Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Լուսաթափանց ֆրենելային կայուն խտարարներով արևային ֆոտոէլեկտրական կայանների մշակումը

Վարդանյան, Գոռ Պատվականի (2017) Լուսաթափանց ֆրենելային կայուն խտարարներով արևային ֆոտոէլեկտրական կայանների մշակումը. PhD thesis, Հայաստանի ազգային պոլիտեխնիկական համալսարան.

[img] PDF (Thesis)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (4Mb)
    [img] PDF (Abstract)
    Available under License Creative Commons Attribution.

    Download (1072Kb)

      Abstract

      20-րդ դարի վերջին տասնամյակները բնորոշվեցին շրջադարձային ինովացիաներով, որոնք արմատապես փոխեցին տնտեսության արտադրական համակարգը, կառավարման և ուսուցման մոդելները, խթանեցին տնտեսության ու առողջապահության արագացված զարգացումը։ Դրանց թվում են վերականգնվող և այլընտրանքային էներգիայի աղբյուրները: Վերականգնվող և այլընտրանքային էներգիայի աղբյուրներից արևային ֆոտոէներգետիկան, զարգանալով ամենաարագ տեմպերով, հավակնում է դառնալ 21-րդ դարի էլեկտրաէներգետիկայի հիմնական բաղադրիչը: Երկրագնդի շրջակա միջավայրի վատթարացումը, էկոլոգիական խնդիրների սրացումը, բնակչության աննախադեպ աճը և սպառվող հանածո էներգակիրների օգտագործման անընդհատ աճող անհրաժեշտությունը հարկադրում են մշտապես վտանգ պարունակող ածխաջրածնային վառելիքի օգտագործումից անցում կատարել վերականգնվող էներգիայի աղբյուրների լայնածավալ օգտագործմանը և հատկապես արևային էներգիայի կիրառմանը: Հայաստանի Հանրապետությունը, համաշխարհային միջավայրի մաս կազմելով, նույնպես ընդգրկվել է այս ինովացիոն գործառնությունում՝ սկզբում փոքր ՀԷԿ-երի խնդիրը լուծելով, իսկ այժմ կանգնած է Արևի էներգիայի արդյունավետ օգտագործման խնդրի առջև, որի արդիականությունը հատկապես Հայաստանի համար դարձել է ակնհայտ: Ստեղծվում են ՀՀ Օրենքներ և Օրենսդրական ակտեր՝ բնակչության համար արևային ֆոտոէներգետիկայի օգտագործումը եկամտաբեր դարձնելու նպատակով: Արևային էներգիայի կերպափոխման ֆոտոէլեկտրական սարքերի լայնածավալ կիրառությունը էլեկտրաէներգիայի արտադրության և օգտագործման համար արդիական է ինչպես Երկրի, այնպես էլ Հայաստանի Հանրապետության էլեկտրաէներգետիկայի համար: Աշխատանքի նպատակն է. Արևային էներգիայի օգտագործմամբ էլեկտրաէներգիա արտադրող, բարձրարդյունավետ, ինքնավար և ցանցին միացվող, տանիքին դրվող ֆոտոէլեկտրակայանների մշակումը՝ հողային տարածքներից զուրկ երկրամասերի համար: Այս նպատակի իրականացման համար առաջադրվել են հետևյալ խնդիրները. Մշակել շարժունակ և թեթև արևային ֆոտոէլեկտրական մոդուլներ լուսաթափանց ֆրենելային խտարարների օգտագործմամբ՝ շինությունների տանիքներին և լեռների լանջերին տեղադրելու և փոքր մակերեսներ զբաղեցնելու նպատակով: Գնահատել լուսաթափանց ֆրենելային խտարարների կորուստները և օպտիմալ մակերեսը: Մշակել տանիքին տեղադրվող , արևի շարժմանը երկու առանցքներով հետևող, մինչև 150կՎտ հզորությամբ արևային ինքնավար և ցանցին միացված կայաններ և կատարել էլեկտրակայանների անհրաժեշտ սարքերի հաշվարկը: Մշակել դժվարամատչելի վայրերում և տանիքներն տեղադրվող արևային ֆոտոմոդուլների մակերեսները մաքրող սարքերի, էլեկտրաէներգիայի պահուստավորման և օգտագործման հեռակառավարման համակարգեր: Մշակել կարկուտից պաշտպանված, էլեկտրամագնիսական ալիքներ չանդրադարձնող ֆոտոէլեկտրական արդյունավետ նոր մոդուլի պատրաստման տեխնոլոգիան և կիրառել այն դաշտային պայմաններում: Մշակվել են մինչև 2 կՎտ հզորությամբ, լուսաթափանց ֆրենելային մինչև 98 խտարարներով և բարձրարդյունավետ ֆոտոէլեկտրական մոդուլներ, որոնք երկու առանցքներով հետևում են արևի շարժմանը և կարող են տեղադրվել շինությունների տանիքներին՝ զբաղեցնելով փոքր՝ մինչև 4 մ2 մակերես: Ինքնավար ֆոտոէլեկտրակայանների պատրաստման համար մշակվել է էլեկտրաէներգիայի պահուստավորման և արդյունավետ օգտագործման հեռակառավարման ծրագրավորված համակարգ: Ուսումնասիրվել և գնահատվել են լուսաթափանց հելիոտեխնիկական ֆրենելային խտարարների կորուստները: Մշակվել է տանիքին դրվող մինչև 150կՎտ հզորություններով ֆոտոէլեկտրակայան, որը կարող է աշխատել ինչպես ինքնավար, այնպես էլ արտաքին էլեկտրացանցին միացված ռեժիմներով: Մշակվել է ֆոտոէլեկտրական մոդուլների