RU2702311C1 - Solar power plant (versions) - Google Patents

Solar power plant (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2702311C1
RU2702311C1 RU2018135851A RU2018135851A RU2702311C1 RU 2702311 C1 RU2702311 C1 RU 2702311C1 RU 2018135851 A RU2018135851 A RU 2018135851A RU 2018135851 A RU2018135851 A RU 2018135851A RU 2702311 C1 RU2702311 C1 RU 2702311C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solar
sided
supports
modules
reflectors
Prior art date
Application number
RU2018135851A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Семенович Стребков
Анатолий Евгеньевич Иродионов
Николай Юрьевич Бобовников
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ(ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ(ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ(ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Priority to RU2018135851A priority Critical patent/RU2702311C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2702311C1 publication Critical patent/RU2702311C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S90/00—Solar heat systems not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/10—Supporting structures directly fixed to the ground
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: invention relates to conversion of solar energy into electrical energy, primarily to design of solar power plants. In solar power plant double-sided solar modules are installed on horizontal surface in equatorial area from 30° south latitude up to 30° north latitude in meridional direction with orientation of working surface to east and west, between rows of double-sided solar modules in meridional direction additional supports are installed, on supports for double-sided solar modules and on additional supports there are two groups of solar energy reflectors with reflection coefficient of 0.8–0.95 and with a two-sided angle between them γ=120–180°, dimensions of solar energy reflectors are equal to distance between supports, solar energy reflectors are fixed at corners on supports, and distance l between rows of double-sided solar modules and height h of two-sided solar modules are connected by ratio given in the claim, length L of solar energy reflectors in meridional direction and width D in latitudinal direction are also determined by design formula. In compliance with second version, double-sided solar modules are installed on inclined surface in area of 30–90° south latitude and 30–90° north latitude, inclined to the south in the northern hemisphere and north in the southern hemisphere at an angle of β=ϕ-Δ,where ϕ is latitude, Δ is deviation, Δ=0–24°, double-sided solar modules are installed in meridional direction with orientation of working surface to east and west, between rows of double-sided solar modules in meridional direction additional supports are installed, on supports for double-sided solar modules and on additional supports there are two groups of solar energy reflectors with reflection coefficient of 0.8–0.95 and with a two-sided angle between them γ=120–180°, sizes of solar energy reflectors are equal to distance between supports, solar energy reflectors are fixed at corners on supports.
EFFECT: increase of annual electric power production.
10 cl, 4 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области преобразования солнечной энергии в электрическую, в первую очередь, к конструкции солнечных электростанций.The invention relates to the field of conversion of solar energy into electrical energy, primarily to the design of solar power plants.

Известна солнечная электростанция, содержащая двухсторонние солнечные фотоэлектрические модули, установленные в несколько рядов на опорах на поверхности земли, под углом к горизонту. Двухсторонние солнечные фотоэлектрические модули состоят из скоммутированных солнечных элементов из кремния с двухсторонней рабочей поверхностью, герметизированных с двух сторон защитным покрытием из стекла и имеют КПД 22% при освещении с фронтальной стороны и 19% при освещении с тыльной стороны. За счет отражения солнечного излучения от земной поверхности производство электрической энергии за год возрастет на 20% по сравнению с модулями с односторонней рабочей поверхностью. (Photon International, 2018, №6, p.2, Almaden Europe Gmbh, www.almaden-europe.eu).A known solar power plant containing double-sided solar photovoltaic modules installed in several rows on supports on the surface of the earth, at an angle to the horizon. Double-sided solar PV modules consist of commutated silicon solar cells with a double-sided working surface, sealed on both sides with a protective coating of glass and have an efficiency of 22% when illuminated from the front side and 19% when illuminated from the back side. Due to the reflection of solar radiation from the earth's surface, the production of electric energy per year will increase by 20% compared to modules with a one-sided working surface. (Photon International, 2018, No. 6, p. 2, Almaden Europe Gmbh, www.almaden-europe.eu).

Недостатком известной электростанции является неэффективное использование солнечной энергии тыльной рабочей поверхности двухсторонних солнечных модулей, что приводит к недостаточному увеличению годовой производительности солнечной электростанции.A disadvantage of the known power plant is the inefficient use of solar energy on the rear working surface of double-sided solar modules, which leads to an insufficient increase in the annual productivity of the solar power station.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности использования солнечной энергии.An object of the present invention is to increase the efficiency of using solar energy.

