Книш Л. І. Розвиток наукових основ створення високоефективних термофотоелектричних сонячних станцій з параболоциліндричними концентраторами

Проведено теоретичне узагальнення та створення універсальних методів розрахунків енергетичних характеристик систем прийому концентрованого сонячного випромінювання в перспективних комбінованих термофотоелектричних станціях. Обґрунтовано концепцію сонячної термофотоелектричної станції, верхній енергетичній рівень якої представлений фотоелектричним перетворенням на основі арсенід-галієвих сонячних елементів, що знаходяться під впливом концентрованого сонячного випромінювання. Теплоносій нижнього рівня знімає залишкове тепло з сонячних елементів та передає його для утилізації в паротурбінного циклу. Доказано можливість створення на базі існуючих технологій сонячних термофотоелектричних станцій із загальним ККД перетворення енергії Сонця до 40%, що значно перевищує досягнутий світовий рівень для сонячних електростанцій. Розроблено нову методику визначення оптимального температурного режиму станції, який забезпечує максимальне значення її ККД. Створено T-S - діаграму квазібінарного термофотоелектричного циклу. На основі узагальненого математичного підходу до дослідження процесу концентрації сонячного випромінювання розроблено математичну модель, алгоритм та програмне забезпечення для визначення енергетичних характеристик в системі "Сонце - параболоциліндричний концентратор - теплоприймач". Базуючись на системі рівнянь Нав'є - Стокса, розроблені математичні моделі енергопереносу в комбінованих теплоприймачах різних типів: без фотоперетворення, з одностороннім та двостороннім охолодженням сонячних елементів. Складено програмні модулі та проведені комплексні чисельні дослідження теплопереносу в системах прийому сонячного випромінювання. Коректність створених математичних моделей та достовірність отриманих результатів доказана їх порівнянням з експериментальними даними.