Исследовательская часть. 
Исследование эксплуатационно-технологических параметров энергоустановок на возобновляемых источниках энергии

С использованием информационной базы данных по ЭУ на ВИЭ [13,14] проведены исследования ЭТП выпускаемых моделей солнечных электрических установок (СЭУ), ветроэнергетических установок (ВЭУ), биогазовых энергетических установок (БГУ) и установок на топливных элементах (УТЭ).

Солнечные электрические установки (СЭУ)

Проведенные исследования показали, что основными ЭТП, определяющими эффективность СЭУ, являются: КПД, выходное напряжение, коэффициент заполнения Вольт-Амперной характеристики (ВАХ), удельные мощность и масса фотоэлемента.

КПД фотопреобразовательного элемента (КПД_фэп) определяет эффективность преобразования энергии солнечного излучения в электрическую энергию.

Выходное рабочее напряжение характеризует эффективность компенсации падения напряжения на элементах фотоэлектрической системы и обеспечения работы при уменьшении интенсивности солнечного излучения (максимальное значение — напряжение холостого хода).

Коэффициент заполнения ВАХ определяет техническое совершенство СЭУ (идеальный элемент имеет k_ВАХ=1).

Удельная мощность (Вт/м²) и удельная масса (кг/Вт) фотоэлемента характеризуют совершенство СЭУ, исходя из массогабаритных показателей.

В настоящее время широко распространены три основных типа СЭУ: аморфные, поликристаллические и монокристаллические. Исследования выявили преимущества монокристаллических СЭУ: повышенный КПД, близость рабочего напряжения к напряжению холостого хода, высокий коэффициент заполнения ВАХ, меньшие массогабаритные показатели (рис.1). Так, у монокристаллических СЭУ КПД_фэп в 1,2 раза выше КПД_фэп поликристаллических и 1,7 раз выше КПД_фэп аморфных СЭУ (рис.1а); отношение максимального рабочего напряжения к напряжению холостого хода на 3−6% выше, чем у поликристаллических и на 8−17% выше, чем у аморфных СЭУ (рис.1б); коэффициент заполнения ВАХ превышает тот же показатель на 11% у поликристаллических и на 7−25% у аморфных СЭУ (рис.1в); удельная мощность в 3,5 раза больше, чем у поликристаллических и в 1,8 раза больше, чем у аморфных СЭУ (рис.1г); удельная масса в 1,7 раза меньше, чем у поликристаллических и в 2,3 раза меньше, чем у аморфных СЭУ.

Следует отметить, что с увеличением единичной мощности СЭУ растет удельная выработка электрической энергии, снижаются удельные массогабаритные показатели, поэтому применение одной мощной фотопанели эффективнее, чем нескольких той же суммарной мощности. Это позволит при сооружении СЭУ отчуждать меньшую площадь, снизить нагрузку на строительные конструкции и уменьшить затраты на работу электропривода при использовании систем слежения за Солнцем.