Технический результат заключается в увеличении годового производства электрической энергии за счет создания равных условий для использования солнечной энергии фронтальной и тыльной поверхностью двухсторонних солнечных модулей. В результате увеличивается электрическая мощность солнечной электростанции и годовое производство электрической энергии.The technical result consists in increasing the annual production of electric energy by creating equal conditions for the use of solar energy by the front and rear surfaces of bilateral solar modules. As a result, the electric power of the solar power station and the annual production of electric energy increase.

Технический результат достигается тем, что в солнечной электростанции, содержащей двухсторонние солнечные модули, установленные в несколько рядов на опорах над поверхностью Земли, согласно изобретению, двухсторонние солнечные модули установлены на горизонтальной поверхности в экваториальной области от 30° ю.ш. до 30° с.ш. в меридиональном направлении с ориентацией рабочей поверхности на восток и запад, между рядами двухсторонних солнечных модулей в меридиональном направлении установлены дополнительные опоры, на опорах для двухсторонних солнечных модулей и на дополнительных опорах установлены две группы отражателей солнечной энергии с коэффициентом отражения 0,8-0,95 и с двухгранным углом между ними γ=120-180°, размеры отражателей солнечной энергии равны расстоянию между опорами, отражатели солнечной энергии закреплены по углам на опорах, а расстояние

Figure 00000001
между рядами двухсторонних солнечных модулей и высота h двухсторонних солнечных модулей связаны соотношениемThe technical result is achieved by the fact that in a solar power plant containing two-sided solar modules installed in several rows on supports above the surface of the Earth, according to the invention, two-sided solar modules are installed on a horizontal surface in the equatorial region from 30 ° S up to 30 ° N in the meridional direction with the orientation of the working surface to the east and west, between the rows of two-sided solar modules in the meridional direction, additional supports are installed, on the supports for two-sided solar modules and on additional supports two groups of solar energy reflectors with a reflection coefficient of 0.8-0.95 are installed and with a dihedral angle between them γ = 120-180 °, the dimensions of the solar energy reflectors are equal to the distance between the supports, the solar energy reflectors are fixed at the corners on the supports, and the distance
Figure 00000001
 between the rows of two-sided solar modules and the height h of two-sided solar modules are related by

Figure 00000002
Figure 00000002

длина L отражателей солнечной энергии в меридиальном направлении

Figure 00000003
где Н - общая длина одного ряда двухсторонних солнечных модулей, а ширина D в широтном направленииmeridian length of solar energy reflectors L
Figure 00000003
where H is the total length of one row of bilateral solar modules, and the width D in the latitudinal direction

Figure 00000004
Figure 00000004

где n - число рядов двухсторонних солнечных модулейwhere n is the number of rows of bilateral solar modules

В варианте конструкции солнечной электростанции двухсторонние модули установлены вертикально.In the design variant of the solar power station, bilateral modules are mounted vertically.

В другом варианте солнечной электростанции плоскости двухсторонних солнечных модулей в соседних рядах отклонены от вертикальной плоскости в противоположных направлениях на 10-20°.In another embodiment of a solar power plant, the planes of two-sided solar modules in adjacent rows are deviated from the vertical plane in opposite directions by 10-20 °.

Еще в одном варианте солнечной электростанции отражатели солнечной энергии выполнены в виде зеркальных отражателей.In another embodiment of the solar power plant, solar energy reflectors are made in the form of mirror reflectors.

В варианте солнечной электростанции отражатели солнечной энергии выполнены в виде диффузных отражателей.In a variant of a solar power plant, solar energy reflectors are made in the form of diffuse reflectors.

Технический результат достигается также тем, что в солнечной электростанции, содержащей двухсторонние солнечные модули, установленные в несколько рядов на опорах над поверхность Земли, согласно изобретению, двухсторонние солнечные модули установлены на наклонной поверхности в области 30°-90° ю.ш. и 30°-90° с.ш., наклоненной на юг в северном полушарии и на север в южном полушарии под углом β=ϕ-Δ, где ϕ - широта местности, Δ - отклонение, Δ=0-24°, двухсторонние солнечные модули установлены в меридиональном направлении с ориентацией рабочей поверхности на восток и запад, между рядами двухсторонних солнечных модулей в меридиональном направлении установлены дополнительные опоры, на опорах для двухсторонних солнечных модулей и на дополнительных опорах установлены две группы отражателей солнечной энергии с коэффициентом отражения 0,8-0,95 и с двухгранным углом между ними γ=120-180°, размеры отражателей солнечной энергии равны расстоянию между опорами, отражатели солнечной энергии закреплены по углам на опорах, а расстояние

