PhD (Engineering), assistant professor of Chair “Renewables and Electric Systems and Networks”
кандидат технических наук, доцент кафедры «Возобновляемые источники энергии и электрические системы и сети»
Doctor of Sciences (Engineering), Professor of Chair “Technologies of Production of Devices and Information Systems for Aircraft Control”
доктор технических наук, профессор кафедры «Технологии производства приборов и информационных систем управления летательных аппаратов»
PhD (Pedagogics), assistant professor of Chair “Medical Equipment”
кандидат педагогических наук, доцент кафедры «Медицинская техника»
assistant of Chair “Radioelectronics, Telecommunications and Nanotechnologies”
ассистент кафедры «Радиоэлектроника, телекоммуникации и нанотехнологии»
PhD (Engineering), assistant professor of Chair “Radioelectronics, Telecommunications and Nanotechnologies”
кандидат технических наук, доцент кафедры «Радиоэлектроника, телекоммуникации и нанотехнологии»
The authors carried out the analysis of the operating modes of photoelectric converters used for solar stations and intended for work both as a part of a unified energy system and for individual consumers needs. It is determined that to increase power characteristics of solar stations photocells, it is very efficient to apply solar concentrators of special de-signs. At the same time, it complicates the equipment significantly, as it is associated with the necessity to equip photoelectric station with the additional systems of tracking and positioning against the sun. In this paper, to concentrate solar irradiation, the authors offered to use the modifying of the photocells receiving surface by depositing a coating of silver nanoparticles produced by the pulse spark dispergation method. The results of the experiments showed that silver nanoclusters deposited on the surface and playing the role of plasmonic particles promote the increase in the number of photons participating in the photoelectric process at the constant stream of incident solar radiation. It allowed improving considerably power characteristics of the regular photoelectric converters used when assembling the industrial photoelectric modules for network power plants. The increase in the nanocoated photocells power grew by an average of 20 %, at the same time, even in the case of lateral incidence of solar irradiation on their working surface, the photoconverters power characteristics were close to the theoretical values, unlike the solar elements without coating.
The data obtained will promote the improvement of indices and the increase of efficiency of photo-energy plants and devices of different purpose not increasing the area of their receiving surface that will widen significantly the sphere of solar power plants application.
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.