RU2474927C1 - Design of system of concentrator photovoltatic plants - Google Patents
Design of system of concentrator photovoltatic plants Download PDFInfo
- Publication number
- RU2474927C1 RU2474927C1 RU2011132563/06A RU2011132563A RU2474927C1 RU 2474927 C1 RU2474927 C1 RU 2474927C1 RU 2011132563/06 A RU2011132563/06 A RU 2011132563/06A RU 2011132563 A RU2011132563 A RU 2011132563A RU 2474927 C1 RU2474927 C1 RU 2474927C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- concentrator photovoltaic
- concentrator
- plants
- light
- installations
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к области солнечной энергетики и, в частности, к солнечным энергетическим установкам с концентраторами солнечного излучения и системами слежения, применяемым, например, в составе электростанций, предназначенных для выработки электроэнергии путем фотоэлектрического преобразования солнечной энергии.The present invention relates to the field of solar energy and, in particular, to solar power plants with solar concentrators and tracking systems, used, for example, in power plants designed to generate electricity by photovoltaic conversion of solar energy.
В настоящее время в связи с ухудшающейся экологической обстановкой, ростом стоимости топлива, трудностями в его доставке и истощением природных запасов мировым сообществом все большее внимание уделяется технологиям в области возобновляемых источников энергии и, в частности, солнечной энергетике. Солнечная энергия обладает рядом достоинств - это неисчерпаемый, экологически чистый источник с высоким энергетическим потенциалом, определяемым близкой к 6000 К радиационной температурой. Однако солнечному излучению присущ один существенный недостаток - низкая плотность, обусловленная удаленностью Земли от Солнца, и, как следствие этого, необходимость использовать установки с большой площадью световоспринимающей поверхности для получения электроэнергии. Решением этой проблемы могут стать высокоэффективные многопереходные каскадные гетероструктуры, экономически выгодное применение которых возможно лишь совместно с концентраторами солнечного излучения, обеспечивающими кратности концентрирования 500-1000. Сегодня установки с концентраторами солнечного излучения и многопереходными элементами широко применяются в составе крупных солнечных электростанций, насчитывающих десятки и сотни таких установок, вырабатывающих электроэнергию для передачи в центральную систему электроснабжения. Близкое расположение установок в электростанции приводит к возникновению взаимного затенения их световоспринимающих поверхностей и уменьшению вырабатываемой мощности. Особенно этот эффект заметен на восходе и заходе Солнца, когда панели солнечной установки располагаются практически вертикально. Существенно сократить затенение и потери вырабатываемой электроэнергии можно, увеличив расстояние между установками в несколько раз, что в некоторых случаях оказывается невозможным, вследствие ограничений по площади площадки под станцию, большой стоимости земли, трудностями и потерями при коммутации сильно разнесенных в пространстве установок и т.д. Актуальной задачей является корректный выбор расстояния между установками, при котором обеспечиваются минимальные, не превышающие заданного значения при затенении потери энергии, вырабатываемой электростанцией, при минимальной занимаемой ею площади земли.Currently, due to the deteriorating environmental situation, rising fuel costs, difficulties in its delivery and the depletion of natural resources, the world community is paying more and more attention to technologies in the field of renewable energy sources and, in particular, solar energy. Solar energy has several advantages - it is an inexhaustible, environmentally friendly source with a high energy potential, determined by a radiation temperature close to 6000 K. However, one significant drawback is inherent in solar radiation - the low density due to the remoteness of the Earth from the Sun, and, as a consequence of this, the need to use installations with a large light-reflecting surface to produce electricity. A solution to this problem can be high-performance multi-junction cascade heterostructures, the cost-effective use of which is possible only in conjunction with solar concentrators, providing a concentration ratio of 500-1000. Today, plants with solar concentrators and multi-junction elements are widely used as part of large solar power plants, numbering tens and hundreds of such plants, generating electricity for transmission to the central power supply system. The proximity of the plants in the power plant leads to the occurrence of mutual shading of their light-reflecting surfaces and a decrease in the generated power. This effect is especially noticeable at sunrise and sunset, when the panels of the solar installation are located almost vertically. It is possible to significantly reduce the shading and losses of generated electricity by increasing the distance between the plants several times, which in some cases is impossible, due to limitations on the area of the site under the station, the high cost of land, difficulties and losses during switching of highly separated installations in the space, etc. . An urgent task is the correct choice of the distance between the plants, at which the minimum, not exceeding the set value when shading the energy losses generated by the power plant, with the minimum land area occupied by it, is ensured.