Figure 00000005
между рядами двухсторонних солнечных модулей и высота h двухсторонних солнечных модулей связаны соотношениемThe technical result is also achieved by the fact that in a solar power plant containing two-sided solar modules installed in several rows on supports above the surface of the Earth, according to the invention, two-sided solar modules are installed on an inclined surface in the region of 30 ° -90 ° S and 30 ° -90 ° N, tilted south in the northern hemisphere and north in the southern hemisphere at an angle β = ϕ-Δ, where ϕ is the latitude of the terrain, Δ is the deviation, Δ = 0-24 °, two-sided solar the modules are installed in the meridional direction with the orientation of the working surface east and west, between the rows of two-sided solar modules in the meridional direction, additional supports are installed, on the supports for two-sided solar modules and on additional supports two groups of solar energy reflectors with a reflection coefficient of 0.8-0 are installed 95 and with two the angle between them γ = 120-180 °, the dimensions of the solar energy reflectors are equal to the distance between the supports, the solar energy reflectors are fixed at the corners on the supports
Figure 00000005
 between the rows of two-sided solar modules and the height h of two-sided solar modules are related by

Figure 00000006
Figure 00000006

длина L отражателей солнечной энергии в меридиональном направленииthe length L of the solar energy reflectors in the meridional direction

Figure 00000007
Figure 00000007

где Н - общая длина одного ряда двухсторонних солнечных модулей, а ширина D в широтном направленииwhere H is the total length of one row of bilateral solar modules, and the width D in the latitudinal direction

Figure 00000004
Figure 00000004

где n - число рядов двухсторонних солнечных модулей.where n is the number of rows of bilateral solar modules.

В варианте конструкции солнечной электростанции двухсторонние модули установлены вертикально.In the design variant of the solar power station, bilateral modules are mounted vertically.

В другом варианте солнечной электростанции плоскости двухсторонних солнечных модулей в соседних рядах отклонены от вертикальной плоскости в противоположных направлениях на 10-20°.In another embodiment of a solar power plant, the planes of two-sided solar modules in adjacent rows are deviated from the vertical plane in opposite directions by 10-20 °.

Еще в одном варианте солнечной электростанции отражатели солнечной энергии выполнены в виде зеркальных отражателей.In another embodiment of the solar power plant, solar energy reflectors are made in the form of mirror reflectors.

В варианте солнечной электростанции отражатели солнечной энергии выполнены в виде диффузных отражателей.In a variant of a solar power plant, solar energy reflectors are made in the form of diffuse reflectors.

Солнечная электростанция иллюстрируется на фиг. 1, 2, 3, 4, где на фиг. 1 изображена солнечная электростанция на горизонтальной поверхности с вертикальным расположением двухсторонних солнечных модулей (поперечное сечение), на фиг. 2 - солнечная электростанция с отклонением двухсторонних солнечных модулей от вертикального положения, на фиг. 3 - солнечная электростанция (поперечное сечение), вид в плане, на фиг. 4 - солнечная электростанция на южном склоне холма с углом β наклона склона к горизонту.The solar power station is illustrated in FIG. 1, 2, 3, 4, where in FIG. 1 shows a solar power plant on a horizontal surface with a vertical arrangement of double-sided solar modules (cross section), FIG. 2 - a solar power plant with a deviation of bilateral solar modules from a vertical position, in FIG. 3 - solar power station (cross section), plan view, in FIG. 4 - solar power plant on the southern slope of the hill with an angle β of the slope of the slope to the horizon.

Солнечная электростанция на фиг. 1 расположена на горизонтальной поверхности 1 в экваториальной зоне от 30° ю.ш. до 30° с.ш. и содержит установленные в несколько рядов вертикально на опорах 2 двухсторонние солнечные модули 3, у которых рабочие поверхности 4 и 5 ориентированы на восток и запад. Плоскости двухсторонних солнечных модулей 3 расположены в меридиональной плоскости 6 Север - Юг. Между рядами двухсторонних солнечных модулей 3 в меридиональной плоскости 6 установлены дополнительные опоры 7, на которых установлены две группы отражателей солнечной энергии 8 и 9 с двухгранным углом γ между ними.The solar power station of FIG. 1 is located on horizontal surface 1 in the equatorial zone from 30 ° S up to 30 ° N and contains installed in several rows vertically on the supports 2 of the two-sided solar modules 3, in which the working surfaces 4 and 5 are oriented east and west. The planes of two-sided solar modules 3 are located in the meridional plane 6 North - South. Between the rows of two-sided solar modules 3 in the meridional plane 6, additional supports 7 are installed on which two groups of solar energy reflectors 8 and 9 are installed with a dihedral angle γ between them.

