических систем в масштабе одной страны России, АфроЕвразийской энергосистемы, а также глобальной солнечной энергосистемы, защищенных патентом РФ. В главе описана математическая модель компьютерного моделирования глобальных энергосистем, приведены аналитические исследования характеристик и графики выработки электроэнергии. Известно, что естественные ресурсы истощаются. Но дело не в близком, как недавно думали, их исчерпании запасов угля, например, хватит еще на многие сотни лет тревожит в первую очередь пагубное влияние использования невозобновляемых энергетических ресурсов на среду обитания человека. Главный недостаток сжигаемого на тепловых электростанциях ТЭС ископаемого горючего загрязнение окружающей среды вредными выбросами. Даже ТЭС, работающие с использованием современных высокоэффективных технологий, таких, как сжигание угля в кипящем или циркулирующем кипящем слое, с экологической точки зрения далеко не безупречны. Кроме того, невосполнимый урон наносят добыча, переработка, транспортировка топлива и факельное сжигание газа и нефти. Нельзя забывать и о том, что помимо естественного сырья на ТЭС сжигается атмосферный кислород, планетарные запасы которого тоже не безграничны. Перекрытие рек плотинами гидроэлектростанций, использование огромных территорий суши под водохранилища уже привели к серьезным экологическим нарушениям. Хорошо известны недостатки и атомной энергетики хранение и переработка радиоактивных отходов, опасность радиационного загрязнения при авариях. Человечество потребляет в год около млрд т условного топлива 8. Этот показатель год от года увеличивается, вопервых, изза неуклонного роста численности населения Земли она уже превысила 6 млрд человек и, по прогнозам, к году достигнет 7,4 млрд, вовторых, за счет роста уровня жизни людей, особенно в развивающихся странах, стремящихся получить те же блага, что и в промышленно развитых государствах.