Френелови лещи

[Dimitrov]

Във връзка с поставените въпроси ще се опитам да отговоря и извинявам се за забавения отговор, но не бях в страната. На този етап някои от отговорите ще бъдат лаконични, тъй като не сме единствените в BG, които понастоящем разработват изделие, което е 3 технологично поколение PV. И така:


1. Оптимизация на приемния ъгъл на концентраторните PV системи се осъществява чрез използване на вторични оптични елементи (secondaries). Това са структури разположени около концентраторната фотоволтаична клетка, които отразяват светлината върху клетката и чиито геометрия, повърхност и степен на отражение са така изчислени, че да компенсират известна грешка на следящата система (като управление и механика) и вследствие на производствени толеранси.
На въпросите за стабилността на системата, като здравина на структурата, следва да обърнем внимание на admin, че здравината на носещата конструкция следва да отчита: 1) теглото на модулите и 2) тяхната площ. При вятър колкото повече площ имаме, толкова повече прогресивно се увеличава силата която въздейства върху панелите. В зависимост от конкретните технологични и конструктивни решения, както и конкретният КПД на PV клетки, то около 4 - 4,5 кв.м от концентраторни PV модули отговарят на 7,2 - 8 кв.м качествени силициеви панели (при условие, че последните са със следяща система).



2. Проблемът с конденса и разширението на въздуха в панела го решаваме по следния начин:
А. Краищата на покриващата повърхност на панела се поставят в специален вид лента (която е съвсем различна от стандартните оплътнения), и която позволява на изделието "да диша", т.е. поема разширението и свиването на въздуха в панела без да се нарушава неговата херметизация.
Б. Конденсът в дадено изделие при дадена влажност на въздуха е основно производен на разликата в температурите на средата в панела и тази на външната среда. Между другото този проблем е сериозен при класическите силициеви панели, но за това по долу ще коментирам накратко. При нас се използва активна система на охлаждане, която е разположена вътре в самия панел. Ползите са следните:
1. Разликата между температурата вътре в панела и тази на околната среда е 7 - 10ºС, а не както при силициевите панели 36 - 38ºС лятно време. Априорно при това положение вероятността от конденс е много малка, а освен това се влияе и за по малко разширение на въздуха в панела;
2. Клетките работят в температурен режим от порядъка на 45 - 55ºС, което е добре за тяхната производителност;
3. Допълнително се усвоява определена енергия в инфрачервения спектър, което повишава КПД на системата с около 10%, т.е. КПД на системата не е 25 - 26%, а над 35%.

В. Наред с това с конденса се борим и чрез още една техника, която засега няма да ви я укажем.
Г. Предвид горните условия мислим, че няма да е необходимо използване на стандартно решение от типа на диафрагмена клапа.



3. В този контекст относно ползите при избора на един или друг вид система на охлаждане бихме искали да коментираме. При силициевите клетки КПД на системата е много по различен от това, което се получава на практика като действителна производителност. Защо?
А. Всички характеристики и параметри на PV системи, като КПД и прозводителност се дават при условие, че работният режим на клетките е при 25ºС. Реалният работен режим на клетките, обаче е в диапазона 70 - 80ºС. За всеки 10º над 25ºС КПД на силициевите клетки (в зависимост от тяхното качество) спада с около 0,8 - 1%. Т.е. ако самата силициева клетка има КПД от порядъка на 16 - 17%, то трябва да извадим 4 - 5%, което е от порядъка на 25 - 30% спад в добитото количество електричество в сравнение с това, което реално се оферира, когато ви предлагат изделието. Как стои този въпрос при концентраторните трислойни PV клетки? Тук за всеки 10º температура над 25ºС спадът е от порядъка на 0,4 - 0,5%, или общо 0,8 - 1,4% при система с активно охлаждане разположена вътре в панела, и 2 - 2,5% общо при системите с пасивно охлаждане. Тези проценти обаче се вадят от КПД 35%, т.е. получава се краен резултат ориентировачно 34% или 32,5 - 33% реален КПД на клетката в действителен режим на работа. В крайна сметка реалният спад на производителността на системата в работни условия е от порядъка на 2% - 7% (в зависимост от типа охлаждане) при концентраторните PV модули, а не 25% - 30%, както е при силициевите панели.
Б. Липсата на активна охлаждаща система, при това трябва да отбележим че ако тя е разположена вътре в панела (а не извън него), влияе и на друго, което често убягва от вниманието на потенциален потребител. Данните за пропускливост на материала, който покрива панела (било то стъкло или друт вид материал) се дават от производителите при условие, че замерванията се правят при 20 - 25ºС. В реален режим на работа при температури от около 50 - 55ºС и по високи пропускливостта спада с 2,5 - 5%. Естествено това води до допълнително спад в производителността на изделието.
В. Тук между другото ще спомена, че данните за пропускливост за покриващия материал на панела се дават от производителите, като правило, при условие че замерванията се правят с успореден сноп светлина падащ перпендикулярно. Когато светлината пада от различни посоки, както когато панела е изложен на открито, то пропускливостта е съществено по малка. Тук се изкушавам да отбележа, че някои производители дори и данните за пропускливост при насочен перепендикулярно успореден сноп светлина ги дават некоректно, в смисъл, че загубите ги представят като тези само от отражение, а игнорират загубите от поглъщане в дебелината на материала. Тук бихме посъветвали наблюдателя винаги да иска следната разбивка:
1. Какви са загубите от отражение в първа оптична повърхност (когато лъчите преминават от среда въздух към средата на покривния материал на панела) и втора оптична повърхност (когато лъчите преминават от средата на съответния материал към среда въздух)?
2. Какви са загубите от поглъщане в дебелината на материала за всеки 1 мм?
3. Какви са действителните загуби от отражение, когато изделието е разположено на открито и част от светлината пада като отразена от различни посоки и под различен ъгъл?

