Разработка гибридной солнечно-ветровой микро-энергетической установки для городских улиц
Ключевые слова:
ветротурбина, гибрид, солнечный ветер, энергия, солнечный модуль, пирамидаАннотация
В данной статье разработано новое гибридное солнечно-ветровое микроэнергетическое устройство в 3D-формате, предназначенное для городских улиц. Солнечный модуль состоит из шести трапециевидных кремниевых солнечных панелей с КПД 21%. Благодаря оптимизированной пирамидальной конструкции фотоэлектрического модуля обеспечивается на 42,5% большее производство электроэнергии по сравнению с плоскими солнечными панелями, за счёт увеличения времени освещения солнечными лучами на 4 часа. Установлено, что при угловой скорости вращения 6–8 рад/с температура поверхности фотоэлектрического модуля снижается на 1,3–1,87 °C/мин, а выходная мощность увеличивается за счёт повышения рабочего напряжения на 0,1–0,27 В. Ветроустановка с вертикальной осью вращения предотвращает перегрев поверхности фотоэлектрического модуля в дневное время и позволяет использовать механическую энергию ветра для выработки дополнительной электроэнергии ночью. Устройство эффективно работает при низких скоростях ветра (v = 0,5–2 м/с), возникающих в результате непрерывного движения автомобилей на автомагистралях. Система оснащена перезаряжаемой батареей, обеспечивающей автономную работу силового блока. Показаны перспективы широкого внедрения микроэнергетической системы мощностью до нескольких киловатт.
Библиографические ссылки
M. R. Patel, “Wind and Solar Power Systems,” (Taylor and Francis, New York, ed. 2, 2006) [second edition].
M. Engin, “Sizing and simulation of PV-Wind hybrid power system,” International Journal of Photoenergy, 2013, 1-10 (2013) DOI: 10.1155/2013/217526.
P. A. Østergaard, N. Duic, Y. Noorollahi, H. Mikulcic, and S. Kalogirou, “Sustainable development using renewable energy technology,” Renewable Energy, vol. 146, pp. 2430–2437, Feb. 2020, doi: 10.1016/J.RENENE.2019.08.094.
P. Fath, S. Keller, P. Winter, W. Jooß, and W. Herbst, “Status and perspective of crystalline silicon solar cell production,” Conference Record of the IEEE Photovoltaic Specialists Conference, pp. 002471–002476, 2009, doi: 10.1109/PVSC.2009.5411274.
M. R. Gomaa, W. Hammad, M. Al-Dhaifallah, and H. Rezk. (2020). “Performance enhancement of grid-tied PV system through proposed design cooling techniques: An experimental study and comparative analysis,” Sol. Energy, vol. 211, p. 1110–1127. doi: 10.1016/j.solener.2020.10.062.
M. R. Gomaa, H. Rezk, R. J. Mustafa, and M. Al-Dhaifallah. (2019). “Evaluating the environmental impacts and energy performance of a wind farm system utilizing the life-cycle assessment method: A practical case study,” Energies, vol. 12, no. 17. doi: 10.3390/en12173263.
Y. Kumar et al. (2016). “Wind energy: Trends and enabling technologies,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 53, p. 209-224. doi:10.1016/j.rser.2015.07.200.
M. Shalby, A. Abuseif, M. R. Gomaa, AhmadSalah, A. Marashli, and H. Al-Rawashdeh. (2022). “Assessment of Dust Properties in Ma’an Wind Farms in Southern Jordan,” Jordan J. Mech. Ind. Eng., vol. 16, no. 4, pp. 645–652.
