Аналіз теплових процесів в теплообмінній установці комбінованої фотоелектричної установки з концентрацією сонячної радіації
| Автори | Г.С. Хрипунов , В.О. Нікітін, А.В. Меріуц , К.О. Мінакова , Р.В. Зайцев , М.В. Кириченко , Т.М. Шелест |
| Афіліація |
Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, 61002 Харків, Україна |
| Е-mail | mesc@khpi.edu.ua |
| Випуск | Том 16, Рік 2024, Номер 4 |
| Дати | Одержано 10 травня 2024; у відредагованій формі 15 серпня 2024; опубліковано online 27 серпня 2024 |
| Цитування | Г.С. Хрипунов, В.О. Нікітін, А.В. Меріуц, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 16 № 4, 04025 (2024) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.16(4).04025 |
| PACS Number(s) | 84.60. − h, 61.43.Bn |
| Ключові слова | PV/T система (2) , Тепловий процес, Теплообмін (6) , Сонячна енергія (6) , Концентроване випромінювання, Охолодження (10) . |
| Анотація |
Дана стаття присвячена вдосконаленню проектного рішення комбінованих термофотоелектричних систем, що працюють в умовах концентрованого сонячного випромінювання. Основною проблемою є забезпечення ефективного відведення тепла від фотоприймальної поверхні таких систем і передача цієї теплової енергії рідкому теплоносії. У разі використання концентрованого сонячного випромінювання з високою щільністю енергії на фотоприймальній поверхні проблема інтенсифікації процесів теплообміну є критичною для забезпечення ефективної та довгострокової роботи комбінованих термофотоелектричних систем. На основі аналізу теплових процесів запропоновано конструкцію теплообмінної установки комбінованої фотоелектричної установки. Основною конструктивною особливістю запропонованого рішення є мікроканали, виконані на задній пластині фотоприймальної поверхні. Показано, що така конструкція створює перехідний режим потоку теплоносія, що дозволяє ефективно охолоджувати сонячні батареї в умовах концентрованого сонячного випромінювання та потенційно дозволить отримати рекордні значення коефіцієнта теплообміну між теплоносієм і верхньою пластиною радіатора. Використано методику аналізу з використанням критеріальних гідродинамічних рівнянь та чисельного моделювання; результати, отримані в обох випадках, добре збігаються. Оцінено ефективність, теплові та електричні характеристики комбінованої фотоелектричної системи з концентрацією сонячного випромінювання. Зроблено попередні оцінки питомих параметрів встановлених енергетичних характеристик ТЕЦ, які за умов АМ1 та 400-кратної концентрації сонячного випромінювання для сонячних елементів з ККД 30 % мають такі значення: електрична потужність 650 Вт, теплова потужність 2370 Вт, загальна встановлена корисна потужність 3020 Вт, загальна ефективність 87 %, що значно перевищує параметри, досягнуті для існуючих сонячних електростанцій. |
|
Перелік цитувань |
Інші статті цього номера
1) Імпедансна спектроскопія наноплівок Fe, вирощених у магнітному полі на Gd2O3 і склі [04001-1-04001-7]2) Модель струму стоку на основі опору оточеного каналу польового транзистора [04002-1-04002-5]
3) Перехід до спектру 6G за допомогою моделі антени MIMO [04003-1-04003-5]
4) Дослідження зв’язків між фазовим складом та мікроструктурою в полімерних нанокомпозитах: інтелектуальний підхід [04004-1-04004-5]
5) Аналіз зростання 2D тонких плівок перехідного металу на графенових підкладках на основі кластеризації методом молекулярно-променевої епітаксії [04005-1-04005-6]
6) Широка смуга пропускання 0,3 ТГц в 6G антені з високим коефіцієнтом підсилення [04006-1-04006-5]
7) Техніка керування нелінійною похідною Лі для покращеного регулювання напруги в зворотно-ходовому перетворювачі [04007-1-04007-6]