Отражатели солнечной энергии 8 и 9 закреплены по углам 10 на опорах 2 и 7. Расстояние

Figure 00000005
между рядами двухсторонних солнечных модулей 3 и высота h двухсторонних солнечных модулей 3 связаны соотношением
Figure 00000008
,Solar energy reflectors 8 and 9 are fixed in corners 10 on supports 2 and 7. Distance
Figure 00000005
 between the rows of two-sided solar modules 3 and the height h of two-sided solar modules 3 are related by
Figure 00000008
,

В солнечной электростанции на фиг. 2 плоскости двухсторонних солнечных модулей 11 и 12 в соседних рядах отклонены от вертикальной плоскости 13 в противоположные стороны на угол Θ.In the solar power station of FIG. 2, the planes of two-sided solar modules 11 and 12 in adjacent rows are deflected from the vertical plane 13 in opposite directions by an angle Θ.

На фиг. 3, а также на фиг. 1 и 2, длина

Figure 00000005
отражателей солнечной энергии 8 и 9 в меридиональном направлении 6 превышает длину Н двухсторонних солнечных модулей 3 в меридиональном направлении на
Figure 00000009
С северной 14 и с южной 15 стороны солнечной электростанции расстояние между торцом 16 модуля 3 и краем 17 отражателей солнечной энергии равно
Figure 00000010
Увеличение площади отражателей солнечной энергии с северной и южной стороны солнечной электростанции позволяет отражать солнечную энергию на двухсторонние солнечные модули 3 в течение года от зимнего солнцестояния 22 декабря до летнего солнцестояния 22 июня. На фиг. 1, 2 и 3 отражатели солнечной энергии 8 и 9 размером
Figure 00000011
установлены также с восточной и западной стороны крайних рядов двухсторонних солнечных модулей 3 для обеспечения их двухстороннего освещения солнечным излучением от отражателей солнечной энергии. Таким образом, общая длина L отражателей солнечной энергии 8 и 9 в меридиональном направлении север - юг равна
Figure 00000012
а общая ширина D в широтном направлении восток - запад равнаIn FIG. 3, and also in FIG. 1 and 2, length
Figure 00000005
 solar energy reflectors 8 and 9 in the meridional direction 6 exceeds the length H of the two-sided solar modules 3 in the meridional direction by
Figure 00000009
On the north 14 and south 15 sides of the solar power station, the distance between the end face 16 of module 3 and the edge 17 of the solar energy reflectors is
Figure 00000010
An increase in the area of solar energy reflectors on the north and south sides of the solar power plant allows solar energy to be reflected on two-sided solar modules 3 during the year from the winter solstice of December 22 to the summer solstice of June 22. In FIG. 1, 2 and 3 reflectors of solar energy 8 and 9 in size
Figure 00000011
are also installed on the eastern and western sides of the extreme rows of bilateral solar modules 3 to ensure their bilateral illumination by solar radiation from solar energy reflectors. Thus, the total length L of solar energy reflectors 8 and 9 in the meridional north-south direction is
Figure 00000012
and the total width D in the east-west latitudinal direction is

Figure 00000013
Figure 00000013

где n - число рядов двухсторонних солнечных модулей.where n is the number of rows of bilateral solar modules.

На фиг. 4 солнечная электростанция установлена в северном полушарии или южном на южном склоне 18 холма под углом β=ϕ-Δ к горизонтальной поверхности 1, где ϕ - широта местности, Δ - отклонение, Δ=0-24°. Двухсторонние солнечные модули 3 установлены на склоне 18 холма на опорах 2 в меридиональной плоскости 6 в несколько рядов. Дополнительные опоры 7 установлены в меридиональной плоскости 6 на склоне 18 холма между рядами двухсторонних солнечных модулей 3. Отражатели солнечной энергии 8 и 9 установлены на опорах 2 и 7 аналогично фиг. 1, 2 и 3.In FIG. 4, a solar power plant is installed in the northern hemisphere or southern on the southern slope of the 18th hill at an angle β = ϕ-Δ to horizontal surface 1, where ϕ is the latitude of the terrain, Δ is the deviation, Δ = 0-24 °. Bilateral solar modules 3 are mounted on a hillside 18 on supports 2 in the meridional plane 6 in several rows. Additional supports 7 are installed in the meridional plane 6 on the hillside 18 between the rows of double-sided solar modules 3. Solar energy reflectors 8 and 9 are mounted on supports 2 and 7 similarly to FIG. 1, 2 and 3.

