Удосконалення конструкції сонячного концентратора

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.301538

Ключові слова:

плоскогранний параболічний сонячний концентратор, сонячна енергія, накопичувач теплової енергії (НТЕ)

Анотація

Зелена енергетика включає виробництво сонячної, вітрової, геотермальної та інших видів енергії. Об'єктом дослідження є сонячні концентратори. Розв'язувана задача пов'язана з розробкою каркаса конструкції, зокрема для сонячних концентраторів з плоскими трикутними або квадратними дзеркалами, що наближаються до поверхні параболічної форми. Суть дослідження полягає у розробці та виготовленні кількох прототипів сонячних концентраторів, що відрізняються низькою вартістю матеріалів, але при цьому пристрої збираються вручну, і тому вартість виготовлення досить висока. Отже, важливо знизити витрати за рахунок автоматизації процесу виробництва сонячних концентраторів. Для отримання кращих умов для майбутньої автоматизації необхідно скоротити кількість металевих конструктивних елементів сонячного концентратора. У цьому випадку завдання автоматизації спрощується для її реалізації. Отримані результати пов'язані з удосконаленою конструкцією сонячного концентратора, що може бути технологічно простішою за попередню і легшою за вагою. Розробка удосконаленою дизайну та конструкції сонячного концентратора може допомогти знизити вартість збірки та прискорити процес збирання сонячних концентраторів. У разі масового виробництва вони можуть бути використані на практиці. Запропоновані сонячні концентратори можна використовувати для різних цілей, наприклад, для зелених будівель у сільській місцевості або хімічних реакторів для прискорення хімічного процесу переробки органічних відходів. Ще одним застосуванням є використання сонячних концентраторів у поєднанні з сільськогосподарськими полями. Ці сонячні концентратори можуть використовуватися з малогабаритними накопичувачами теплової енергії (НТЕ). За допомогою НТЕ можна створювати електростанції для зелених будівель. Невеликі сонячні електростанції можуть задовольнити всі енергетичні потреби житлових будинків

Спонсор дослідження

  • We thank Dra. Airam Curtidor for her comments on the text of this article and the master's and PhD students that help us in different aspects of investigation.

Біографії авторів

Tetyana Baydyk, National Autonomous University of Mexico (UNAM)

Doctor of Technical Sciences, Professor, Investigator Titular C

Department of Micro and Nanotechnology

Institute of Applied Sciences and Technology (ICAT)

Masuma Mammadova, Institute of Information Technology

Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of Department

Department of Number 11

Graciela Velasco, National Autonomous University of Mexico (UNAM)

Department of Information and Knowledge Technologies

Institute of Applied Sciences and Technology (ICAT)

Ernst Kussul, National Autonomous University of Mexico (UNAM)

Doctor of Technical Sciences, Professor, Investigator Titular C, Head of Group

Department of Micro and Nanotechnology

Institute of Applied Sciences and Technology (ICAT)

