Результаты поиска:

{{RESULT.context}}

Воздействие дестабилизирующих факторов на эффективность работы фотоэлектрических преобразователей, у


Преимущество планируемых исследований будет заключаться в комплексном подходе к рассмотрению процесса ухудшения характеристик под воздействием дестабилизирующих факторов, к сравнению и анализу степени их влияния. Также будет учтено естественное уменьшение мощности фотоэлектрических преобразователей в процессе эксплуатации. Это позволит спрогнозировать и оценить надежность и долговечность работы конкретных солнечных батарей в местности размещения.


Название структурного подразделения: Кафедра энергоснабжения и физики.


ФИО руководителя научного направления: Бекиров Эскендер Алимович.


Область знаний: 08 ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ИНЖЕНЕРНЫХ НАУК.


Научная дисциплина:


  • 08-402 Возобновляемые источники и системы прямого преобразования энергии.
  • 08-202 Теплофизические свойства веществ и материалов, в том числе в экстремальных состояниях;
  • 08-305 Физические аспекты получения, преобразования и передачи электроэнергии;
  • 08-406 Энерго- и ресурсосберегающие, экологически чистые химико-технологические процессы.


Ключевые слова: Фотоэлектрический преобразователь, дестабилизирующие факторы, эффективность работы, выходные параметры.


Члены научного коллектива: 


  • Абибуллаев Алим Нариманович;
  • Асанов Марлен Мустафаевич;
  • Воскресенская Светлана Николаевна;
  • Каркач Дмитрий Владимирович;
  • Муртазаев Эннан Рустамович;
  • Нусретова Севиле Шевкетовна;
  • Химич Антон Павлович


 


1. Цели и задачи научного направления:


Цель – проанализировать влияние дестабилизирующих факторов на эффективность, надежность и долговечность работы фотоэлектрических преобразователей, используемых на солнечных электростанциях Республики Крым.


Задачи: 


  1. Разработка метода искусственного ускоренного старения фотоэлектрических преобразователей при воздействии дестабилизирующих факторов.
  2. Создание опытной экспериментальной установки на основе разработанного метода искусственного ускоренного старения фотоэлектрических преобразователей.
  3. На основе полученных экспериментальных данных проведение анализа с целью определения степени влияния дестабилизирующих факторов на работу фотоэлектрических преобразователей.
  4. Разработка рекомендаций по повышению энергетической эффективности, надежности и долговечности работы фотоэлектрических преобразователей, используемых на солнечных электростанциях Республики Крым.


2. Предлагаемые методы и подходы.


Методы: теоретические исследования, в том числе - составление дифференциальных уравнений, компьютерных программ, применение теории вероятности и математической статистики, численных методов исследований; синтез алгоритмов и методик расчетов; анализ электрических параметров фотоэлектрических преобразователей; составление математических моделей и описаний для исследования характеристик; математический анализ; экспериментальные исследования.
Подходы: теоретические расчеты параметров и характеристик фотоэлектрических преобразователей; экспериментальные исследования и анализ полученных результатов; использование искусственного старения фотоэлектрических преобразователей; компьютерное моделирование; прогнозирование работы фотоэлектрических преобразователей при воздействии таких дестабилизирующих факторов как температура, влажность, электромагнитные явления.


3. Приблизительный план работ на 2015-2016гг.


 Номер этапа       Название этапа выполнения работ      

Срок выполнения

начало-конец

(месяц, год)

  
1 Анализ существующих методов исследования дестабилизирующих факторов на эффективность работы фотоэлектрических преобразователей. октябрь-ноябрь 2015 г.
2 Разработка метода искусственного ускоренного старения фотоэлектрических преобразователей при воздействии дестабилизирующих факторов. декабрь 2015 г. – март 2016 г.
3 Создание установки на основе разработанного метода искусственного ускоренного старения фотоэлектрических преобразователей. апрель – июль 2016 г.
4 Разработка методики проведения экспериментальных исследований. август – октябрь 2016 г.
5 Проведение экспериментов. ноябрь 2016 г. – март 2017 г
6 Анализ полученных экспериментальных данных и определение степени влияния дестабилизирующих факторов на работу фотоэлектрических преобразователей. 2017 г


 4. Современное состояние исследований в данной области науки.


На настоящий момент исследование дестабилизирующих факторов, воздействующих на фотоэлектрические преобразователи, сводится, в основном, к определению температурной зависимости выходных параметров. Данные исследования представлены, в частности, в работах Стребкова Д.С., Тверьяновича Э.В. Аналогичные работы есть у зарубежных авторов. Но результаты приведены для случая применения концентраторов или при нормальной температуре без учета фактора старения фотоэлементов, а, следовательно, ухудшения выходных параметров с течением времени. Влияние влажности и электромагнитных явлений при этом не учитывается. 
Другие авторы ограничиваются анализом фотоэлектрических систем, отмечая при этом, что основными источниками снижения эффективности их работы являются проблемы с соединением элементов, сколы, потемнения герметизирующих веществ, т.е. внешние по отношению к фотоэлектрическим преобразователям как таковым. По мнению авторов, этот дестабилизирующий процесс имеет два этапа: в течение первого года эксплуатации фотопреобразователи подвергаются значительной деградации (1 – 3 %), после деградационные процессы замедляются (0,5 – 1 %/в год).