Принцип работы солнечной электростанции рассмотрим на примере солнечной электростанции, установленной в пустыне Сахара около города Луксор (Египет). В таблице 1 представлены результаты компьютерного моделирования параметров солнечной электростанции в кВт⋅ч/кВт в зависимости от ориентации солнечных модулей с односторонней или двухсторонней рабочей поверхностью, рассчитанные с учетом метеорологических данных по солнечной радиации в г. Луксор и альбедо пустыни Сахара α=0,3. КПД преобразования солнечной энергии на тыльной поверхности двухстороннего солнечного модуля принимаем равным 0,92 от КПД фронтальной поверхности. Коэффициент отражения (альбедо) отражателей солнечной энергии равен 0,9.We will consider the principle of operation of a solar power plant using the example of a solar power plant installed in the Sahara desert near the city of Luxor (Egypt). Table 1 presents the results of computer simulation of the parameters of a solar power plant in kWh / kW depending on the orientation of solar modules with a one-sided or two-sided working surface, calculated taking into account meteorological data on solar radiation in Luxor and the albedo of the Sahara desert α = 0.3 . The efficiency of solar energy conversion on the back surface of a two-sided solar module is taken to be 0.92 of the efficiency of the front surface. The reflection coefficient (albedo) of solar energy reflectors is 0.9.

Figure 00000014
Figure 00000014

Из таблицы следует, что годовое производство электроэнергии в кВт*ч солнечной электростанцией пиковой мощностью 1 кВт имеет максимальное значение для вертикально ориентированных в меридиональном направлении двухсторонних солнечных модулей с горизонтальными отражателями солнечной энергии.From the table it follows that the annual production of electricity in kWh by a solar power plant with a peak power of 1 kW is of maximum value for vertically oriented in the meridional direction of bilateral solar modules with horizontal reflectors of solar energy.

Экспериментальные исследования показали, что в полдень, когда солнечное излучение находится в меридиональной плоскости и солнечное излучение параллельно плоскости вертикально установленных двухсторонних солнечных модулей, имеет место снижение производства электроэнергии в течение 1-2 часов. Для повышения производства электроэнергии в полдень и выравнивания графика производства электроэнергии согласно фиг. 2 плоскости двухсторонних солнечных модулей отклонены от вертикального положения в соседних рядах в противоположные стороны на 10-20°, что позволяет увеличить производство электроэнергии в период максимального прихода солнечной радиации на поверхность Земли.Experimental studies have shown that at noon, when solar radiation is in the meridional plane and solar radiation is parallel to the plane of vertically mounted two-sided solar modules, there is a decrease in electricity production within 1-2 hours. To increase the production of electricity at noon and align the schedule for the production of electricity according to FIG. 2 planes of bilateral solar modules are deviated from the vertical position in adjacent rows in opposite directions by 10-20 °, which allows to increase the production of electricity during the period of maximum arrival of solar radiation on the Earth's surface.

Пример выполнения солнечной электростанции. Солнечная электростанция в пустыне Сахара около г. Луксор (Египет) состоит из трех рядов по пять вертикально установленных в меридиональном направлении двухсторонних солнечных модулей 3 общей длиной Н=9 м. Каждый модуль 3 состоит из 60 скоммутированных солнечных элементов с двухсторонней рабочей поверхностью и имеет размеры 0,6 м на 1,6 м. Пиковая мощность двухстороннего солнечного модуля 300 Вт при освещении с рабочей стороны и 276 Вт при освещении с тыльной стороны. Расстояние

