Измерительный комплекс для гелиоенергетики АИС-СМ2

Гелиосистемы имеют ряд преимуществ над другими энергетическими источниками:  гидро -, атомными и тепловыми. Во-первых, мощность солнечного излучения на верхней границе атмосферы практически постоянна и составляет 3,9 *10²³ кВт. Во-вторых, гелиоустановки практически не создают  нагрузки на экосистему, в отличие от АЭС, ТЭС и ГЭС, поэтому максимально снижается возможность техногенной катастрофы. В-третьих, устройство  преобразователей солнечной энергии  в тепловую и электрическую (ФЭП) существенно проще по сравнению с оборудованием классической энергетики.

Следует также отметить, что фотоэлектрическую станцию можно построить исходя из ориентировочной цены 7 долларов за один ватт установленной мощности при сроке эксплуатации 20-25 лет, а новый блок ТЭС обойдется примерно 2 доллара за ватт при том же ресурсе. Однако без топлива этот энергоблок ничего не выработает, а величина топливной составляющей в тарифе на электроэнергию составляет порядка 80 %.

 Тем не менее, гелиосистемы  сегодня считаются не  традиционными, а  альтернативными источниками энергии. Во многом так сложилось потому, что гелиоэнергетические объекты подвержены систематическим колебаниям количества поступающей на единицу площади преобразователя солнечной энергии, что не позволяет предсказать, с достаточной для практики точностью, ни объемы выработки, ни  мощность в каждый конкретный момент времени.

Для реализации идеи предсказания работы гелиосистемы коллективом лаборатории был построен мобильный автоматизированный измерительный комплекс, позволяющий снимать вольт-амперные характеристики фотоэлектрических солнечных батарей различных типов (мощностью 10-20 Вт), при различных условиях.

Гелиостатированная поворотная платформа позволяет проводить измерения в автоматическом режиме в течение всего светового дня.

В состав комплекса включен измеритель температуры, что позволяет исследовать влияние температуры воспринимающей поверхности батареи на ее выработку.

Подробнее ознакомиться с предпосылками создания измерительного комплекса АИС-СМ2 можно здесь.

Серия проведенных экспериментов позволяет судить о целесообразности гелиостатирования солнечных батарей.

На рисунке 1 приведен дневной ход мощности солнечной батареи типа KV-10 при «нулевой» облачности. Верхняя кривая соответствует гелиостатированной батарее, нижняя – батарее, сориентированной на юг под углом 43º к горизонту. Площади под каждой из кривых соответствуют величинам выработки электроэнергии при облачности ноль баллов. Гелиостатирование обеспечивает прирост выработки около 50%.

На рисунке 2 приведены вольт-амперные характеристики этих батарей. Полученные данные позволяют выбрать оптимальную рабочую точку батареи данного типа, что может служить основой для инженерных расчетов при проектировании солнечной электростанции в конкретных географических и климатических условиях.

Рисунок 1, - Дневной ход мощности солнечной батареи