Известна солнечная электростанция на основе следящих за Солнцем фотоэлектрических установок (см. патент US 7381886, МПК H01L 31/0232, опубл. 03.06.2008), размещаемых в виде прямоугольной решетки так, что расстояние между соседними фотоэлектрическими установками в направлении с севера на юг меньше расстояния между соседними фотоэлектрическими установками с запада на восток. Приведены конкретные расстояния для размещения солнечных установок заданного размера и конфигурации.A known solar power plant based on sun-tracking photovoltaic installations (see patent US 7381886, IPC H01L 31/0232, published 03.06.2008) placed in the form of a rectangular grid so that the distance between adjacent photovoltaic installations in the direction from north to south is less distances between neighboring photovoltaic plants from west to east. Specific distances are given for the placement of solar installations of a given size and configuration.
Недостаток известного решения заключается в невозможности применения рекомендуемых расстояний для установок отличного размера и формы.A disadvantage of the known solution lies in the impossibility of using the recommended distances for installations of excellent size and shape.
Известна солнечная электростанция на основе следящих за Солнцем фотоэлектрических установок (см. М.Garcia et. al. Partial Shadowing, MPPT Performance and Inverter Configurations: Observations at Tracking PV Plants, опубл. в 2008), размещаемых в виде прямоугольной решетки, в которой фотоэлектрические установки располагают на расстоянии 17 м в направлении с севера на юг и 14 м с востока на запад,A known solar power plant based on sun-tracking photovoltaic installations (see M. Garcia et. Al. Partial Shadowing, MPPT Performance and Inverter Configurations: Observations at Tracking PV Plants, published in 2008), placed in the form of a rectangular lattice in which photovoltaic the installations are located at a distance of 17 m from north to south and 14 m from east to west,
Недостаток известного решения заключается в том, что выбор меньшей дистанции между установками с востока на запад, чем с севера на юг, ведет к завышению потерь энергии на восходе и закате Солнца. Кроме того, большее расстояние между установками в направлении с севера на юг приводит к увеличению площади поверхности земли, требуемой для размещения электростанции.The disadvantage of the known solution is that the choice of a shorter distance between the installations from east to west than from north to south leads to an overestimation of energy losses at sunrise and sunset. In addition, a greater distance between the plants from north to south leads to an increase in the surface area of the earth required to house the power plant.
Известна солнечная электростанция на основе следящих установок, состоящих из нескольких фотоэлектрических модулей (см. заявка US 20080236570, МПК F24J 2/38, опубл. 02.10.2008), в которой установки располагают параллельными рядами так, что расстояния между центрами соседних установок образуют равносторонний треугольник, длина стороны которого определяется с использованием среднего значения фактора затенения. Высота установки не должна превышать 2,5 м, соотношение длины и высоты установки устанавливается в диапазоне от 1:1,5 до 1:10.A known solar power plant based on tracking plants consisting of several photovoltaic modules (see application US 20080236570, IPC
Недостаток известной солнечной электростанции заключается в том, что выбранные расстояния между установками не гарантируют получения максимальной энергопроизводительности электростанции, так как эти расстояния определяют по среднему значению фактора затенения, вследствие чего не может быть адекватно оценено затенение установок в утренние и вечерние часы дня. Кроме того, ограничение предельной высоты установки в 2,5 м не позволяет применять известное решение при размещении установок большой мощности и, соответственно, большего размера.A disadvantage of the known solar power plant is that the selected distances between the plants do not guarantee the maximum power productivity of the power plant, since these distances are determined by the average value of the shading factor, as a result of which the shading of the plants in the morning and evening hours cannot be adequately estimated. In addition, the limitation of the maximum installation height of 2.5 m does not allow the use of the known solution when placing installations of high power and, accordingly, a larger size.
