Preview

Вектор науки Тольяттинского государственного университета

Расширенный поиск

ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ МОЩНОСТИ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ МОДИФИКАЦИЕЙ ИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАНОКЛАСТЕРАМИ СЕРЕБРА

https://doi.org/10.18323/2073-5073-2018-1-36-42

Полный текст:

Аннотация

Проведен анализ режимов работы фотоэлектрических преобразователей, используемых для солнечных установок и предназначенных для работы как в составе единой энергосистемы, так и для нужд индивидуальных потребителей. Установлено, что для увеличения мощностных характеристик фотоэлементов солнечных установок весьма эффективно использование солнечных концентраторов специальных конструкций. Вместе с тем это существенно усложняет оборудование, поскольку связано с необходимостью оснащения фотоэлектрической установки дополнительными системами слежения и позиционирования относительно солнца. В настоящей работе для концентрации солнечного излучения авторами предложено использовать модифицирование приемной поверхности фотоэлементов нанесением покрытия из наночастиц серебра, полученных импульсно-искровым методом диспергирования. Результаты проведенных экспериментов показали, что осажденные на поверхность нанокластеры серебра, исполняя роль плазмонных частиц, способствуют увеличению количества фотонов, участвующих в фотоэлектрическом процессе при постоянном потоке падающей солнечной радиации. Это позволило значительно улучшить мощностные характеристики штатных фотоэлектрических преобразователей, используемых при сборке заводских фотоэлектрических модулей для сетевых электростанций. Увеличение мощности фотоэлементов с нанопокрытием возросло в среднем на 20 %, при этом даже в случае бокового падения солнечного излучения на их рабочую поверхность мощностные характеристики фотопреобразователей были близки к теоретическим значениям, в отличие от солнечных элементов без покрытия.

Полученные данные будут способствовать улучшению показателей и увеличению эффективности фотоэнергетических установок и устройств различного назначения, не увеличивая при этом площадь их приемной поверхности, что существенно расширит сферу использования солнечных энергетических установок.

Об авторах

В. В. Кувшинов
Севастопольский государственный университет
Россия

Кувшинов Владимир Владиславович - кандидат технических наук, доцент кафедры «Возобновляемые источники энергии и электрические системы и сети».

299053, Севастополь, ул. Курчатова, 7. Тел.: +7 978 761-92-64



Б. Л. Крит
Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет
Россия

Крит Борис Львович - доктор технических наук, профессор кафедры «Технологии производства приборов и информационных систем управления летательных аппаратов».

109383, Москва, ул. Полбина, 45. Тел.: +7 916 677-26-08



Н. В. Морозова
Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования
Россия

Морозова Наталья Владиславовна - кандидат педагогических наук, доцент кафедры «Медицинская техника».

123995, Москва, ул. Баррикадная, 2/1. Тел.: +7 926 246-81-79



Д. Ю. Кукушкин
Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
Россия

Кукушкин Дмитрий Юрьевич - ассистент кафедры «Радиоэлектроника, телекоммуникации и нанотехнологии».

109383, Москва, ул. Полбина, 45. Тел.: +7 909 679-19-54



А. В. Савкин
Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
Россия

Савкин Алексей Владимирович - кандидат технических наук, доцент кафедры «Радиоэлектроника, телекоммуникации и нанотехнологии».

109383, Москва, ул. Полбина, 45. Тел.: +7 925 780-16-90



Список литературы

1. РФ. Об электроэнергетике: федеральный закон от 26.03.2003 № 35-ФЗ (с изменениями на 28.12.2016).

2. Ибрагимова Х.И., Халикова А. Проблемы энергетических ресурсов // Молодой ученый. 2017. № 3.

3. С. 96–98.

4. Кувшинов В.В. Перспективы развития солнечной энергетики в Крыму // Збірник наукових праць Севастопольського національного університету ядерної енергії та промисловості. 2013. № 1. С. 180–185.

5. Арбузов Ю.Д., Евдокимов В.М. Основы фотоэлектричества. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2007. 292 с.

6. Кузнецов К.В., Тюхов И.И., Сергиевский Э.Д. Исследование характеристик солнечного воздушного гибридного коллектора // Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве: труды 6-й Междунар. науч.-техн. конф. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2008.