Липсата на отговор на поставените въпроси нас лично ни смущава. Между другото, ако някой се интересува, то можем да дадем ( Email: solarenergy@abv.bg ) таблица с данни за загубите от отражение типични за стъклото, като функция на ъгъла под който падат лъчите. Ако материалът, с който е покрит панела, е друг, то нека исканите характеристики да бъдат представени за съответния материал.



4. По повод на сензорите и птичките, които кацат върху тях, то мислим да решим този въпрос, като използваме стандартно плашило. Това разбира се е в рамките на шегата...
Относно следящата система и нейното управление, то използваме двукоординатна следяща система.
1.Нейната електро - механичната презизност е 0,5 градуса.
2.Сензорът (компонентите, от които той е съставен са достатъчно надеждни) има 0,1 градуса точност.

Между другото в състояние сме да дадем значително повече информация и относно използваните двигатели, системата на охлаждане и нейното функциониране, резервно захранване и редица други въпроси, но на този етап ще се въздържим от коментари. Някои от решеннията отнемат и време и пари. Алтруизъм по отношение на други, които разработват това изделие в BG и се целят надалече няма да проявяваме.

На въпроса на Здравко не мога да отговоря, тъй като нашата фирма няма нито пряко, нито косвено отношение към тези проекти. Това, което обаче мога да заявя със сигурност е, че изграждането и разработването на концентраторни PV модули е технологичен приоритет в рамките на Европейския съюз за периода 2007 - 2013 година.

С уважение,

[Admin]

Г-н Димитров,
Много ви благодаря за отговора. Имам още 2-3 малки въпроса:

1. Коя е вашата фирма? Бихте ли публикували хиперлинка на страниците на форума.
2. На какъв етап е вашата разработка? Имате ли завършен образец?
3. Имате ли натрупани данни от реалната работа на ваша система? Бихте ли ги предоставили за публично ползване?
4. Бихте ли ми продали една работеща система? Готов съм да закупя бета версия или даже недовършен образец. Целта е да логна данните от неговата работа и да направя така мечтания сравнителен анализ.

[Russev]

Не успях да реша къде точно да пусна този линк и затова го направих на две места във форума. Моля, Admin да реши къде да си остане.
http://www.sol3g.com/downloads/eng/Sol3 ... rna_en.pdf

[HELIOTECH]

От Август 2007 , чакаме г-н Димитров да публикува нещо ... Изкопахме градината а няма нищуууу ваааа ..

[b_angelov]

Здравейте, от няколко месеца нашата организация се мъчи да създаде PV модул с френелови лещи. Засега резултата е резочароващ. В момента текат тестове на системата. Голям проблем е позиционирането. Дори и при перфектно насочване, максималната мощността, която успяваме да извлечем от панела е далеч под очакваната. Смея да твърдя, че конструктивно панела е много добре изчислен и реализиран. Съобразени са всички изисквания на производителите на оптичните елементи и фотоволтаиците. Но уви... проекта може би отива към провал. Фотоволтаиците са трислойни, американски на Spectrolab с площ 1кв.см. Лещите са произведени в София. Има забележки към качеството им на изработка, но то не би дало чак такава фрапираща разлика в отдадената мощност на елементите. Скоро ще кача и снимков материал на единична тестова установка и на реализиран панел с площ около 3.2 кв.м. с 35 елемента и лещи с концентриране на слънчевата енергия 500 пъти.

[Dimitrov]

Здравейте Уважаеми Админ,

Отсъствувах от форума, тъй като бях решил да не ви досаждам повече с въпроси, които видимо ви затрудняват. Последните две бележки във вашия форум, обаче, особено ме развеселиха.Със сигурност се абстрахирам от факта, че има съществено сходство в логиката на изразни средства от типа: 1) И последната баба на село вместо домати щеше да има в градината си слънчева електроцентрала с френелови лещи 2) чакаме г-н Димитров да публикува нещо ... Изкопахме градината а няма нищуууу ваааа 3) Хаййййде на Полето . Абстрахирам се и от факта, че единствено вие имате възможността да манипулирате така нещата, че при нови изказани мнения във вашия форум да не бъда увудомяван чрез Email съобщение.
Изразявайки своето възхищение към интелектуалната потентност на последните 2 автора във форума (вероятно то е едно и също лице), ще се опитам да формулирам определено отношение към b_angelov. Аз считам, че собствени снимки (а не откраднати от интернет) на своя разаработка Г-нът няма да покаже. Считам, че въпросният Г-н не е разработвал такава инсталация и не разбира нищо от:
1. III то Технологично поколение PV - Концентраторни PV системи.
2. Не е работил с многослойни концентраторни клетки на фирмата "Спектролаб"
3. Не е работил с френелови лещи.

