Проект "SOLAR PLEX" с солнечными модулями нового поколения

Описывается проект светового электротеплогенератора – новинки солнечной энергетики.

Содержание

Описание проекта Приложение 1. «СЭТГ» Приложение 2. «ПСЭ» Приложение 3. «ВАХ»

Описание проекта

Электроэнергия играет в нашей жизни первостепенную роль. Она весьма универсальна при использовании в производстве и быту,поскольку практически может быть преобразована с высоким КПД в любой другой вид энергии. Вместе с тем, развитие человечества и увеличение его численности на Земле приводит к постоянному возрастанию её потребления и стоимости. Выходом из этой закономерной ситуации на всю оставшуюся жизнь для человечества является использование нетрадиционных источников энергии и в том числе энергии Солнца. Однако, преобразование солнечной энергии в электрическую пока не большое. На сегодня КПД её преобразования с помощью модулей из кремнеорганических материалов не превышает 35%. Это обусловлено с одной стороны физическими свойствами материала модуля, а с другой – спектром солнечного излучения. Кроме того, при температуре свыше 60 градусов, эффект преобразования снижается. Материалы модуля ограничены природой и пока их перечень не может быть расширен,а температуру и спектр солнечного света изменять можно. Это обстоятельство легло в основу     разработки     солнечного модуля     нового поколения,отсутствующего на мировых рынках – двустороннего солнечного электротеплогенератора (ДСЭТГ).

Сегодня преобразование солнечной энергии в электрическую и тепловую осуществляетсядвумя отдельными устройствами,что весьма не экономично. Использование новых технологий позволило объединить их в одном устойстве. Разработанная конструкция ДСЭТГ не совмесила электрический и тепловой модули,а объединила их в единую солнечную энергетическую установку нового поколения. Используемый способ отвода тепловой энергии из модульной конструкции обеспечил снижение потерь генерируемых мощностей. Применение новых технологий в области покрытий и теплоносителей позволило внедрить жидкостное охлаждение солнечного модуля. С этой целью были проведены длительные исследовательские, конструкторские и испытательные работы группой одесских специалистов по этой тематике, в результате которых был создан коллектор,позволяющий отводить тепловую и электрическую энергии из солнечного модуля «параллельно» и одновременно. Более того, солнечный модуль с коллектором при одновременном выходе двух энергий, (электрической и тепловой), позволил резко повысить его общий энергетический КПД.

Разработанная гибридная схема является совершенно новой,поскольку в конструкции коллектора двустороннего солнечного модуля снятие тепловой энергии (охлаждение) производится жидким адсорбером-теплоносителем (ДСКЖА). Созданная разработка и примененные в ней технологии защищены патентом Украины.

Использование в нём НОУ-ХАУ позволило повысить производительность фотоэлектрической схемы по сравнению с широко используемыми традиционными односторонними модулями в 1,5 – 2,0 раза (до 310 Вт/м кв) и одновременно получать тепловую энергию (до 1400 Вт/м кв).

Новый солнечный модуль реально снизил суммарную себестоимость энергий. Предлагаемый ДСКЖА имеет следующее отличие от используемых в настоящее время солнечных модулей:

• 1.    Модуль имеет охлаждающий коллектор, через который циркулирует теплоноситель

• 2.    Теплоноситель обладает селективностью светопропускания солнечного излучения

• 3.    Модуль имеет фотоэлектрическую схему с двусторонней активностью, расположенной в миделевом сечении и позволяющей резко увеличивать энергетическую

производительность за счёт дополнительного использования рассеянного и отраженного солнечного излучения

• 1.    Фотоэлектрическая схема имеют светофильтрующее полимерное покрытие лицевой и тыльной сторон, повышающее фотостойкость кремниевых элементов,а соответственно их срок службы.

Конструктивно коллектор является принципиально новым элементом модуля,обеспечивающим циркуляцию жидкого адсорбера. Он предназначен для одновременного и автономного обеспечения тепловой энергией различных обьектов. В нем нет металлического адсорбера. Эту роль выполняет термохромный теплоноситель в сочетании с тонкими селективными покрытиями.

Коллектор             является             двусторонним симметричным.Теплоноситель протекает через миделевое сечение,что позволяет дополнительно использовать отраженное излучение. Себестоимость тепловой энергии, производимой ДСКЖА,снизилась в 2 раза к имеющимся аналогам.

Объединение модуля ДСЭТГ с коллектором ДСКЖА позволило получить автономную энергетическую солнечную установку (АЭСУ),обеспечивающую регулирование соотношения получаемых электрической и тепловой энергий. Такая компановка обеспечила получение высокой температуры теплоносителя и пара для производства дополнительной электроэнергии.

Использование специальных покрытий и теплоносителя позволяют делать термоуправляемые «Солнечные» окна. Такие окна обеспечивают температурный режим в помещениях, снижая затраты на отопление или кондиционирование. Они состоят из стеклопакета, на наружных поверхностях стекол которого нанесено ИК отражающее покрытие,а на внутренних – поглощающее(стекла хамелеоны).Принцип преобразования солнечной энергии (ПСЭ) имеет перспективу использования не только в окнах,а в теплицах и других народохозяйственных помещениях. Плёночные покрытия и пленки,используемые в ПСЭ, способны направленно изменять солнечный спектр,стимулируя рост сельскохозяйственных культур. Они также могут быть использованы в тепличных хозяйствах. ПСЭ поглащают существенную часть солнечного спектра,при этом не затрагивается максимум видимого человеческим глазом (510 – 560 нм).

ПСЭ с использованием пленочных покрытий и пленок имеют большое будущее.

