Publication: Сравнительный эксперимент по оценке эффективности водяного охлаждения фотоэлектрических модулей в климатических условиях Юга России
Дата
2023
Авторы
Ильичев, В. Г.
Зайнутдинова, Л. Х.
Теруков, Е. И.
Михайлов, М. Ю.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Издатель
НИЯУ МИФИ
Аннотация
Проблемам обеспечения безопасности эксплуатации атомных станций всегда уделяется повышенное внимание. В дополнение к автономным дизель-генераторным установкам, используемым для поддержания работы систем безопасности при потере внешнего энергоснабжения, на настоящем этапе целесообразно также рассмотреть применение более экологичных автономных фотоэлектрических установок. Целью работы является проведение сравнительного экспериментального исследования эффективности водяного охлаждения в реальных естественных климатических условиях Юга России, когда охлаждаемый и неохлаждаемый фотоэлектрические модули одновременно находятся под воздействием комплекса переменчивых погодных факторов: солнечной радиации, облачности, ветра, давления, температуры и влажности окружающей среды, при этом оба модуля имеют нагрузки, подключенные через MPPT контроллеры. Исследовано влияние водяного охлаждения на энергетическую эффективность фотоэлектрических модулей, собранных из кремниевых гетероструктурных (HJT) солнечных ячеек. Солнечные панели были изготовлены из HJT ячеек толщиной 130 мкм, соединенных между собой по технологии контактирования SmartWire, которая уменьшает потери мощности из-за возникновения возможных дефектов, например, трещин. Выполнены условия по обеспечению наибольшей идентичности параметров охлаждаемого и неохлаждаемого модулей. Сравнительное экспериментальное исследование проведено на площадке Астраханского государственного университета с использованием системы долгосрочного мониторинга характеристик фотоэлектрических модулей - тестовой фотоэлектрической системы (ТФЭС), построенной на базе электронного регистратора «Параграф PL2». Установлено значительное повышение выработки модуля при работе с охлаждением. При инсоляции 987,5 Вт/м2 мощность, вырабатываемая охлаждаемым модулем, составляла 93,0297 Вт, в то время как мощность модуля без охлаждения была равна 79,306 Вт. Разница составила 13,7237 Вт. Мощность возросла на 17%. В проведенном эксперименте среднее значение КПД при охлаждении модуля составило 0,15977, при отсутствии охлаждения 0,13764. Коэффициент полезного действия повысился на 2,21 %. Такое повышение является существенным. Полученные результаты подтверждают достаточно высокую эффективность водяного охлаждения фотоэлектрических модулей в реальных естественных условиях работы для регионов с высокими температурами окружающей среды, в частности для Юга России
Описание
Ключевые слова
энергоэффективность , тестовая фотоэлектрическая система , сравнительный эксперимент , кремниевые гетероструктурные солнечные ячейки , водяное охлаждение , фотоэлектрический модуль
Цитирование
Ильичев В.Г., Зайнутдинова Л.Х., Теруков Е.И., Михайлов М.Ю. Сравнительный эксперимент по оценке эффективности водяного охлаждения фотоэлектрических модулей в климатических условиях Юга России. Глобальная Ядерная Безопасность. 2023;(4):11-21. https://doi.org/10.26583/gns-2023-04-02. EDN: HJLZIN