Известна солнечная электростанция, состоящая из панелей фотоэлектрических модулей (см. патент RU 2285209, МПК F24J 2/00, опубл. 10.10.2006), в которой модули размещают друг за другом рядами так, чтобы они были параллельны друг другу длинными торцами, и с технологическим интервалом между рядами, таким чтобы тень от предыдущего ряда панелей фотоэлектрических модулей при оптимальной высоте Солнца не накрывала последующего ряда, а технологический интервал внутри рядов между панелями выполняют не более 0,1…0,15 длины панели фотоэлектрического модуля.A known solar power plant consisting of panels of photovoltaic modules (see patent RU 2285209, IPC F24J 2/00, publ. 10.10.2006), in which the modules are placed one after another in rows so that they are parallel to each other with long ends, and with the technological interval between the rows, so that the shadow from the previous row of panels of the PV modules does not cover the next row at the optimum height of the Sun, and the technological interval inside the rows between the panels is no more than 0.1 ... 0.15 of the length of the panel of the PV module.
Недостатком известной солнечной электростанции является взаимное затенение панелей фотоэлектрических модулей в течение всего года, особенно в утренние и вечерние часы. Кроме того, расстояния между фотоэлектрическими модулями, принятые в известной солнечной электростанции, не могут быть применены в случае использования следящих за Солнцем фотоэлектрических установок, так как предлагаемое расстояние между установками в ряду слишком мало для их свободного безаварийного движения.A disadvantage of the known solar power plant is the mutual shading of the panels of photovoltaic modules throughout the year, especially in the morning and evening hours. In addition, the distances between the photovoltaic modules adopted in the well-known solar power plant cannot be applied in the case of using solar-watching photovoltaic installations, since the proposed distance between the installations in the row is too small for their free trouble-free movement.
Известна система концентраторных фотоэлектрических установок (см. Р.Perez. Solar FieldOptimization, опубл. в 2008), которые размещены друг за другом с севера на юг на расстоянии 18 м и с запада на восток на расстоянии 26 м.A known system of concentrator photovoltaic installations (see P. Perez. Solar Field Optimization, published in 2008), which are placed one after the other from north to south at a distance of 18 m and from west to east at a distance of 26 m.
Недостаток известного решения заключается в том, что выбор указанных дистанций произведен для установок конкретного размена 7х7 м2. Расчеты, подтверждающие корректность размещения, выполнены лишь для одного дня каждого месяца и требуют уточнения и учета влияния реальных условий эксплуатации установки в каждый час года.A disadvantage of the known solution lies in the fact that the selection of these distances was made for installations of a specific exchange of 7x7 m 2 . Calculations confirming the correct placement were made only for one day of each month and require clarification and consideration of the influence of the actual operating conditions of the installation at each hour of the year.
Наиболее близким к заявленному техническому решению по совокупности существенных признаков является система концентраторных фотоэлектрических установок (см. патент 2395758, МПК F24J 2/42, опубл. 27.07.2010), принятая за прототип. Известная система концентраторных фотоэлектрических установок состоит из следящих за Солнцем концентраторных фотоэлектрических установок, размещаемых в виде прямоугольной решетки с расстоянием Хзв между соседними концентраторными фотоэлектрическими установками в направлении с запада на восток, большим расстояния Хсю между соседними концентраторными фотоэлектрическими установками в направлении с севера на юг, выбираемыми в зависимости от географической широты φ пункта размещения системы и площади световоспринимающей поверхности концентраторной фотоэлектрической установки. Выбор расстояния между установками осуществляют по представленным зависимостям, аппроксимирующим данные расчета снижения электроэнергии, вырабатываемой системой концентраторных фотоэлектрических установок, вследствие затенения световоспринимающей поверхности установок.The closest to the claimed technical solution for the combination of essential features is a system of concentrator photovoltaic installations (see patent 2395758, IPC F24J 2/42, publ. July 27, 2010), adopted as a prototype. The known system of concentrator photovoltaic installations consists of sun-tracking concentrator photovoltaic installations placed in the form of a rectangular lattice with a distance of X stars between adjacent concentrator photovoltaic installations in the direction from west to east, greater than the distance X sy between neighboring concentrator photovoltaic plants in the direction from north to south , selected depending on the geographical latitude φ of the system location point and the area of the light-receiving surface ty concentrator photovoltaic installation. The choice of the distance between the plants is carried out according to the presented dependencies that approximate the calculation data for the decrease in electricity generated by the system of concentrator photovoltaic plants due to the shading of the light-reflecting surface of the plants.