Figure 00000005
между рядами двухсторонних солнечных модулей 3 составляет
Figure 00000015
. Между рядами двухсторонних солнечных модулей 3 установлены на дополнительных опорах 7 две группы зеркальных отражателей 8 и 9 с двухгранным углом между ними γ=174°. Размеры зеркальных отражателей 8 и 9 2×1,6 м. Общая длина зеркальных отражателей 8 и 9 составляет L=10 м. Зеркальные отражатели установлены на опорах 7 из труб диаметром 50 мм и закреплены по углам 10 на опорах 2 и 7. С западной и восточной стороны крайних рядов двухсторонних солнечных модулей 3 установлены зеркальные отражатели размером 2 м × 1,6 м общей длиной 10 м. Размеры солнечной электростанции по зеркальным отражателям составляют 10 м × 12 м, пиковая мощность двухсторонних солнечных модулей 4,5 кВт, годовое производство электроэнергии 18000 кВт*ч. Без зеркальных отражателей годовое производство электроэнергии составит 10207 кВт*ч. Таким образом, солнечная электростанция с вертикальными двухсторонними солнечными модулями и отражателями солнечной энергии увеличивает производство электрической энергии в 1,49 раза.An example of a solar power plant. A solar power station in the Sahara desert near Luxor (Egypt) consists of three rows of five vertically installed in the meridional direction of two-sided solar modules 3 with a total length of H = 9 m. Each module 3 consists of 60 commutated solar cells with a two-sided working surface and has dimensions 0.6 m by 1.6 m. Peak power of a double-sided solar module is 300 W for lighting from the working side and 276 W for lighting from the back. Distance
Figure 00000005
 between the rows of double-sided solar modules 3 is
Figure 00000015
 . Between the rows of double-sided solar modules 3, two groups of mirror reflectors 8 and 9 with a dihedral angle between them γ = 174 ° are installed on additional supports 7. The dimensions of the mirror reflectors 8 and 9 are 2 × 1.6 m. The total length of the mirror reflectors 8 and 9 is L = 10 m. The mirror reflectors are mounted on supports 7 of pipes with a diameter of 50 mm and are fixed at 10 corners on supports 2 and 7. From the west and on the eastern side of the extreme rows of bilateral solar modules 3, mirror reflectors of 2 m × 1.6 m total length of 10 m are installed. The dimensions of the solar power plant by mirror reflectors are 10 m × 12 m, the peak power of bilateral solar modules is 4.5 kW, annual production electricity 18000 kWh. Without mirror reflectors, annual electricity production will amount to 10,207 kWh. Thus, a solar power plant with vertical double-sided solar modules and solar energy reflectors increases the production of electric energy by 1.49 times.

Вертикальное расположение двухсторонних солнечных модулей в меридиональной плоскости увеличивает выработку электроэнергии за счет более эффективного использования поступающей и отраженной солнечной энергии в утренние и вечерние часы и снижения накопления пыли на вертикальных поверхностях двухсторонних солнечных модулей.The vertical arrangement of double-sided solar modules in the meridional plane increases energy production due to more efficient use of incoming and reflected solar energy in the morning and evening hours and reduced dust accumulation on the vertical surfaces of double-sided solar modules.

Claims (24)

