Электронный каталог НБ БНТУ

Статья

Моделирование вертикальной тонкопленочной солнечной батареи при воздействии концентрированного солнечного излучения = Simulation of Vertical Thin-Film Solar Battery under Exposure of Concentrated Solar Radiation / А. К. Есман [и др.]. – DOI 10.21122/1029-7448-2024-67-5-381-392 // Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ - Энергетика. – 2024. – Т. 67, № 5. – С. 381-392. – Режим доступа : https://rep.bntu.by/handle/data/150147.

Солнечная энергетика является одним из наиболее важных и перспективных секторов энергетики в мире. Батареи, которые преобразуют солнечный свет в электрическую энергию, могут стать заменой традиционным углеродным источникам энергии. Вертикальные тонкопленочные солнечные батареи – это один из новых подходов к генерации солнечной энергии. Вертикальное расположение солнечных панелей обеспечивает максимальное поглощение солнечного света на протяжении всего дня. Такая ориентация позволяет батареям получать солнечную энергию даже при низком угле падения солнечных лучей, что увеличивает время работы и повышает эффективность производства электроэнергии. В данной работе предложена трехмерная модель вертикально ориентированной солнечной батареи, а также выполнен расчет и произведена оценка температурных характеристик и КПД, получаемых в условиях изменения температуры окружающей среды. При этом варьировались плотности мощности концентрированного солнечного излучения с максимальными значениями от 1 до 10 кВт/м2. Изучено распределение и построены зависимости максимальных значений температуры солнечной батареи и градиента температуры внутри ее, а также зависимости минимальных и максимальных значений теплового потока с поверхности солнечной батареи от времени суток в серединах января и июля. Как показали расчеты, максимальные значения градиента температуры внутри солнечной батареи в январе на ~47–50 % выше, чем в июле. Разность потенциалов, генерируемая батареей, достигает максимальных значений с 11:00 до 16:00 как в январе, так и в июле. Использование вертикальных тонкопленочных солнечных батарей позволит повысить эффективность выработки электроэнергии и уменьшить эксплуатационные расходы за счет снижения влияния пыли, дождя и снега.
Solar energy is one of the most important and promising energy sectors in the world. Batteries that convert sunlight into electrical energy could become a replacement for traditional carbon-based energy sources. Vertical thin-film solar batteries are one of the new approaches to solar energy generation. The vertical configuration of solar panels provides maximum absorption of sunlight throughout the day. This orientation allows the batteries to capture solar energy even at low angles of incidence of the sun’s rays, which prolongs their operating time and improves the efficiency of electricity production. In this work, the authors proposed a three-dimensional model of a vertically oriented solar battery, as well as they calculated and evaluated the temperature characteristics and the efficiency obtained under conditions of changing ambient temperature. Herewith the power densities of concentrated solar radiation with maximum values from 1 to 10 kW/m2 were varied. The distribution of the maximum values of the surface temperature of the solar battery has been studied. Also, the dependences of the maximum values of the solar battery temperature and the temperature gradient inside it, as well as the dependences of the minimum and maximum values of the heat flux from the solar battery surface on the time of day in the middle of January and July have been studied and plotted. As the calculations have shown, the maximum values of the temperature gradient inside the solar battery in January are ~47–50 % higher than in July. The potential difference, generated by the battery, reaches its maximum values from 11 a.m. to 4 p.m. both in January and July. The use of vertical thin-film solar batteries will improve the power generation efficiency and lower operating costs by reducing the influence of dust, rain and snow.

621.383.51

общий = БД Труды научных работников БНТУ : 2024г.
труды сотрудников БНТУ = Факультет энергетического строительства : кафедра "Физика"
труды сотрудников БНТУ = Энергетика. Электроэнергетика. Теплотехника (труды)
общий = ГЕЛИОКОЛЛЕКТОРЫ
общий = ТОНКОПЛЕНОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
общий = СОЛНЕЧНАЯ РАДИАЦИЯ
общий = ГЕЛИОЭНЕРГЕТИКА
общий = ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