Articles

Оценка энергетических параметров солнечной термофотоэлектрической установки с параболоцилиндрическим концентратором

Energy parameters evaluation of the solar thermophotovoltaic plant with the parabolocylindrical concentrator

Lyudmila Knysh,

2020 (3)    Solar Energy Concentrators

Цитировать:

Lyudmila Knysh, Оценка энергетических параметров солнечной термофотоэлектрической установки с параболоцилиндрическим концентратором

thermophotovoltaic conversion, tube heat receiver, parabolic trough concentrator, solar cells, Gallium Arsenide, quasi-two-dimensional model, numerical modeling, energy parameters.

В работе проведена оценка энергетических параметров солнечной термофотоэлектрической установки с параболоцилиндрическим концентратором. Термофотоэлектрический контур образуют солнечные элементы из арсенида галлия с эффективностью от 0.25 до 0.33, которая не снижается под действием концентрированного солнечного излучение. Конструкция комбинированного теплоприёмника обеспечивает конвективное охлаждение солнечных элементов, а отводимое от них остаточное тепло преобразуется в паротурбинном цикле. Создана квази-двумерная математическая модель теплофизических процессов в теплоприёмнике, в которой учитывались внешние условия и особенности конструкции системы приёма. Математическая модель реализована численно на основе созданного программного кода со встроенной итерационной процедурой. Проведены параметрические исследования и определен общий коэффициент тепловых потерь теплоприёмника, а также влияние на него ветрового потенциала местности и степени черноты солнечных элементов. Численное моделирование показало существенное влияние солнечных элементов на температуру теплоносителя вдоль канала, а также зависимость этой температуры от значений КПД солнечных элементов. Определено, что значение локального коэффициента теплоотдачи мало зависит от наличия слоя солнечных элементов в контуре. Рассчитана тепловая эффективность системы и её зависимость от величины расхода теплоносителя. Полученная зависимость позволяет определить оптимальные динамические параметры термофотоэлектрической установки, которые обеспечивают её максимальную эффективность. Созданная математическая модель и полученные численные результаты были верифицированы путём сравнения с экспериментальными данными для тестовой задачи. Использование предложенного алгоритма позволяет провести ряд численных экспериментов с различными оптическими, теплофизическими и динамическими параметрами для быстрой оценки общих энергетических характеристик теплофотоэлектрической установки.

Oles Honchar Dnipro National University, house 72, Gagarin avenue, 49000, Dnepr, Ukraine,

lknysh@ukr.net

Количество загрузок:

0