Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ПРОБЛЕМЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СОЛНЕЧНЫХ МОДУЛЕЙ 11
1.1 Загрязнение солнечных модулей пылевыми частицами 11
1.2 Осадки и биологические загрязнения, влияющие на эффективность
работы солнечных модулей 19
1.3 Климатические условия, влияющие на эффективность работы
солнечных модулей 27
Выводы по разделу 1 29
2 СПОСОБЫ И ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ СОЛНЕЧНЫХ МОДУЛЕЙ ОТ
ЗАГРЯЗНЕНИЙ 31
2.1 Ручная очистка солнечных модулей от загрязнений 31
2.2 Автоматизированная очистка солнечных модулей от загрязнений 34
2.3 Роботизированная очистка солнечных модулей от загрязнений 37
Выводы по разделу 2 40
3 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННО-ИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ
ЗАЩИТЫ СОЛНЕЧНЫХ МОДУЛЕЙ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ 41
3.1 Понятие электронно-ионной технологии 41
3.2 Устройство и принцип работы приборов на основе
электронно-ионной технологии 44
3.3 Анализ сил, действующих в электрофильте 50
3.4 Расчет эффективности улавливания пылевых частиц 54
Выводы по разделу 3 57
4 РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЗАЩИТЫ СОЛНЕЧНЫХ МОДУЛЕЙ
ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПЫЛЕВЫМИ ЧАСТИЦАМИ 59
4.1 Конструктивные и режимные параметры устройства 59
4.2 Разработа ИВН для питания устройства 64
4.2.1 Разработа электрической схемы ИВН. Выбор элементов схемы ИВН 66
Выводы по разделу 4 69
5 РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ УСТРОЙСТВА ЗАЩИТЫ
СОЛНЕЧНЫХ МОДУЛЕЙ ОТ ПЫЛЕВЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ 70
5.1 Повышение эффективности улавливания частиц разработанным устройством 73
Выводы по разделу 5 75
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 76
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 77
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТРУКТУРНАЯ ИСТОЧНИКА ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ 83
ПРИЛОЖЕНИЕ Б СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ИСТОЧНИКА ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ 84
ПРИЛОЖЕНИЕ В ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ ИСТОЧНИКА ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ 85
На сегодняшний день очень актуальна проблема энергосбережения, часто звучит вопрос о том, где найти источник чистой и дешевой энергии, как сохранить и преумножить то количество энергии, которое человек может использовать уже сегодня.
По всему миру стремительно внедряются установки на основе возобновляемых источников энергии: ветряные, солнечные, гидроэлектростанции плотно вошли в нашу жизнь и поставляют электрическую и тепловую энергию как крупным предприятиям, так и частным потребителям. Все технологии, созданные на основе возобновляемых источниках энергии, не должны противоречить основным положениям Федерального закона РФ 12.03.2003 №35- ФЗ «Об электроэнергетике» и ГОСТ Р 51595-2000 (Нетрадиционная энергетика. Солнечная энергетика. Коллекторы солнечные. Общие технические условия) .
В 2017 году мощность возобновляемых источников энергии достигла рекордного годового прироста - 178 ГВт. Согласно данным нового доклада Международной сети REN21, в прошлом году мир инвестировал в создание возобновляемых источников энергии (ВИЭ) более 300 миллиардов долларов - в два раза больше, чем в ископаемое топливо и атомные электростанции .
Солнечная радиация является энергоресурсом, обладающим огромным потенциалом. С давних времен Солнце выступало источником тепла, с помощью которого люди могли осуществлять свою жизнедеятельность, даже не подозревая, какой огромный потенциал еще остается скрытым. И только через тысячелетия современные ученые стали рассматривать Солнце в качестве источника электрической энергии. Таким образом, сегодня энергия Солнца - это одна из немногих абсолютно чистых альтернатив для ископаемого топлива, без загрязнения воздуха, почвы и воды, абсолютно не приводящая к глобальному загрязнению окружающей среды и не вызывающая угрозы для общественного здравоохранения .
На основе исследований американского национального космического агентства NASA всего 18 солнечных дней на Земле содержит количество энергии равное той, что содержится во всех запасах планеты угля, нефти и природного газа.
Если рассматривать пространство за пределами атмосферы, то солнечная энергия хранит около 1,300 кВт мощности на квадратный метр . После того, как она достигнет оболочки атмосферы, приблизительно одна треть этого света отразится обратно в космос, в то время как остальной продолжит следовать к поверхности Земли.
К сожалению, энергия солнца используется далеко не повсеместно, большинство стран пока не готовы внедрять альтернативные источники энергии наравне с традиционными городскими ТЭС. Несмотря на то, что возможности солнечного источника энергии и тепла обширны и доступны каждому, есть обстоятельства, которые не позволяют использовать его на 100%.
Одной из основных проблем, сдерживающих широкое внедрение солнечных электростанций, является низкий коэффициент преобразования солнечной энергии в электрическую . Над этой проблемой работают многие ученые- физики, разработчики и энергетики. На сегодняшний день в этом вопросе достигнуты значительные результаты.
В среднем по всей поверхности планеты квадратный метр собирает 4,2 киловатт-часов энергии каждый день, или приблизительный энергетический эквивалент почти барреля нефти в год. Пустыни, с очень сухим воздухом и небольшим количеством облачности, могут получить более чем 6 киловатт-часов в день на квадратный метр в среднем в течение года
...
В данной выпускной квалификационной работе разработано электростатическое устройство (ЭСУ), предназначенное для защиты поверхности солнечных модулей от пылевых загрязнений с использованием электронноионной технологии.
Произведен расчет эффективности предложенного способа предупреждения осаждения частиц на поверхность солнечных панелей, который показал эффективность очистки воздушных масс ЭСУ. Для обеспечения работы защитного устройства разработан источник высокого напряжения.
Предложены рекомендации по изменению конструкции устройства и увеличению естественно заряда частиц (созданию большего искусственного заряда), попадающих в зону действия устройства, за счет использования коронного разряда.
Разработанное защитное устройство отвечает всем требованиям нормативно-технической документации и дает положительный экономический эффект в приемлемые сроки. Исходя из вышеперечисленного, данный метод очистки, основанный на электронно-ионной технологии, может быть рекомендован к внедрению как на крупных солнечных электростанциях, так и на частных единичных солнечных модулях.
