Энергетическая эффективность работы солнечных батарей в реальных режимах эксплуатации

Abstract

В настоящее время широкое применение находят системы преобразования солнечной энергии в электричество. Солнце обладает практически безграничными ресурсами. Солнечная энергия общедоступна. Разработка и производство систем преобразования солнечной энергии в электричество является наиболее перспективным и активно развиваемым направлением создания эко- логически чистых регенеративных источников энергии. Цель работы. Для сравнения технических характеристик батарей различных производителей в реальных условиях эксплуатации на кафедре регенеративных источников энергии в Baden-Wurttemberg Cooperative State University, Department of Engineering, Campus Friedrichshafen спроектирован и реализован системный комплекс «Photovoltaic Research System». Этот комплекс позволил сравнить энергетическую эффективность стационарно установленных элементов с аналогичными панелями, находящимися на платформе двухосевой системы автоматического слежения за углом стояния Солнца. Методы исследования. Исследования производились с использованием информационных систем SolarLog и SolarEdge, позволяющих производить считывание, обработку и накопление экспериментальных данных непосредственно с фотоэлектрических преобразователей. Обработка и проверка результатов производилась в средах MathCAD и MS Excel. Использовались методы статистической обработки информации. Результаты. Результаты, полученные за период с января по март 2014 г., позволили рассмотреть эффективность работы солнечных батарей различных фирм производителей и привести оценки эффективности размещения солнечных панелей на платформе двухосевой системы автоматического слежения («DEGERtraker 5000HD») за углом стояния Солнца по сравнению со стационарным положением. Показано влияние эффектов затенения на стационарно установленные модули. Получены оценки себестоимости электроэнергии, обобщены результаты обработки статистических данных.

At the present time solar energy-electricity conversion systems are widely used. Solar energy is widely available while possessing unlimited resources. This direction is the most promising and rapidly developing branch of the environmentally friendly renewable energy sources creation. The main aim of the study. Within the framework of comparing the features of the batteries of various manufacturers under actual operating conditions at the Department of renewable energy sources in Baden-Wurttemberg Cooperative State University, Department of Engineering, Campus Friedrichshafen the authors have designed and realized the system complex PRS which allows analyzing energy efficiency of the fixed, stationary elements with the elements being placed on the platform of the dual-axis system of the sun standing angle auto-tracking. The methods used in the study. The investigations were carried out with the use of Solarlog and SolarEdge systems which allow reading, processing and storing measurement data directly from the respective photovoltaic cells. The data were processed and verified in MathCAD and MS Excel environments. The authors used the methods of information statistical processing. The results: The results obtained for the period of January-March 2014 allowed considering the efficiency of operation of the solar cell batteries of different manufacturers and evaluating the advantage of placing solar panels on a biaxial system with automatic tracking angle and elevation («DEGERtraker 5000HD») compared to a fixed, stationary system. The influence of shading effects on the fixed modules is demonstrated. In conclusion, the authors obtained the estimates of electricity cost, summarized the results of statistical data processing.