Недостаток известной системы концентраторных фотоэлектрических установок (прототипа) заключается в том, что приведенные зависимости для оценки расстояний между концентраторными фотоэлектрическими установками получены без учета изменения энергетических характеристик этих установок в реальных условиях эксплуатации, когда плотность потока и спектральный состав солнечного излучения отличны от стандартных 1000 Вт/м2 и AM 1,5. Выполненные теоретические и экспериментальные исследования показали, что КПД фотоэлектрических установок с многопереходными элементами и концентраторами излучения падает почти в 2 раза при больших значениях атмосферной массы в утренние и вечерние часы дня. В эти периоды, как было отмечено ранее, затенение установок максимально. Проведенные в прототипе расчеты без учета влияния реальных условий эксплуатации на энергетические характеристики солнечных установок завышают потери энергии в утренние и вечерние часы дня, и для снижения этих потерь требуется большая площадь поверхности земли для размещения концентраторных фотоэлектрических установок.A disadvantage of the known system of concentrator photovoltaic installations (prototype) is that the above dependencies for estimating the distances between the concentrator photovoltaic installations are obtained without taking into account changes in the energy characteristics of these installations in real operating conditions when the flux density and spectral composition of solar radiation are different from standard 1000 W / m 2 and AM 1.5. The performed theoretical and experimental studies have shown that the efficiency of photovoltaic installations with multi-junction elements and radiation concentrators drops by almost 2 times at high atmospheric masses in the morning and evening hours of the day. During these periods, as noted earlier, the shading of installations is maximum. The calculations carried out in the prototype without taking into account the influence of real operating conditions on the energy characteristics of solar installations overestimate energy losses in the morning and evening hours of the day, and to reduce these losses, a large surface area of the earth is required to place concentrator photovoltaic installations.
Задачей настоящего технического решения являлась разработка такой системы концентраторных фотоэлектрических установок, которая бы обеспечивала максимальную энергопроизводительность концентраторных фотоэлектрических установок в реальных условиях эксплуатации с учетом требований по допустимым потерям энергии вследствие затенения и минимальной площади поверхности земли для размещения указанной системы на заданной широте φ пункта размещения солнечной электростанции.The objective of this technical solution was to develop such a system of concentrator photovoltaic installations that would ensure the maximum energy productivity of concentrator photovoltaic installations in real operating conditions, taking into account the requirements for permissible energy losses due to shading and the minimum surface area of the earth for placing this system at a given latitude φ of the solar power station .
Поставленная задача решается тем, что система концентраторных фотоэлектрических установок состоит из следящих за Солнцем концентраторных фотоэлектрических установок, размещаемых в виде прямоугольной решетки с расстоянием Хсю между соседними концентраторными фотоэлектрическими установками в направлении с севера на юг и расстоянием Хзв между соседними концентраторными фотоэлектрическими установками в направлении с запада на восток. Расстояния Хсю и Хзв удовлетворяют одновременно соотношениям:The problem is solved in that the system of concentrator photovoltaic installations consists of concentrator-based photovoltaic installations that monitor the Sun, placed in the form of a rectangular array with a distance of X sy between adjacent concentrator photovoltaic installations in the direction from north to south and a distance of X sv between adjacent concentrator photovoltaic installations in the direction from west to east. Distances X sy and X sv simultaneously satisfy the relations:
где а - длина световоспринимающей поверхности концентраторной фотоэлектрической установки, м;where a is the length of the light-reflecting surface of the concentrator photoelectric installation, m;
b - ширина световоспринимающей поверхности концентраторной фотоэлектрической установки, м;b is the width of the light-reflecting surface of the concentrator photovoltaic installation, m;
В=0,0026·φ2-0,0584·φ+4,047 - безразмерный коэффициент для определения площади земли, необходимой для размещения 1 м2 световоспринимающей поверхности концентраторной фотоэлектрической установки; при таком значении В потери энергии вследствие затенения не превышают 5%,B = 0.0026 · φ 2 -0.0584 · φ + 4.047 is a dimensionless coefficient for determining the area of land needed to accommodate 1 m 2 of the light-reflecting surface of a concentrator photovoltaic installation; at this value of B, the energy loss due to shading does not exceed 5%,
Sсв - площадь световоспринимающей поверхности концентраторной фотоэлектрической установки, м2;S St - the area of the light-reflecting surface of the concentrator photovoltaic installation, m 2 ;
а площадь Sсэ земли для размещения системы концентраторных фотоэлектрических установок удовлетворяет соотношению:and the area S ce of land for the placement of a system of concentrator photovoltaic installations satisfies the ratio:
где: N - количество концентраторных фотоэлектрических установок, шт.where: N is the number of concentrator photovoltaic plants, pcs.
