Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

2012 dz477

196 views

Published on

  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

2012 dz477

  1. 1. Енергетика та енергоефективність Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут” РОЗРОБЛЕННЯФОТОЕНЕРГЕТИЧНОЇ УСТАНОВКИ З ВЕРТИКАЛЬНИМИ ДІОДНИМИ КОМІРКАМИ Науковий керівник – проректор НТУ “ХПІ” д.т.н., проф. Сокол Є.І. Фінансування на 2011-2012 роки
  2. 2. Енергетика та енергоефективність Проблема Варіанти виконання систем на основі GaAs, що концентрують сонячне випромінювання . За інформацією Sandia National Laboratory (USA) ціна таких ФЕП досягає 10 000 $ за 1 м2. За інформацією Colorado State University (USA) собівар-тість 1 Вт∙пік електричної енергії складає (1,5-2) $, 1 – суцільний металевий При 500 кратній Фотоелектричний електрод; 2 – шар кремнію p+-типу концентрації ККД на модуль з провідності; 3 – шар кремнію р- основі Si ПАТ вертикальними типу провідності; 4 – шар кремнію«Квазар» зменшується діодними комірками n+-типу провідності; 5 – металевий з 18% до 1% прошарок; 6 – рефлектори з n+-ITO
  3. 3. Енергетика та енергоефективність Мета проекту Розроблення та впровадження у виробництво економічних та ефективних фотоелектричних установок на основі багатоперехідних кремнієвих сонячних елементів з вертикальними діодними комірками, які містять плівкові рефлектори. Це дозволить:• Підвищити енергонезалежність України шляхом розроблення та впровадження у виробництво екологічно чистих ефективних відновлюваних джерел енергії на основі вітчизняних кремнієвих діодних структур.• Покращити електропостачання в віддалених та гірських районах України, створити автономні джерела енергоживлення для надзвичайних ситуацій та військового застосування.• Створити на базі існуючих вітчизняних підприємств конкурентоспроможної на зовнішньому ринку фотоенергетичної установки.
  4. 4. Енергетика та енергоефективність КонцепціяДля зниження собівартості 1Вт∙пікелектричної енергії та утилізації теп-лової енергії в конструкції фотоенер-гетичної установки використано:магнітне поле постійних магнітів,плівкові рефлектори, економічнийфацетний концентратор та інтелек-туальна система керування.Це забезпечить середньорічне добо-ве накопичування фотоенергетичноюустановкою електричної енергії1кВт·год, а теплової енергії –2кВт·год.
  5. 5. Енергетика та енергоефективність Технологія виготовлення вертикальних діодних комірок осадження різання та Паяння діодних плівкових хімічна комірок у рефлекторів поліровка фотовольтита електродів
  6. 6. Енергетика та енергоефективністьТехнологія пасивації фронтальної поверхнідіодних комірок та осадження просвітлюючихпокриттів (Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України) 1,5 + H +DLC 1,4 + + Ar +H 1,3 1,2 η/η0 1,1 + H 1,0 0,9 0,8 1 2 3 4 1 – вихідний кремнієвий сонячний елементУстановка PE-CVD для плазмових з вертикальною діодною коміркою;обробок та осадження просвітлюючих 2 – після обробки в плазмі водню;і захисних алмазоподібних вуглецевих 3 – після обробки в плазмі аргону і водню; 4 – після обробки в плазмі водню і осадженняплівок
  7. 7. Енергетика та енергоефективністьВимірювання світлових параметрів вертикальних діодних комірок звичайні умови опромінення концентроване сонячне випромінювання
  8. 8. Енергетика та енергоефективність Лабораторні зразки Фотоенергетичний Концентратор модуль випромінюванняСистема охолодження Установка вцілому
  9. 9. Енергетика та енергоефективність Фотоенергетична установка ФотоенергетичнийЗагальний вигляд модульБлок охолодження Мінібатарея
  10. 10. Енергетика та енергоефективність Система керування СУ системою позиціонування СУ системою відбору потужності (режим максимальної потужності) ВАХ сонячного елементу Залежність потужностіФиксована позиція сонячного елементуфотоелементу Неоптимальний режимКерування позицією роботыфотоелементу за однієюкоординатоюКерування позицією Оптимальный режимфотоелементу за двома роботыкоординатами
  11. 11. Енергетика та енергоефективність Інтелектуальна система керуванняПромислові сонячні установкиМонтаж фотоелементів спеціалістамиІндивідуальні сонячні установкиМонтаж фотоелементів користувачамиСистема керування забезпечуєавтоматичну настройку параметрів
  12. 12. Енергетика та енергоефективністьФункціонування системи Перше включення сонячної установки Контроль - положення установки - орієнтації установки Керівництво - діями користувачів В процесі роботи Отримання - точного часу - координат Обчислення - траєкторії руху сонця Керування - механізмами орієнтації
  13. 13. Енергетика та енергоефективністьМонтаж установки
  14. 14. Енергетика та енергоефективність Висновки• Створено конструктивно-технологічне рішення інноваційної фотоенергетичної установки, яке забезпечує збільшенням середньодобового генерації електричної енергії та утилізацію теплової енергії.• Розроблений оригінальний напрямок низьковитратного підвищення коефіцієнту корисної дії багатоперехідних сонячних елементів на основі монокристалічного кремнію з вертикальними діодними комірками.• Розроблена та апробована система мікропроцесорного керування фотоенергетичної установки, яка дозволяє використовувати інтелектуальні алгоритми керування для підвищення ефективності фотоелектричного та теплового перетворення сонячної енергії.
  15. 15. Енергетика та енергоефективність Економічна значимість проекту За рахунок зниження ціни 1 Вт∙піквстановленої електричної потужності з 4 $ до 1$обсяг ринку на Україні – 500 установок1, в країнахАзії та Африки - 2000 установок2 на рік. При ціні установки 1000 $ прибуток має бути500 000 $ на рік. Потенціальним виробник – ВАТ “Квазар” (Київ). 1 – що менш за 0,1% щорічного зростання ринку сонячних елементів вУкраїні (згідно аналітичному прогнозу компанії Global Data у 2015 році риноксонячних елементів на Україні досягне 157 МВт з щорічним зростанням на 90%) 2 – у Південній Африці щорічне зростання ринку сонячних елементів напротязі найближчих пяти років буде складати 300 МВт (прогнози фірми Afritrak), уІндії – 500 МВт (прогнози IMS research), у Пакистану – 10 МВт, у Мозамбікущорічний обсяг закупівлі сонячних елементів складає 5-6 млн.$ (Magazine forRenewable Energy, vol.2, 2012)
  16. 16. Енергетика та енергоефективність Економічний прогноз При збільшенні об’єму виробництва до 60 МВт/рік вартість сонячної енергії, щовиробляється багатоперехідними сонянимиелементами зменшиться до 0,14 US$/Wp*.* Згідно даних фірми Amonix (USA)

×