Ще се аргументирам защо мисля така и ще дам възможност на Г-на да ме опровергае, като отговори на поставените въпроси. Вие казвате "Смея да твърдя, че конструктивно панела е много добре изчислен и реализиран. Съобразени са всички изисквания на производителите на оптичните елементи и фотоволтаиците". Въпросите към вас са:

1. Какъв е приемния ъгъл на вашата система и как вие го доказвате. За да работи добре системата, включително и при идеално позициониране, вие следва да имате концепция за приемен ъгъл и след това практически да апробирате. Резултатите от уравненията няма да ги искам, с оглед да не считате, че ви е откраднато ноу-хау (което дълбоко се съмнявам, че притежавате). Избройте само факторите, чиято функция е приемният ъгъл на системата?

2. На мен са ми известни поне 7 производителя на концентраторни PV клетки и фирмата "Спектролаб" е един от тях. Ние имаме доставени трислойни концентраторни PV клетки от тях и доставяната от тях пратка притежава определена уникалност. Бихте ли ни информирали в какво се състои тази уникалност и как стоят нещата точно във вашия случай?


3. За избор на френелови лещи се консултирахме с фирмата производител "Техноинвент" (би било интересно, ако те четат "бисерите" на настоящия форум и вземат отношение) и ни помогнаха да решим следните въпроси, които аз ще задам на вас:
А. Какъв тип френелова леща избрахте с "растера навън" или "растера навътре"? След като сте направили своя избор, моля кажете защо сте избрали съответното оптическо решение?
Б. Какъв е размера на лещите, които използвате и тяхното фокусно разстояние?
В. Каква е стъпката на растера, която използвате?
Г. Каква е квантовата характеристика на използваните от вас френелови лещи?
Д. Съществуват два пункта, с които френеловите лещи на "Техноинвент" са по добри от аналогични за соларни апликации и кои са те?

4. Кои са основанията, че постигате 500 слънца концентрация?

5. Каква е зависимостта между образа на слънцето и степента на концентрация, която възпроизвеждате?

Съществуват и редица други практически въпроси, които засега ми се струва безсмислено да повдигам. Молбата ми към вас е точно да отговорите на тези въпроси, а не като админ да не е в състояние да отговори на професионално поставени въпроси. Изобщо диалог, в който само отговаряме, а ние самите не получаваме отговори, е безсмислен.
А въпросният Г-н "Изкопахме градината а няма нищуууу ваааа .., Хаййййде на Полето " , вместо да се чуди какво да прави, бихме го посъветвали да си купи панели от Админ. Допускам, че Админ с радост ше го ощaстлеви.

С уважение

[b_angelov]

Със най-искрени пожелания за успех, г-н Димитров:

[b_angelov]

Снимиите ги правих преди по-малко от 10мин. В такова облачно време системата е съвсем мъртва. Пика, който достига при слънчево време е далеч под очакваното - едва 220W от 3.2 кв.м. панел.

[b_angelov]

Ето и още малко снимки. По-подробни данни от измервания и факти - малко по-късно, че работата няма край...

[b_angelov]

Още малко...

[Dimitrov]

Системата , която сте направили с Митко не може да работи, тъй като вторичният оптичен елемент е неправилен. Той ви режи лъчите и минимизира добива. И на вас успех. Когато монтираш без да знаеш е така. Има и други неща, но дотук с безплатните уроци.

[b_angelov]

Всичко е проиграно, няма разсейване на светлина извън вторичния оптичен...

[Георги Желев]

Има и един нов момент относно концентраторите и френеловите лещи, а именно изискванията на електроразпределителните компании за сертификация на всички компоненти на една слънчева електроцентрала.

Къде могат да се видят тези изисквания? Например метална конструкция, покрив, ограда или тракер влизат ли всписъка на компонентите?

[Miro]

Не, но фотоволтаичните модули влизат. А в случая с френеловите лещи - незнам кое се води модул.

[5er]

да се намеся и аз в темата за концентраторите - чували ли сте за работите на академик Алфьоров . Един от патентите му е много интересен - използва се френелова леща с размер около 10 метра във фокуса се поставя преобразувател на пълния спектър - метална пръчка - излъчваща в една дължина на вълната и около нея се поставят обикновенни PV модулчета. Рамера на лещата е негов патент - върху полиамидни плоскости се рисуват пътечките за получаване на френел - за съжаление все още няма промишлена реализация - но там постигнатото КПД е от порядъка на 46% . И има още доста работа в областа. в момента се налага да излизам - като се върна ще ви пусна няколко линка .