Приусадебная солнечная электростанция с охлаждаемыми фотоэлектрическими модулями

Эффективность работы солнечных электростанций (СЭС) в значительной степени определяется КПД фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) и существенно зависит от их температуры. Для наиболее современных ФЭП было достигнуто наибольшее значение КПД - 24%. Основной причиной снижения КПД является нагрев ФЭП. Для расширения внедрения солнечных электростанций необходимо повышение КПД ФЭП и снижение их себестоимости. Для приусадебной СЭС наиболее приемлемым является фотоэлектрический модуль (ФЭМ) цилиндрической формы с охлаждающей жидкостью, например, водой. Приусадебная СЭС из ФЭМ цилиндрической формы установлена на крыше здания под углом к горизонту, равным географической широте местности. Солнечный свет свободно проходит через внешнюю прозрачную трубку, изготовленную из крепкого боросиликатного стекла, которое обеспечивает пропуск волн солнечной радиации в диапазоне 0,4-2,7 мкм, и попадает на ФЭП, расположенные на внутренней стеклянной трубке меньшего диаметра, которые генерируют электрическую энергию. ФЭП изготовлены из полупроводникового материала, который можно наносить тонкой пленкой непосредственно на стекло. Такая конструкция ФЭМ обеспечивает увеличение количества поглощенного света (а следовательно, и количества генерированной электроэнергии) на протяжении дня, без изменения его положения. Охлаждающая жидкость, проходя по трубкам, отбирает тепло, снижая рабочую температуру ФЭП, чем обеспечивает увеличение его КПД. Движение охлаждающей жидкости в ФЭМ от нижней к верхней части коллектора обеспечивается по принципу термосифона. Предложенная схема приусадебной СЭС с использованием запатентованного нами ФЭМ, охлаждаемого жидкостью, имеет высокий КПД при относительно низкой стоимости. Использование воды в качестве охлаждающей жидкости позволяет выполнить охладительный контур открытым, а подогретую воду использовать для хозяйственных потребностей.