8) Мінімізація геометричної дії на основі нового підходу для прогнозування рідкісних та екстремальних подій у нерівноважних системах [04008-1-04008-5]
9) Design and Implementation of Wireless Multiple Agriculture Robot [04009-1-04009-4]
10) Самоізольована 4-портова UWB MIMO антена з подвійним L-прорізом і характеристиками ширшого діапазону [04010-1-04010-5]
11) Модифікація золотого електрода з Nafion/WO3 для виявлення оксалат-іонів [04011-1-04011-4]
12) Розробка мініатюрного двосмугового мікросмужкового фільтра на основі C-подібних метаматеріальних резонаторів для радіочастотних/мікрохвильових застосувань [04012-1-04012-5]
13) Дослідження моделювання пластин поля потоку паливного елемента з мембраною полімерного електроліту [04013-1-04013-4]
14) Дослідження впливу електромагнітного та оптичного випромінювання на фізичні та біологічні об’єкти та зменшення артефактів за допомогою ітеративної реконструкції на основі моделі [04014-1-04014-5]
15) Удосконалені системи керування навігацією для автономних мобільних роботів, які використовують технологію 3D Lidar [04015-1-04015-5]
16) Дослідження теплових характеристик матеріалів тепловідводу з функціональними градаціями для електронних пристроїв з нанохарактеристиками [04016-1-04016-5]
17) Гібридна багатодіапазонна мікросмугова патч-антена для бездротового зв’язку [04017-1-04017-5]
18) Нова методологія на основі ШІ для прогнозування властивостей опору та температури надпровідних плівок за допомогою наноматеріалів [04018-1-04018-6]
19) Портативна МІМО-антена для додатків моніторингу здоров’я [04019-1-04019-4]
20) Конструкція низькопрофільної мікросмужкової антени на основі метаповерхні з високим коефіцієнтом посилення для систем бездротового зв’язку 5G [04020-1-04020-5]
21) Вплив параметрів процесу точкового зварювання з перемішуванням тертям на міцність зварного шва для алюмінієвих сплавів [04021-1-04021-5]
22) Лазерна модифікація поверхні кованого та виготовленого LPBF-друком біомедичного сплаву Co-28Cr-6Mo: вплив на наноіндентування та трибологічні властивості [04022-1-04022-8]
23) Вплив матеріалу підкладки на структурні властивості плівок телуриду кадмію [04023-1-04023-8]
24) Взаємодоповнюваність евристичних та когнітивних метамоделей гібридний підхід [04024-1-04024-10]
25) Ефективний час життя неосновних носіїв заряду в двошаровому макропористому кремнії [04026-1-04026-7]
26) Метод підвищення механічних характеристик засобів морського транспорту за рахунок екологічно чистої наномодифікації епоксидних композитів [04027-1-04027-10]
27) Електричні властивості та фотовідгук гетеропереходу NiFe2O4/InSe [04028-1-04028-4]
28) Динаміка анізотропних всесвітів у космологічній моделі LRS Б'янкі типу-V з ідеальною рідиною в загальній життєздатній не мінімально пов’язаній f(R, T) гравітації [04030-1-04030-7]
29) Структура та властивості багатошарових покриттів, отриманих хромотитануванням [04031-1-04031-4]
30) Патч-антена у формі три-Шакті з круговою поляризацією для систем зв’язку 5G міліметрових хвиль [04032-1-04032-4]
31) Порогові умови для 1-D моделі лазера з частково активною областю [04033-1-04033-8]
32) Деякі кінетичні особливості формування високоентропійного оксиду Co0.2Ni0.2Cu0.2Mg0.2Zn0.2O [04034-1-04034-6]
33) Експериментальний стенд для вивчення джерел позитивних та негативних іонів [04035-1-04035-5]
34) Електронна структура та термоелектричні властивості кристала β-Ag8GeSe6, розраховані за методом теорією функціоналу густини [04036-1-04036-6]
35) Аналіз білкових композицій на штучних наноматеріалах за допомогою штучного інтелекту [04037-1-04037-5]
36) Напівкругла монопольна антена з високим коефіцієнтом посилення FSS для додатків 5G [04038-1-04038-5]