Хсю, Хзв выбирают в зависимости от географической широты φ пункта размещения системы концентраторных фотоэлектрических установок и площади световоспринимающей поверхности концентраторной фотоэлектрической установки. При этом расстояние Хсю должно обеспечивать технологическое требование по свободному вращению концентраторных фотоэлектрических установок.X sy , X sv are selected depending on the geographical latitude φ of the location of the system of concentrator photovoltaic installations and the area of the light-reflecting surface of the concentrator photovoltaic installation. Moreover, the distance X sy should provide the technological requirement for the free rotation of concentrator photovoltaic installations.
Каждая концентраторная фотоэлектрическая установка может быть собрана из фотоэлектрических модулей.Each concentrator photovoltaic installation can be assembled from photovoltaic modules.
Световоспринимающая поверхность каждой концентраторной фотоэлектрической установки может быть выполнена в виде плоскости или в виде ступеней.The light-reflecting surface of each concentrator photovoltaic installation can be made in the form of a plane or in the form of steps.
У системы концентраторных фотоэлектрических установок концентраторные фотоэлектрические установки могут располагаться на земле или на крыше здания.In a system of concentrator photovoltaic installations, concentrator photovoltaic installations can be located on the ground or on the roof of a building.
Указанные выше соотношения для выбора расстояний между концентраторными фотоэлектрическими установками обеспечивают максимальную энергопроизводительность системы концентраторных фотоэлектрических установок.The above ratios for choosing the distances between concentrator photovoltaic installations provide maximum energy efficiency of the system of concentrator photovoltaic installations.
Если В больше, чем 0,0026·φ2-0,0584·φ+4,047, то затенение установками друг друга минимально, но необходимая для размещения системы концентраторных фотоэлектрических установок площадь поверхности земли существенно возрастает. Если В меньше, чем 0,0026·φ2-0,0584·φ+4,047, то увеличивается взаимное затенение установок, особенно в утренние и вечерние часы, и концентраторные фотоэлектрические установки в составе системы концентраторных фотоэлектрических установок неэффективно функционируют, а также имеются значительные потери электроэнергии.If B is greater than 0.0026 · φ 2 -0.0584 · φ + 4.047, then the shading by each other's installations is minimal, but the surface area of the earth needed to accommodate a system of concentrator photovoltaic installations increases significantly. If B is less than 0.0026 · φ 2 -0.0584 · φ + 4.047, then the mutual shading of the installations increases, especially in the morning and evening hours, and the concentrator photovoltaic installations in the system of concentrator photovoltaic installations function inefficiently, and there are also significant loss of electricity.
