Мехтиев А.Д., Цуприков В.В., Югай В.В.

Карагандинский государственный технический университет

Экспериментальная солнечная электростанции на основе двусторонних модулей с системой позиционирования

В карагандинском государственном техническом университете силами преподавателей и студентов в 2013 году, создана экспериментальная солнечная электростанции на основе двусторонних модулей пиковой мощностью 2,2 кВт и с системой позиционирования. Основой для электростанции является двусторонние панели в количестве 8 штук. Электростанция разделена на два независимых блока, состоящих их 4 двухсторонних модулей каждый. Половина модуле данной электростанции размещена на не поворотной конструкции без системы слежения, это необходимо для установления эффективности следящей системы.

Рисунок 1 - Конструкция двухсторонней солнечной электростанции

Передача мощности будет, осуществляется по двухжильному кабелю, который является линией постоянного тока, которая имеет ряд преимуществ, по отношению в линии переменного тока и в частности имеет низкие потери. Модули соединяются последовательно, что обеспечивает напряжение 200 вольт постоянного тока от одного блока солнечной электростанции. Линия проходит от солнечной электростанции, расположенной во дворе КарГТУ до здания спорт - комплекса КарГТУ. В спорт - комплексе установлен инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный, подключение потребителя осуществляется через прибор учета. Данная электростанция обеспечивает электроэнергией две раздевалки студентов. Нами разработан комплект конструкторской документации для изготовления поворотной платформы (которая обеспечит оптимальное положение солнечных панелей относительно солнца. Данная система отличается значительной оригинальностью и обеспечивает хорошую сопротивляемость порывам ветра, что типично для карагандинского региона, особенно в зимнее время года, когда ветер резко меняет свое направление. С учетом этих обстоятельств и принято решение отказаться от типовой системы поворота и размещение панелей на поворотной стойке.

В ходе научно исследовательской работы было решено внести в проект ряд инновационно-технических решений. Первое решение связано с потерями электрической энергии при передаче на большие расстояния. Для устранения этого недостатка было принято решение о внедрении в солнечную электростанцию высоковольтной линии постоянного тока, что позволит сократить потери электроэнергии до 3% на 1000 км. Высоковольтные линии постоянного тока позволят разместить солнечную электростанцию в местах не пригодных для сельхоз работ. При использовании этой технологии инверторы располагаются непосредственно возле мест использования электроэнергии.

Рисунок 2 – Вольт амперная характеристика тыльной стороны солнечного модуля

Рисунок 3 – Вольт амперная характеристика лицевой стороны солнечного модуля

В результате испытаний было выявлено, что электрические параметры зависят от уровня освещённости, при испытаниях значения освещённости составляла 1000 Вт/м2, с температурой поверхности фотоэлектрических элементов (25+2). При данных условиях минимальное значение пиковой мощности одного модуля составило с лицевой стороны 176 ВТ и 97 ВТ с тыльной.

Литература:

1. Андреев С.В. Солнечные электростанции - М.: Наука 2002.

2. Рубан С.С. Нетрадиционные источники энергии - М.: Энергия, 2003.