և ֆրենելային խտարարների մակերեսների մաքրման հեռակառավարվող համակարգ: Մեծացվել են Si-ային կերպափոխիչներով ֆոտոէլեկտրական մոդուլի արդյուանավետությունը, երկարակեցությունը և պաշտպանվածությունը արտաքին քայքայիչ ազդեցություններից: В производстве электрической энергии с использованием возобновляемых и нетрадиционных источников энергии стремительными темпами развивается солнечная фотоэлектрическая энергетика․ Наиболее высокой эффективностью (~46%) выделяются фотоэлектрические модули и электростанции со светопроницаемыми концентраторами Френеля, следящие за движением Солнца. Исходя из вышесказанного, можем утверждать, что в середине XXI века фотоэлектрическая солнечная энергетика с использованием светочувствительных материалов с различными запрещенными зонами будет сильно доминировать. Разработаны высокоэффективные фотоэлектрические модули мощностью 1…2 кВт с концентраторами Френеля, следящие за движением Солнца в двух координатах. Эти модули можно устанавливать в местах с неровным рельефом или на крышах различных помещений, где они будут занимать небольшую площадь. Так, модуль мощностью 2 кВт займет площадь 4 м2. Для электростанций, работающих в автономном режиме, разработана автоматическая система накопления и минимального расхода электроэнергии. Фотомодули с суммарной мощностью 150 кВт можно легко устанавливать на крышах помещений со средней площадью для собственных нужд и без лицензионного права. Такую же электроэнергетическую систему можно подключить к общей сети, не используя при этом электрохимические аккумуляторы, которые значительно увеличивают себестоимость производимой электроэнергии. Изучены и оценены оптические и конструкционные потери светопроницаемых концентраторов Френеля.In the production of electric power with the use of renewable and non-traditional energy sources, the solar photovoltaic energy expands rapidly. With higher efficiency (~46%) are distinguished the photovoltaic modules and electric stations with the sun movement tracking, light Fresnel concentrators. According to what is mentioned above, we can say, that in the middle of XXI century, the photovoltaic solar energy using photoactive materials with various prohibited zones will strongly dominate. High-efficient photovoltaic modules of 1-2kW of power with the sun movement tracking Fresnel concentrators in two coordinates are designed. These modules can be installed in rough-surface areas or on roofs with different areas, where they will occupy small surface area. That is, a module with 2kW of power will occupy 4m2 surface area. For the electric power stations, operating in the autonomous modes, an automatic system of accumulation and minimum consumption of electric power is designed. Photomodules with a total capacity of 150 kW of power can be easily installed on the roofs of premises with an average area for their own needs and without a license. A similar electric power system can be connected to a public grid without using electrochemical batteries, which significantly increase the cost of the produced electricity. Optical and structural losses of light-permeable Fresnel concentrators were studied and estimated.

      Item Type: Thesis (PhD)
      Additional Information: Разработка солнечных фотоэлектрических станций со светопроницаемыми устойчивыми концентраторами Френеля.The development of solar photovoltaic stations with light- sustainable fresnel concentrators.
      Uncontrolled Keywords: Варданян Гор Патваканович,
      Subjects: Control, Automation and Electrical Engineering
      Divisions: UNSPECIFIED
      Depositing User: NLA Circ. Dpt.
      Date Deposited: 16 Nov 2017 10:37
      Last Modified: 16 Nov 2017 14:53
      URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/5963

      Actions (login required)

      View Item