Если Хсю больше, чем 0,0105·φ+1,42, то расстояния между установками в направлении с севера на юг увеличатся и затенение установок в дневные часы уменьшится, если Хсю меньше, чем 0,0105·φ+1,42, то установки не смогут свободно вращаться друг относительно друга.If X sy is greater than 0.0105 · φ + 1.42, then the distance between the installations in the direction from north to south will increase and the shading of the installations in the daytime will decrease if X sy is less than 0.0105 · φ + 1.42 , then the installation will not be able to freely rotate relative to each other.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:The claimed technical solution is illustrated by drawings, where:
на фиг.1 схематично изображена система концентраторных фотоэлектрических установок;figure 1 schematically shows a system of concentrator photovoltaic installations;
на фиг.2 показан вид сзади на концентраторную фотоэлектрическую установку;figure 2 shows a rear view of the concentrator photovoltaic installation;
на фиг.3 приведен вид сбоку на концентраторную фотоэлектрическую установку;figure 3 shows a side view of a concentrator photovoltaic installation;
на фиг.4 приведена номограмма изменения площади земли для размещения 1 м2 световоспринимающей поверхности концентраторной фотоэлектрической установки в зависимости от расстояния между концентраторными фотоэлектрическими установками в направлении с севера на юг Хсю для широты места φ=5÷30° и потерь энергии вследствие затенения, не превышающих 5%;figure 4 shows the nomogram of the change in the area of the earth to accommodate 1 m 2 of the light-reflecting surface of the concentrator photovoltaic installation depending on the distance between the concentrator photovoltaic installations in the direction from north to south X sy for the latitude of the place φ = 5 ÷ 30 ° and energy losses due to shading, not exceeding 5%;
на фиг.5 приведена номограмма изменения площади земли для размещения 1 м2 световоспринимающей поверхности концентраторной фотоэлектрической установки в зависимости от расстояния между установками в направлении с севера на юг Хсю для широты места φ=35÷60° и потерь энергии вследствие затенения, не превышающих 5%;figure 5 shows the nomogram of the change in the area of the earth to accommodate 1 m 2 of the light-reflecting surface of the concentrator photovoltaic installation depending on the distance between the installations in the north-south direction X sy for the latitude of the place φ = 35 ÷ 60 ° and energy losses due to shading, not exceeding 5%;
на фиг.6 представлен график изменения величины коэффициента В в зависимости от широты места φ для потерь энергии вследствие затенения, не превышающих 5%;figure 6 presents a graph of the change in the coefficient B depending on the latitude of the place φ for energy losses due to shading, not exceeding 5%;
на фиг.7 приведен вид в аксонометрии концентраторной фотоэлектрической установки со ступенчатой световоспринимающей поверхностью.Fig.7 shows a perspective view of a concentrator photovoltaic installation with a stepped light-reflecting surface.
Заявляемая система концентраторных фотоэлектрических установок (см. фиг.1) содержит следящие за Солнцем концентраторные фотоэлектрические установки 1, размещаемые в виде прямоугольной решетки 2. Соседние концентраторные фотоэлектрические установки 1 расположены друг от друга на расстоянии Хсю в направлении с севера на юг и на расстоянии Хзв в направлении с запада на восток. Расстояние Хзв при оптимальном размещении концентраторных фотоэлектрических установок больше расстояния Хсю. Абсолютную величину Хзв и Хсю определяют по приведенным выше соотношениям. Каждая фотоэлектрическая установка 1 с площадью световоспринимающей поверхности Sсв занимает площадь 3 поверхности земли, равную В·Sсв. Общая площадь системы концентраторных фотоэлектрических установок Sсэ равна N·B·Sсв. Концентраторная фотоэлектрическая установка 1 (см. фиг.2, фиг.3, фиг.7) состоит из световоспринимающей поверхности 4, опоры 5, системы 6 слежения за Солнцем по азимуту и системы 7 слежения за Солнцем по зениту. Примеры зависимости коэффициента В от географической широты φ пункта размещения системы концентраторных фотоэлектрических установок приведены на фиг.6 для потерь энергии вследствие затенения 5%. Номограммы, отражающие изменение В в зависимости от географической широты φ места эксплуатации системы концентраторных фотоэлектрических установок, представлены на фиг.4 и на фиг.5. Номограммы на фиг.4 и на фиг.5 позволяют в зависимости от располагаемого участка земли или крыши подобрать форму поверхности под размещение концентраторной фотоэлектрической установки либо квадратную, либо прямоугольную, вытянутую с севера на юг или с запада на восток, для потерь энергии, не превышающих 5%.The inventive system of concentrator photovoltaic installations (see Fig. 1) contains sun-tracking concentrator