7. Ч. 4. С. 227–231.

8. Кучинский В.П., Синицын Н.П., Суржик А.Н., Шевчук В.И. Методика определения тепловых характеристик фототермических модулей // Відновлювана енергетика. 2007. № 4. С. 44–47. 7. Филиппченкова Н.С., Панченко В.А. Разработка и исследование солнечных теплофотоэлектрических модулей // Инновации в сельском хозяйстве. 2016. № 5. С. 136–141.

9. Вейси Ф., Сергиевский Э.Д., Тюхов И.И. Расчёт тепловых режимов двухстороннего приемника излучения в статическом солнечном концентраторе // Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве: материалы 4-й Междунар. науч.-техн. конф.

10. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2004. Ч. 4. С. 114–120.

11. Колтун М.М. Оптика и метрология солнечных эле-ментов. М.: Наука, 1985. 300 с. 10. Башта А.И., Кувшинов В.В., Сафонов В.А. Солнеч-ный концентратор для фотоэлектрических модулей: патент РФ № 150120; заявка № 2014149411; заявл. 17.10.2014.

12. Стребков Д.С., Тверьянович Э.В. Концентраторы сол-нечного излучения. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2007. 316 с.

13. Баранов В.К. Новые концентраторы излучения и пер-спективы их применения в оптике и гелиотехнике // Труды Государственного оптического института. 1979. Т. 45. № 179. С. 57–70.

14. Кувшинов В.В. Исследование характеристик фото-электрических модулей, используемых в сетевых солнечных станциях // Збірник наукових праць Севастопольського національного університету ядерної енергії та промисловості. 2013. № 4. С. 170–177.

15. Раушенбах Г. Справочник по проектированию солнечных батарей. М.: Энергоатомиздат, 1983. 397 с.

16. Кувшинов В.В. Использование солнечных концен-траторов для повышения мощностных характеристик сетевых фотоэлектрических станций // Збірник наукових праць Севастопольського національного університету ядерної енергії та промисловості. 2014. № 1. С. 144–149.

17. Остроухов Н.Н., Тянгинский А.Ю., Слепцов В.В., Церулев М.В. Электроразрядная технология получения, диагностики и биологическое применение гидрозолей металлов с частицами нанометрового размера // Физика и химия обработки материалов. 2013. № 1. С. 77–82.

18. Mandal P., Sharma S. Progress in plasmonic solar cell efficiency improvement: A status review // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016. Vol. 65. P. 537– 552. DOI: 10.1016/j.rser.2016.07.031.

19. Ortiz-Gonzalez J., Santbergen R., Tan H., Schmidt Ott A., Zeman M., Smets A.H.M. Plasmonic nanoparticle films for solar cell applications fabricated by sizeselective aerosol deposition // Energy Procedia. 2014. Vol. 60. № C. P. 3–12.

20. ГОСТ 28976-91. Фотоэлектрические приборы из кристаллического кремния. Методика коррекции результатов измерения вольт-амперной характеристики (МЭК 891-87). М.: ИПК Изд-во стандартов, 2004. 42 с. 20. Андреев В.М., Грилихес В.А., Румянцев В.Д. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения. Л.: Наука, 1989. 405 с.


Для цитирования:


Кувшинов В.В., Крит Б.Л., Морозова Н.В., Кукушкин Д.Ю., Савкин А.В. ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ МОЩНОСТИ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ МОДИФИКАЦИЕЙ ИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАНОКЛАСТЕРАМИ СЕРЕБРА. Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2018;(1):36-42. https://doi.org/10.18323/2073-5073-2018-1-36-42

For citation:


Kuvshinov V.V., Krit B.L., Morozova N.V., Kukushkin D.Yu., Savkin A.V. THE POSSIBILITIES OF PHOTOELECTRIC CONVERTERS POWER ASCENSION BY THE MODIFICATION OF THEIR SURFACES BY SILVER NANOCLUSTERS. Science Vector of Togliatti State University. 2018;(1):36-42. (In Russ.) https://doi.org/10.18323/2073-5073-2018-1-36-42

Просмотров: 34


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2073-5073 (Print)
ISSN 2712-8458 (Online)