Производственные циклы для ДСЭТГ,ДСКЖА и окон «Солнечных» связаны с нанесением ПСЭ, поэтому применяемое в них оборудование унифицировано и взаимозаменяемо на 90 %. Это даёт возможность производить все виды продукции параллельно,гибко изменяя их соотношение в соответствие с потребностями рынка.

В рекламном сайте «Украина - сайт Корнараки - DSDE» представлены многочисленные материалы по применению электротеплогенератора и другие сведения,относящиеся к этой теме. Эта разработка является настоящим прорывом в области электро и тепло энергетики, позволяющая закрыть огромную «нишу» энергопотребления малыми и средними предприятиями,временным и постоянным бизнесам,курортным и дачным сезонам,транспортам малой грузоподъёмности.

Нужно прекратить варварское разрушение земных недр, улучшить земную экологию, обеспечить электроэнергией самые захолустные уголки Земли, морей и океанов, весь транспорт. Электроэнергия должна стать самой доступной для всех слоёв населения,малого и среднего бизнеса, самой дешевой и вечной,нескончаемой на долгий период.

Для реализации разработанных модулей необходимо создание предприятия совершенно нового типа с любой возможной формой финансирования. Производство модулей ДСЭТГ и ДСКЖА будет определяться новой технологией в сочетании с поставками элементной базы по кооперации. В основу производственного процесса закладывается монтаж из поставляемой элементной базе в сочетании с производимыми элементами «НОУ-ХАУ»:

• •    - светопрозрачный корпус

• •    - светопреобразующее покрытие для стекол

• •    - селективный теплоноситель

Производственный процесс потребует помещение площадью не менее 600 кв.м.

Технологии производственных процессов изготовления продукции изложены в патентах.

Финансовая стратегия производства основывается на обеспечении окупаемости инвестиционных затрат бизнеса на протяжении 3 лет.

Предполагается, что на основе представленного технического материала с учётом наличия патента Украины (UA - № 515 73 А ), возможна организация производства солнечных модулей нового поколения на базе проекта «Solar plex». Работу целесообразно провести с предполагаемым инвестером поэтапно :

• •    опытно-конструкторская разработка (ОКР) и её внедрение в серийное производство

• •    серийное производство

Обеспечивается авторское сопровождение проекта на всех стадиях, включая испытания, сертификацию и совместное оформление новых патентов.

Проект «Solar plex» имеет своей целью создание предприятия по производству, инсталяции и продажи продукции,отсутствующей на мировых рынках на основе «Бизнес плана»:

• •    двусторонних солнечных электротеплогенераторов (ДСЭГТ)

• •    двусторонних солнечных коллекторов с жидким адсорбером (ДСКЖА)

• •    автономных солнечных энергетических установок (АЭСУ) для объектов жилого,хозяйственного и социального назначения,а также термоуправляемых окон.

Конкурентные преимущества достигаются через занятия на рынке солнечной энергетики нового сегмента модулей и коллекторов высокой производительности при относительно невысоких затратах на их производство.

Продукция позволяет её эксплуатацию в любых климатических условиях.

Необходимо также отметить, что уровень цены электрического и теплового ватта не будет превышать среднюю мировую цену. Производственный план предполагает первоначальный ограниченный выпуск продукции с переходом на плановую мощность.

Некоторые материалы исследований даны в Приложениях.

В дополнение к представленным материалам предлагается ознакомиться с Российским патентом «RU 2013713 C1» 1991-1994 г.г. по преобразованию солнечной энергии в электрическую,который также направлен на жидкостное охлаждение элементов преобразователя при непосредственном их погружении в поток нейтральной люминесцирующей жидкости, выполняющей одновременно с охлаждением роль светофильтра солнечного излучения. Конструкция преобразователя выполнена в виде зеркального концентратора,что резко снижает стоимость установки. Полученные результаты предварительных испытаний макетов полностью соответствовали указанным выше в части повышения выхода электроэнергии.

Приложение 1. «СЭТГ»

Наше устройство именуемое далее световым электротеплогенератором - СЭТГ предназначено для круглогодичного получения тепловой и электрической энергии.

Согласно этой концепции на приемной поверхности фотоэлектрической схемы расположено покрытие - преобразователь световой энергии (ПСЭ) и циркулирует жидкий спектрально селективный теплоноситель. Это позволяет увеличить количественно и изменить качественно спектральный состав падающего солнечного излучения, а также осуществить рекуперацию тепловой энергии с минимальными потерями.

Фиг. 1.                                Фиг. 2.

На фиг. 1 и фиг. 2 показаны:

• 1    – модуль,

• 2    – теплообменник,

• 3 , 4 – патрубки гидравлической схемы,

• 5 , 6 – аккумляторы тепловой и электрической энергий,

• 7 , 8 – светопрозрачный корпус,

• 9    – фотоэлектрическая схема,

• 10    – спектрально-селективный жидкостной теплоноситель. КПД светопреобразования лицевой поверхности составляет 15%,тыльной 12,5%.

Приложение 2. «ПСЭ»

Повышение фотоэлектрического к.п.д. кремниевых пластин системой (преобразователь световой энергии - теплоноситель) происходит за счет поглощения малоактивной части солнечного спектра и его трансформации в область спектральной активности ФЭПов (Фиг.З).

На фиг. 3 показаны

Фиг. 3.

Приложение 3. «ВАХ»

Фиг 4а отражает оптическую составляющую излучения.

Фиг 4б отражает теплофизическую составляющую излучения.

Введение ПСЭ повышает оптический КПД, что эквивалентно увеличению освещенности.

Фиг. 4.