При работе настоящей системы концентраторных фотоэлектрических установок входящие в ее состав концентраторные фотоэлектрические установки 1 осуществляют непрерывное слежение за положением Солнца на небосводе, в результате чего солнечное излучение с помощью концентраторов фокусируется на высокоэффективном многопереходном элементе, который преобразует излучение в электроэнергию. Вырабатываемая системой концентраторных фотоэлектрических установок электрическая мощность подается в центральную систему электроснабжения. Соседние концентраторные фотоэлектрические установки размещают на расстоянии Хзв и Хсю друг от друга, что обеспечивает максимально эффективную работу системы концентраторных фотоэлектрических установок с годовыми потерями энергии вследствие затенения, не превышающими 5%, при занятии минимальной площади Sсэ поверхности земли. Расстояние между установками Хсю позволяет осуществлять вращение концентраторной фотоэлектрической установки при слежении за Солнцем.When the present system of concentrator photovoltaic systems is in operation, the concentrator
Использование настоящего решения при проектировании и оценке энергопроизводительности системы концентраторных фотоэлектрических установок в различных регионах России позволило подобрать параметры оптимального размещения концентраторных фотоэлектрических установок в составе системы, обеспечивающего минимальную площадь занятой земли, при потерях вырабатываемой энергии, не превышающих 5% или 10% в год.The use of this solution in the design and assessment of the energy productivity of a system of concentrator photovoltaic plants in various regions of Russia made it possible to select the parameters for the optimal placement of concentrator photovoltaic plants in a system providing a minimum area of occupied land, with losses of generated energy not exceeding 5% or 10% per year.
Как показывают расчеты, следящая концентраторная фотоэлектрическая установка в составе системы установок, расположенной в пункте Краснодар (с координатами - 45° с.ш., 39° в.д.), с площадью световоспринимающей поверхности 4 м2 (2×2 м2) и КПД=25%, при потерях энергии, не превышающих 5%, и оптимальном размещении Хзв=6,84 м и Хсю=3,8 м за год может вырабатывать 1067 кВт·ч электроэнергии.Calculations show that a tracking concentrator photovoltaic installation as part of a system of installations located in Krasnodar (with
Claims (6)
где а - длина световоспринимающей поверхности концентраторной фотоэлектрической установки, м;
b - ширина световоспринимающей поверхности концентраторной фотоэлектрической установки, м;
φ - географическая широта места, °;
В=0,0026·φ2-0,0584·φ+4,047 - безразмерный коэффициент для определения площади земли, необходимой для размещения 1 м2 световоспринимающей поверхности концентраторной фотоэлектрической установки;
Sсв - площадь световоспринимающей поверхности концентраторной фотоэлектрической установки, м2;
а площадь Sсэ земли для размещения системы концентраторных фотоэлектрических установок удовлетворяет соотношению:
Sсэ=N·B·Sсв, м2,
где N - количество концентраторных фотоэлектрических установок, шт.1. The system of concentrator PV systems consisting of tracking the sun concentrator photovoltaic systems placed in a rectangular grid with a distance between adjacent X oo concentrator photovoltaic installation in a north to south, and the distance X between adjacent star concentrator photovoltaic installation in a direction from west to east, while the distances X sy and X sv simultaneously satisfy the relations:
where a is the length of the light-reflecting surface of the concentrator photoelectric installation, m;
b is the width of the light-reflecting surface of the concentrator photovoltaic installation, m;
φ is the geographical latitude of the place, °;
B = 0.0026 · φ 2 -0.0584 · φ + 4.047 is a dimensionless coefficient for determining the area of land needed to accommodate 1 m 2 of the light-reflecting surface of a concentrator photovoltaic installation;
S St - the area of the light-reflecting surface of the concentrator photovoltaic installation, m 2 ;
and the area S ce of land for the placement of a system of concentrator photovoltaic installations satisfies the ratio:
S se = N · B · S St. , m 2 ,