1. Солнечная электростанция, содержащая двухсторонние солнечные модули, установленные в несколько рядов на опорах, над поверхностью Земли, отличающаяся тем, что двухсторонние солнечные модули установлены на горизонтальной поверхности в экваториальной области от 30° ю. ш. до 30° с. ш. в меридиональном направлении с ориентацией рабочей поверхности на восток и запад, между рядами двухсторонних солнечных модулей в меридиональном направлении установлены дополнительные опоры, на опорах для двухсторонних солнечных модулей и на дополнительных опорах установлены две группы отражателей солнечной энергии с коэффициентом отражения 0,8-0,95 и с двухгранным углом между ними γ=120-180°, размеры отражателей солнечной энергии равны расстоянию между опорами, отражатели солнечной энергии закреплены по углам на опорах, а расстояние
Figure 00000016
между рядами двухсторонних солнечных модулей и высота h двухсторонних солнечных модулей связаны соотношением1. A solar power plant containing double-sided solar modules installed in several rows on supports, above the Earth's surface, characterized in that the double-sided solar modules are installed on a horizontal surface in the equatorial region from 30 ° S. w. up to 30 ° c. w. in the meridional direction with the orientation of the working surface to the east and west, between the rows of two-sided solar modules in the meridional direction, additional supports are installed, on the supports for two-sided solar modules and on additional supports two groups of solar energy reflectors with a reflection coefficient of 0.8-0.95 are installed and with a dihedral angle between them γ = 120-180 °, the dimensions of the solar energy reflectors are equal to the distance between the supports, the solar energy reflectors are fixed at the corners on the supports, and the distance
Figure 00000016
between the rows of two-sided solar modules and the height h of two-sided solar modules are related by
Figure 00000017
,
Figure 00000017
, длина L отражателей солнечной энергии в меридиональном направленииthe length L of the solar energy reflectors in the meridional direction
Figure 00000018
,
Figure 00000018
, где Н - общая длина одного ряда двухсторонних солнечных модулей, а ширина D в широтном направленииwhere H is the total length of one row of bilateral solar modules, and the width D in the latitudinal direction
Figure 00000019
,
Figure 00000019
, где n - число рядов двухсторонних солнечных модулей.where n is the number of rows of bilateral solar modules. 2. Солнечная электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что двухсторонние модули установлены вертикально. 2. The solar power plant according to claim 1, characterized in that the double-sided modules are mounted vertically. 3. Солнечная электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что плоскости двухсторонних солнечных модулей в соседних рядах отклонены от вертикальной плоскости в противоположных направлениях на 10–20°.3. The solar power plant according to claim 1, characterized in that the planes of the bilateral solar modules in adjacent rows are deflected from the vertical plane in opposite directions by 10–20 °. 4. Солнечная электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что отражатели солнечной энергии выполнены в виде зеркальных отражателей.4. The solar power plant according to claim 1, characterized in that the solar energy reflectors are made in the form of mirror reflectors. 5. Солнечная электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что отражатели солнечной энергии выполнены в виде диффузных отражателей.5. The solar power plant according to claim 1, characterized in that the solar energy reflectors are made in the form of diffuse reflectors. 6. Солнечная электростанция, содержащая двухсторонние солнечные модули, установленные в несколько рядов на опорах над поверхностью Земли, отличающаяся тем, что двухсторонние солнечные модули установлены на наклонной поверхности в области 30-90° с. ш., наклоненной на юг в северном полушарии и на север в южном полушарии под углом6. A solar power plant containing double-sided solar modules installed in several rows on supports above the Earth's surface, characterized in that the double-sided solar modules are installed on an inclined surface in the range of 30-90 ° C. n., tilted south in the northern hemisphere and north in the southern hemisphere at an angle β=ϕ-Δ,β = ϕ-Δ, где ϕ - широта местности, Δ - отклонение, Δ=0-24°, двухсторонние солнечные модули установлены в меридиональном направлении с ориентацией рабочей поверхности на восток и запад, между рядами двухсторонних солнечных модулей в меридиональном направлении установлены дополнительные опоры, на опорах для двухсторонних солнечных модулей и на дополнительных опорах установлены две группы отражателей солнечной энергии с коэффициентом отражения 0,8-0,95 и с двухгранным углом между ними γ=120-180°, размеры отражателей солнечной энергии равны расстоянию между опорами, отражатели солнечной энергии закреплены по углам на опорах, а расстояние
Figure 00000016
между рядами двухсторонних солнечных модулей и высота h двухсторонних солнечных модулей связаны соотношениемwhere ϕ is the latitude of the area, Δ is the deviation, Δ = 0-24 °, two-sided solar modules are installed in the meridional direction with the orientation of the working surface to the east and west, between the rows of two-sided solar modules in the meridional direction, additional supports are installed, on supports for two-sided solar modules and additional supports installed two groups of solar energy reflectors with a reflection coefficient of 0.8-0.95 and with a dihedral angle between them γ = 120-180 °, the sizes of solar energy reflectors are equal to the distance between have legs, solar reflectors mounted on supports at the corners, and the distance
Figure 00000016
between the rows of two-sided solar modules and the height h of two-sided solar modules are related by
Figure 00000020
,
Figure 00000020
, длина L отражателей солнечной энергии в меридиональном направленииthe length L of the solar energy reflectors in the meridional direction
Figure 00000021
,
Figure 00000021
, где H - общая длина одного ряда двухсторонних солнечных модулей, а ширина D в широтном направленииwhere H is the total length of one row of two-sided solar modules, and the width D in the latitudinal direction
Figure 00000019
,
Figure 00000019
, где n - число рядов двухсторонних солнечных модулей.where n is the number of rows of bilateral solar modules. 7. Солнечная электростанция по п. 6, отличающаяся тем, что двухсторонние модули установлены вертикально.7. The solar power plant according to claim 6, characterized in that the double-sided modules are mounted vertically. 8. Солнечная электростанция по п. 6, отличающаяся тем, что плоскости двухсторонних солнечных модулей в соседних рядах отклонены от вертикальной плоскости в противоположных направлениях на 10-20°.8. The solar power station according to claim 6, characterized in that the planes of the two-sided solar modules in adjacent rows are deviated from the vertical plane in opposite directions by 10-20 °. 9. Солнечная электростанция по п. 6, отличающаяся тем, что отражатели солнечной энергии выполнены в виде зеркальных отражателей.9. The solar power station according to claim 6, characterized in that the solar energy reflectors are made in the form of mirror reflectors. 10. Солнечная электростанция по п. 6, отличающаяся тем, что отражатели солнечной энергии выполнены в виде диффузных отражателей.10. The solar power station according to claim 6, characterized in that the solar energy reflectors are made in the form of diffuse reflectors.
RU2018135851A 2018-10-24 2018-10-24 Solar power plant (versions) RU2702311C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018135851A RU2702311C1 (en) 2018-10-24 2018-10-24 Solar power plant (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018135851A RU2702311C1 (en) 2018-10-24 2018-10-24 Solar power plant (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2702311C1 true RU2702311C1 (en) 2019-10-07