Посилання

  1. Solar Power for Homes, Businesses & Farms. Available at: https://suncatchersolar.com/
  2. Kussul, E., Baydyk, T., Mammadova, M., Rodriguez Mendoza, J. L. (2022). Solar concentrator applications in agriculture. Energy facilities: management and design and technological innovations, 177–207. https://doi.org/10.15587/978-617-7319-63-3.ch5
  3. Suncatcher Energy. Available at: https://suncatcherenergy.com/
  4. Market Overview. Available at: https://www.solarflux.co/markets/
  5. Kousksou, T., Bruel, P., Jamil, A., El Rhafiki, T., Zeraouli, Y. (2014). Energy storage: Applications and challenges. Solar Energy Materials and Solar Cells, 120, 59–80. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2013.08.015
  6. Kussul, E., Baydyk, T., Curtidor, A., Herrera, G. V. (2023). Modeling a system with solar concentrators and thermal energy storage. Problems of Information Society, 14 (2), 15–23. https://doi.org/10.25045/jpis.v14.i2.02
  7. Harada, K., Yabe, K., Takami, H., Goto, A., Sato, Y., Hayashi, Y. (2023). Two-step approach for quasi-optimization of energy storage and transportation at renewable energy site. Renewable Energy, 211, 846–858. https://doi.org/10.1016/j.renene.2023.04.030
  8. Gil, G. O., Chowdhury, J. I., Balta-Ozkan, N., Hu, Y., Varga, L., Hart, P. (2021). Optimising renewable energy integration in new housing developments with low carbon technologies. Renewable Energy, 169, 527–540. https://doi.org/10.1016/j.renene.2021.01.059
  9. Erdiwansyah, Mahidin, Husin, H., Nasaruddin, Zaki, M., Muhibbuddin. (2021). A critical review of the integration of renewable energy sources with various technologies. Protection and Control of Modern Power Systems, 6 (1). https://doi.org/10.1186/s41601-021-00181-3
  10. Heard, B. P., Brook, B. W., Wigley, T. M. L., Bradshaw, C. J. A. (2017). Burden of proof: A comprehensive review of the feasibility of 100% renewable-electricity systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 76, 1122–1133. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.03.114
  11. Sebestyén, V. (2021). Renewable and Sustainable Energy Reviews: Environmental impact networks of renewable energy power plants. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 151, 111626. https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.111626
  12. Sahoo, S. K. (2016). Renewable and sustainable energy reviews solar photovoltaic energy progress in India: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 59, 927–939. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.01.049
  13. Pranesh, V., Velraj, R., Kumaresan, V. (2022). Experimental investigations on a sensible heat thermal energy storage system towards the design of cascaded latent heat storage system. International Journal of Green Energy, 20 (1), 63–76. https://doi.org/10.1080/15435075.2021.2023879
  14. Tiwari, G. N., Tiwari, A., Shyam. (2016). Solar Concentrator. Handbook of Solar Energy, 247–291. https://doi.org/10.1007/978-981-10-0807-8_6
  15. Solarflux FOCUS Parabolic Dish Concentrator Converts 72% Of Solar Energy Into Usable Heat. Available at: https://cleantechnica.com/2021/08/05/solarflux-focus-parabolic-dish-concentrator-converts-72-of-solar-energy-into-usable-heat/
  16. Baydyk, T., Kussul, E., Bruce, N. (2014). Solar chillers for air conditioning systems. Renewable Energies & Power Quality Journal (RE&PQJ), (12), 223–227.
  17. The Australian and New Zealand Solar Energy Society. Available at: http://www.anzses.org
  18. Johnston, G. (1998). Focal region measurements of the 20m2 tiled dish at the Australian National University. Solar Energy, 63 (2), 117–124. https://doi.org/10.1016/s0038-092x(98)00041-3
  19. Kussul, E., Baidyk, T., Makeyev, O. et al. (2007). Development of Micro Mirror Solar Concentrator. The 2-nd IASME/WSEAS International Conference on Energy and Environment (EE’07). Portoroz (Portotose), 294–299. Available at: https://www.wseas.org/multimedia/books/2007/energy-and-environment-2007.pdf
  20. Kussul, E., Makeyev, O., Baidyk, T., Blesa, J. S., Bruce, N., Lara-Rosano, F. (2011). The Problem of Automation of Solar Concentrator Assembly and Adjustment. International Journal of Advanced Robotic Systems, 8 (4), 46. https://doi.org/10.5772/45685
  21. Kussul, E., Baydyk, T., Mammadova, M., Rodriguez, J. L. (2022). Development of a model of combination of solar concentrators and agricultural fields. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (8 (120)), 16–25. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.269106
  22. Temirlan, E. (2022). Design and study of solar spiral receivers using computer simulation. Kazakhstan, 101.
  23. Solar Stirling Engine Efficiency Records Broken by Ripasso Energy. Available at: https://www.greenoptimistic.com/solar-stirling-engine-ripasso/#:~:text=They%20have%20designed%20a%20Solar,the%20solar%20energy%20into%20electricity
  24. Is this the world’s most efficient solar system? Available at: https://inhabitat.com/this-solar-power-system-converts-twice-as-much-of-the-suns-energy-as-existing-technology/
  25. FOCUS Overview. Available at: https://www.solarflux.co/product/
  26. ZED Solar Limited. Available at: https://zedsolar.com/
  27. Solar Invictus 53E. Parabolic Tracking Solar Concentrator for Use with a Stirling Engine. Available at: https://www.aedesign.com.pk/energySolarInvictus53E.html
  28. El Disco Stirling EuroDish de la Escuela Superior de Ingenieros de Sevilla. Available at: https://biblus.us.es/bibing/proyectos/abreproy/4801/fichero/3.+Cap%C3%ADtulo+1.pdf
  29. EuroDish. Available at: https://www.psa.es/es/instalaciones/discos/eurodish.php
  30. Mammadova, M., Baydyk, T., Kussul, E. (2022). Solar concentrators in combination with agricultural fields: Azerbaijan and Mexico. 10. Eur. Conf. Ren. Energy Sys. Istanbul, 342–348.
  31. Baydyk, T., Mammadova, M., Kussul, E., Herrera, G., Curtidor, A. (2022). Assessment of the impact of the combination of crops with solar concentrators on their productivity. Problems of Information Society, 13 (1), 11–18. https://doi.org/10.25045/jpis.v13.i1.02
  32. Hamed, A. M. (2003). Desorption characteristics of desiccant bed for solar dehumidification/humidification air conditioning systems. Renewable Energy, 28 (13), 2099–2111. https://doi.org/10.1016/s0960-1481(03)00075-2
  33. Solar energy dehumidification experiment on the Citicorp Center building: final report. MIT Energy Laboratory. Available at: https://dspace.mit.edu/handle/1721.1/31243
  34. Solar constant. Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_constant
Удосконалення конструкції сонячного концентратора

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-04-30

Як цитувати

Baydyk, T., Mammadova, M., Velasco, G., & Kussul, E. (2024). Удосконалення конструкції сонячного концентратора. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(8 (128), 38–45. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.301538

Номер

Том 2 № 8 (128) (2024): Енергозберігаючі технології та обладнання

Розділ

Енергозберігаючі технології та обладнання

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Tetyana Baydyk, Masuma Mammadova, Graciela Velasco, Ernst Kussul

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.