where N is the number of concentrator photovoltaic installations, pcs.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011132563/06A RU2474927C1 (en) | 2011-08-02 | 2011-08-02 | Design of system of concentrator photovoltatic plants |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011132563/06A RU2474927C1 (en) | 2011-08-02 | 2011-08-02 | Design of system of concentrator photovoltatic plants |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2474927C1 true RU2474927C1 (en) | 2013-02-10 |
Family
ID=49120589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011132563/06A RU2474927C1 (en) | 2011-08-02 | 2011-08-02 | Design of system of concentrator photovoltatic plants |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2474927C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998057103A1 (en) * | 1997-06-10 | 1998-12-17 | Yi Wen | Improved solar energy collector system |
| RU2285209C1 (en) * | 2005-04-13 | 2006-10-10 | Лев Николаевич Бурков | Method of mounting solar batteries |
| US20080236570A1 (en) * | 2007-03-26 | 2008-10-02 | Ideematec Deutschland Gmbh | Solaranlage |
| RU2395758C1 (en) * | 2009-04-09 | 2010-07-27 | Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Solar power station |
-
2011
- 2011-08-02 RU RU2011132563/06A patent/RU2474927C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998057103A1 (en) * | 1997-06-10 | 1998-12-17 | Yi Wen | Improved solar energy collector system |
| RU2285209C1 (en) * | 2005-04-13 | 2006-10-10 | Лев Николаевич Бурков | Method of mounting solar batteries |
| US20080236570A1 (en) * | 2007-03-26 | 2008-10-02 | Ideematec Deutschland Gmbh | Solaranlage |
| RU2395758C1 (en) * | 2009-04-09 | 2010-07-27 | Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Solar power station |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Srivastava et al. | An overview on performance of PV plants commissioned at different places in the world | |
| de Lima et al. | Performance analysis of a grid connected photovoltaic system in northeastern Brazil | |
| Reddy et al. | Viability analysis of solar parabolic dish stand-alone power plant for Indian conditions | |
| Pavlović et al. | Possibility of electricity generation using PV solar plants in Serbia | |
| Fahad et al. | Comparative analysis of dual and single axis solar tracking system considering cloud cover | |
| Burhan et al. | Simulation and development of a multi-leg homogeniser concentrating assembly for concentrated photovoltaic (CPV) system with electrical rating analysis | |
| Burhan et al. | Long-term performance potential of concentrated photovoltaic (CPV) systems | |
| Khan et al. | A review of next generation bifacial solar farms: predictive modeling of energy yield, economics, and reliability | |
| Thakkar et al. | A simple non-linear model for the effect of partial shade on PV systems | |
| Calcabrini et al. | Simulation study of the electrical yield of various PV module topologies in partially shaded urban scenarios | |
| RU2640795C1 (en) | Method of layout and spatial orientation of photoelectric panels in solar electric station without tracing sun | |
| Obaid et al. | Performance assessment of first grid–tied pv solar system under baghdad city climate condition | |
| Ayadi et al. | Experimental comparison between Monocrystalline, Polycrystalline, and Thin-film solar systems under sunny climatic conditions | |
| Mafimidiwo et al. | Incorporating a three dimensional photovoltaic structure for optimum solar power generation-the effect of height | |
| RU2395758C1 (en) | Solar power station | |
| RU2702311C1 (en) | Solar power plant (versions) | |
| Tseng et al. | Effect of the Sun Elevation for Fixed PV System and Single-Axis-Tracking PV System | |
| RU2474927C1 (en) | Design of system of concentrator photovoltatic plants | |
| Bugała et al. | Long–term performance evaluation of a fixed and solar follow–up systems with modified astronomical positioning in Polish conditions | |
| Wichliński et al. | Photovoltaic installation for a roofed car park in Egypt as an example of effective use of solar energy | |
| Cucco et al. | Analysis of a Fresnel lenses concentrator | |
| Masrur et al. | Determining optimal tilt angle to maximize the pv yield | |
| Al Awadhi et al. | Sizing of a car parking photovoltaic system: an economic analysis | |
| Weissenbacher | Towards new renewable energy policies in urban areas: The re-definition of optimum inclination of photovoltaic panels | |
| RU2766384C1 (en) | Method of arranging photovoltaic modules of solar station without tracking the sun |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130803 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160210 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170803 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190321 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200803 |