Исследования проводятся в основном с кремниевыми фотоэлектрическим преобразователям, как моно- так и поликристаллическими, т.к. они являются наиболее распространенными (более 90 % рынка). Деградационные процессы для таких фотопреобразователей значительно медленнее, чем для аморфных и элементов CIS (copper indium di-selenide).


5. Ожидаемые научные результаты и их сравнение с мировым уровнем.


На основе разработанного метода искусственного ускоренного старения фотоэлектрических преобразователей будет создана опытная установка для проведения экспериментальных исследований. Метод и установка будут использованы в дальнейших исследованиях и в учебном процессе.


В ходе исследований будут получены зависимости эффективности, надежности и долговечности работы фотоэлектрических преобразователей от степени воздействия дестабилизирующих факторов и определены факторы, влияние которых наибольшее. На основе полученных данных будут разработаны технические решения по повышению энергетической эффективности, надежности и долговечности работы фотоэлектрических преобразователей, используемых на солнечных электростанциях Республики Крым.


6. Имеющийся у коллектива задел по разрабатываемому научному направлению (список не более 10 основных публикаций коллектива за последние 5 лет; список не более 10 основных патентов коллектива за последние 5 лет).


Авторы проекта имеют значительное количество научных работ и разработок по теме научного проекта. За последние пять лет осуществлено свыше 15 публикаций по тематике проекта, написаны 3 учебных пособия с грифом МОН по электроснабжению, электрооборудованию, Фотоэлектрическим системам, получено 8 патентов Украины на полезную модель.


Полученные ранее результаты:


  • Выполнены две работы НИР:
    • Разработка технических предложений и схем распределенной генерации в системах энергоснабжения объектов с возобновляемыми источниками энергии (№ госрегистрации 0109U003043).
    • Повышение эффективности комбинированных установок и систем энергоснабжения на основе солнечного излучения и ветровой энергии (№ госрегистрации 0111U000993).


Разработанные методы:


  • Аналитические методы расчета потерь при совместной работе суперконденсаторов и аккумуляторов с солнечными батареями.
  • Способ Бекирова автоматической коммутации солнечных и аккумуляторных батарей (признано лучшим изобретением по Республике Крым с вручением диплома на выставке «Экспоплаза» г.Киев).
  • Разработка метода и устройства преобразования напряжения постоянного тока фотоэлектрических преобразователей в трехфазное синусоидальное напряжение.


Список основных не более 10 публикаций коллектива:


  • Бекиров Э.А., Воскресенская С.Н. Охлаждение фотоэлементов, размещенных на приемнике в концентрирующих солнечных установках // Відновлювана енергетика. - № 4(19). - 2009. - С. 25-30.
  • Бекиров Э.А., Бонев Д.Б., Химич А.П. Оценка надежности работы системы распределенной генерации электроэнергии для электроснабжения базовой станции сотовой мобильной связи // Відновлювальна енергетика ХХІ століття. Матеріали ХХІ міжнародної науково-практичної конференції АР Крим, смт. Миколаївка, 13-17 вересня 2010р.- С. 114-117.
  • Бекиров Э.А., Химич А.П. Анализ влияния неравномер-ного освещения солнечных элементов на выходные параметры фотоэлектрической установки с концентраторами солнечной энергии // Відновлювана енергетика. - № 3(26). 2011. - С.25-31.
  • Бекиров Э.А., Химич А.П., Долгова Н.А. Разработка математической модели для анализа характеристик фотоэлемента, работающего в условиях неравномерного освещения и неоднородного температурного поля // Відновлювана енергетика. - № 4(27), - 2011. – С. 3-27.
  • Бекиров Э.А. Аналитические методы расчета потерь при совместной работе суперконденсаторов и аккумуляторов с солнечными батареями // Технiчна електродинамiка. Ч.2. Силова електронiка та енергоефективнjcть. – 2012. - С. 73 – 80.
  • Бекиров Э.А., Каркач Д.В. Расчет и анализ теплового баланса фотоэлемента // Відновлювана енергетика. - № 2(29). – 2012. - С. 34-38.
  • Бекиров Э.А., Сокут Л.Д. Основные этапы расчета параметров солнечной электростанции // Альтернативная енергетика и екологія. - №17(139). – 2013. – С. 29-36.
  • Бекиров Э.А., Химич А.П. Сборка разработанной экспериментальной энергоустановки с концентраторами солнечной энергии и системой слежения за солнцем // Альтернативная енергетика и екологія. - №17(139). – 2013. - С.40-44.
  • Бекиров Э.А., Воскресенская С.Н., Асанов М.М. Снижение влияния нагрева поверхности фотоэлемента на эффективность его работы // Строительство и техногенная безопасность. - Выпуск 51. – 2014. – С.92-97.
  • Воскресенская С.Н. Концентрирующие установки с двумя цилиндрическими отражателями // MOTROL. – Commission of motorization and energetics in agriculture: Polish Academy of sciences. – 2013. – Vol 15. - № 5. – P. 69 – 76.