Family

ID=68170908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018135851A RU2702311C1 (en) 2018-10-24 2018-10-24 Solar power plant (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2702311C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021137841A1 (en) * 2020-01-03 2021-07-08 Аркадий Аршавирович БАБАДЖАНЯН Method for solar heating of a thermal supply system
RU2766384C1 (en) * 2021-04-02 2022-03-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО СПбГАУ) Method of arranging photovoltaic modules of solar station without tracking the sun
RU2785362C1 (en) * 2022-09-09 2022-12-06 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Device for modeling solar power plant in power system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2190809C2 (en) * 2000-12-04 2002-10-10 Лебедь Виктор Иванович Helium power plant
RU2377472C1 (en) * 2008-11-14 2009-12-27 Учреждение Российской академии наук Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН Solar power plant
RU2395758C1 (en) * 2009-04-09 2010-07-27 Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Solar power station
RU2476956C1 (en) * 2011-08-09 2013-02-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Solar concentrator photoelectric apparatus
RU2488915C2 (en) * 2011-06-07 2013-07-27 Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Solar concentrator module (versions)
WO2017184893A1 (en) * 2016-04-20 2017-10-26 Norwich Technologies, Inc. Mirror collector for parabolic solar trough

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2190809C2 (en) * 2000-12-04 2002-10-10 Лебедь Виктор Иванович Helium power plant
RU2377472C1 (en) * 2008-11-14 2009-12-27 Учреждение Российской академии наук Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН Solar power plant
RU2395758C1 (en) * 2009-04-09 2010-07-27 Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Solar power station
RU2488915C2 (en) * 2011-06-07 2013-07-27 Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Solar concentrator module (versions)
RU2476956C1 (en) * 2011-08-09 2013-02-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Solar concentrator photoelectric apparatus
WO2017184893A1 (en) * 2016-04-20 2017-10-26 Norwich Technologies, Inc. Mirror collector for parabolic solar trough

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021137841A1 (en) * 2020-01-03 2021-07-08 Аркадий Аршавирович БАБАДЖАНЯН Method for solar heating of a thermal supply system
RU2766384C1 (en) * 2021-04-02 2022-03-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО СПбГАУ) Method of arranging photovoltaic modules of solar station without tracking the sun
RU2785362C1 (en) * 2022-09-09 2022-12-06 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Device for modeling solar power plant in power system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Building integrated solar concentrating systems: A review
Mallick et al. Non-concentrating and asymmetric compound parabolic concentrating building façade integrated photovoltaics: an experimental comparison
Appelbaum Bifacial photovoltaic panels field
RU2694066C1 (en) Solar house
Li Design and development of a lens-walled compound parabolic concentrator-a review
US20190190443A1 (en) Arrangements of a plurality of photovoltaic modules
Xuan et al. Design, optimization and performance analysis of an asymmetric concentrator-PV type window for the building south wall application
Paul Application of compound parabolic concentrators to solar photovoltaic conversion: A comprehensive review
RU2702311C1 (en) Solar power plant (versions)
RU2488915C2 (en) Solar concentrator module (versions)
Mesloub et al. Energy and daylighting evaluation of integrated semitransparent photovoltaic windows with internal light shelves in open-office buildings
KR102103279B1 (en) Bifacial photovoltaic module device and method of using the same
WO2022105949A1 (en) Spatial structure of a photovoltaic cell or of a concentrator of solar radiation
RU2730544C1 (en) Sunny house
Sun et al. The potential of bifacial photovoltaics: A global perspective
EP2999929B1 (en) Solar energy collection apparatus and design method
CN102607195A (en) Distributed solar light-heat mirror field for equilibrium power generation
BG112341A (en) Photovoltaic elements location system
RU2395758C1 (en) Solar power station
EP4145699A1 (en) Photovoltaic system for low solar elevation angles
US20140345670A1 (en) Passively Tracking Partially Concentrating Photovoltaic Solar Panel
RU2338129C1 (en) Solar house (versions)
Choi et al. Incidence solar power analysis of PV panels with curved reflectors
CN115552293A (en) Light redirecting prism, redirecting prism wall and solar panel comprising same
RU2576752C2 (en) Solar module with concentrator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201025