The object of research, development or design (in Russian) : П-образная оптическая система и оптическая система с двумя линзами для низких степеней концентраций солнечного излучения

The object of research, development or design (in Kazakh) : Күн радиациясының төмен концентрация деңгейіне арналған П-типті және екі линзалы оптикалық жүйелер

Aim of work (in Russian) : Проектирование и моделирование П-образной оптической системы и оптической системы с двумя линзами на основе линзы Френеля для повышения эффективности поликристаллического фотоэлемента. Изучение оптических, энергетических и термодинамических характеристик смоделированных образцов. А также моделирование и исследование характеристик системы охлаждения на основе трубок с внутренними канавками для концентрирующих фотоэлектрических систем.

Aim of work (in Kazakh) : Күн радиациясының төмен концентрация деңгейіне арналған, поликристалды фотоэлементтің тиімділігін арттыру үшін Френель линзасы негізіндегі П-типті және екі линзалы оптикалық жүйелерді жобалау және модельдеу. Модельденген үлгілердің оптикалық, энергетикалық және термодинамикалық сипаттамаларын зерттеу. Сонымен қатар концентрацияланған фотоэлементтер үшін (трубки с внутренними канавками) салқындату жүйесін модельдеу және сипаттамаларын зерттеу.

Методы исследования (на русском) : Математическое моделирование, метод конечных элементов (МКЭ), метод конечних объемов (МКО).

Методы исследования (на казахском) : Математикалық модельдеу, ақырлы элементтер әдісі (АЭӘ), ақырлы көлемдер әдісі (АКӘ)

Obtained results and novelty (in Russian) : Разработана модель образец П-образной оптической системы для низких концентраций и получены следующие результаты: построена зависимость эффективности оптической системы от различных углов падения солнечного света, при угле падения α=20°, которая составляет выше 90%; исследована оптическая эффективность при расположении фотоэлемента на разных расстояниях от линзы Френеля, построен график; выполнены геометрические расчеты для определения оптимального расстояния до линзы Френеля. Построена 3-D модель оптической системы c двумя линзами. Предлагаемая оптическая система с двумя линзами при различных углах падения имеет плавное изменение оптической эффективности по сравнению с обычной оптической системой. При угле отклонения α=5° и α=8°, интенсивность света в предлагаемой оптической системе с двумя линзами более равномерно распределяется по поверхности фотоэлемента. При α=8° фотоэлектрическая система с низкой концентрацией с оптической системой с двумя линзами производит на 16% больше энергии чем при использовании обычной оптической системы. С помощью компьютерного моделирования методом конечных объемов было проведено моделирование гидродинамики теплоносителя в радиаторе с трубками с внутренними канавками. В результате симуляции были получены зависимости скорости турбулентного потока жидкости в трубке с внутренними канавками в продольном и поперечном разрезе.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Төмен концентрацияларға арналған П-типті оптикалық жүйенің үлгісі жасалды және келесі нәтижелер алынды: оптикалық жүйенің тиімділігінің күн сәулесінің әр түрлі түсу бұрыштарына тәуелділігі тұрғызылды, α=20° түсу бұрышында 90% - дан жоғары; Фотоэлементтің Френель линзасынан әр түрлі қашықтықта орналасуындағы оптикалық тиімділігі зерттелді, график тұрғызылды; Френель линзасына дейінгі оңтайлы қашықтықты анықтауға арналған геометриялық есептеулер. Екі линзалы оптикалық жүйенің 3-D моделі құрастырылды. Ұсынылған екі линзалы оптикалық жүйе әртүрлі түсу бұрыштарында қарапайым оптикалық жүйемен салыстырғанда оптикалық тиімділіктің біркелкі өзгеруіне ие. α = 5° және α = 8° ауытқу бұрыштарынды, ұсынылған екі линзалы оптикалық жүйеде жарық интенсивтілігі фотоэлементтің бетіне біркелкі түседі. α = 8° кезінде екі линзалы оптикалық жүйесі бар төмен концентрациялы фотоэлектрлік жүйе әдеттегі оптикалық жүйені қолданғанға қарағанда 16% көп энергия шығарады. Ақырлы көлемдер әдісімен компьютерлік модельдеу көмегімен салқындатқыш сұйықтықтың гидродинамикасын ішкі ойықтары бар түтіктермен жабдықталған радиаторда модельдеу жүргізілді. Модельдеу нәтижесінде бойлық және көлденең қимада ішкі ойықтары бар түтіктегі сұйықтықтың турбулентті ағынының жылдамдығына тәуелділіктер алынды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : С использованием моделирования физических процессов методом конечных элементов и конечных объемов были установлены зависимости оптической эффективности П-образной модели и модели с двумя линзами от взаимного расположения элементов оптической системы. Также установлены зависимости скорости охлаждения от скорости потока и размера внутренних канавок.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Физикалық процестерді ақырлы элементтер мен ақырлы көлемдер әдісімен модельдеуді қолдана отырып, оптикалық жүйе элементтерінің өзара орналасуына П-тәрізді модель мен екі линзалы модельдің оптикалық тиімділігіне тәуелділіктер анықталды. Салқындату жылдамдығының ағын жылдамдығына және ішкі ойықтардың өлшеміне тәуелділігі де орнатылған.

Level of implementation (in Russian) : Внедрение результатов проекта не предусмотрены.

Level of implementation (in Kazakh) : Жоба нәтижелерін жүзеге асыру қарастырылмаған.

Efficiency (in Russian) : Разработанные оптические системы повышают оптическую эффективность фотоэлектрических систем и снижают потребление солнечных трекеров. Использование трубок с внутренними канавками повышает скорость охлаждения солнечных элементов.

Efficiency (in Kazakh) : Әзірленген оптикалық жүйелер фотоэлектрлік жүйелердің оптикалық тиімділігін арттырады және күн трекерлерін тұтынуды азайтады. Ішкі ойықтары бар түтіктерді пайдалану күн батареяларының салқындату жылдамдығын арттырады.

Field of application (in Russian) : Результаты проекта могут применены в области возобновляемой энергетики, при проектировании фотоэлектрических систем

Field of application (in Kazakh) : Жобаның нәтижелері жаңартылатын энергетика саласында, фотоэлектрлік жүйелерді жобалау кезінде қолданылуы мүмкін