Oliy va o‘rta maxsus ta’limvazirligi

3.3 Majburiy sovitish orqali fotoelektrik modul ishini samaradorligini oshirish

Ushbu paragrafning maqsadi fotoelement batareyaning ekspulatatsion xarakteristikalariga majburiy sovitishning ta’sirini o‘rganish va uning konstruksiyasini optimallashtirishdir.

Katta bo‘lmagan quvvatli fotoelement batareya konstruksiyasini optimal deb xisoblaymiz. Sovituvchi ventilyatorining joylashgan o‘rni turlicha bo‘lgan ikkita bir xil fotoelement batareyalar tayyorlandi (3.3 – rasm).

Ikkita fotoelement batareyalar 40 ta ketma – ket ulangan quyosh elementidan iborat bo‘lib, ular ~16% li FIK ga ega polikristal kremniydan tayyorlangan. Fotoelement batareya salt yurish kuchlanishi U_xx ~ 24,0 V, qisqa tutashuv toki I_к.з. ~ 1,60 А. Fotoelement batareya alyuminiyli korpusida akslanuvchi konsentratorning maxkamlanishi akslanuvchi reflektor og‘ish burchagini o‘zgartirish imkonini beradi.

“Fotoelement batareya – 1” birinchi konstruksiyada (3.4 – rasm) korpus 4 ta kanalga bo‘lingan bo‘lib, yonlarida ventolyatorlar o‘rnatilgan. Har bir kanal hajmi 3785 sm³. Ventilyatorlarning havo oqimi fotoelement batareyaning orqa sirtiga yo‘naltirilgan. “Fotoelement batareya – 2” ikkinchi variantida (3.4 – rasm) ventilyatorlar korpusning orqa tomoniga o‘rnatilgan. Ventilyatorlar xavo oqimi fotoelement batareya orqa sirtiga perpendikulyar yo‘naltirilgan. Ventilyatorning quvvati 8 W.

O‘lchashlar 4 soat davomida Toshkentda fizika – texnika instituti ilmiy ishlab chiqarish birlashmasi geliopoligoni “fizika – quyoshda” o‘tkazildi. Xavo sharoitlari: bulutsiz osmon, xavo temperaturasi 31^o C, shamol tezligi ~ 2,0 m/s. Asbob ko‘rsatkichi har 15 minutda olindi. 5 – rasmda salt yurish kuchlanishini vaqtga bog‘liq o‘lchash natijalari keltirilgan. Vaqtning boshlang‘ich momenti ertalab soat 10 da. O‘lchash boshlangandan 90 minut o‘tgach ikkala qurilma ventilyatorlari yoqildi. Ventilyator yoqilishi momentigacha temperaturani oshirib ikkala fotoelement batareya U_xx ni deyarli bir xil kamayishi, ikkala fotoelement batareya parametrlarining bir xilligidan dalolat beradi. O‘lchash boshidan boshlab ikkala qurilma bir soat davomida akslanuvchi reflektorsiz ishladi. Bu vaqtda fotoelement batareya salt yurish kuchlanishi dastlabki qiymatidan ~ 14,0% ga kamaydi. So‘ngra akslanuvchi reflektorlar o‘rnatildi, va 30 minut davomida U_xx ~ 2,0 % ga kamaydi. Ventilyator ulangach 30 minut davomida U_xx ning oshish tezligi ikkala qurilmada

bir xil bo‘lib, so‘ngra fotoelement batareya – 2 ning U_xx tezroq o‘sdi va yana samaraliroq sovutish tufayli 2,3 % ga oshdi.

Fotoelement batareya quvvatining sovituvchi xavo oqimi tezligiga bog‘liqligi o‘rganildi. Xavo oqimi tezligi raqamli anemometr AR836⁺ (Germaniya) bilan o‘lchanib, uning kattaligi ventilyator quvvatini o‘zgarishi bilan variantlandi. O‘lchash natijalari 3.6 – rasmda keltirilgan.

Ko‘rinib turibdiki, ikkala fotoelement batareya quvvati sovituvchi xavo oqimi tezligiga bog‘liq. Bunda “fotoelement batareya – 2” quvvati oqim tezligining oshishi bilan “fotoelement batareya – 1” ga qaraganda tez o‘sadi. Shunday qilib, “fotoelement batareya – 2” ning konstruksiyasi ko‘proq qo‘llaniladi, chunki uning quvvati majburiy sovitish natijasida 38 % ga oshdi. Shu sababli, ushbu dizayn yangi qurilma uchun asos bo‘ldi (3.7 – rasm).

Fotoelektrik qurilma quyidagi tarmoq va bo‘laklarni o‘z ichiga oladi:

• 
  Fotoelektrik batareya 40 ta quyosh elementidan iborat bo‘lib, ular ketma – ket ulangan. Fotoelement batareyaning pik quvvati 170 W;
  
• 
  Sig‘imi 150 A∙soat bo‘lgan akkumulyator batareyasi;
  
• 
  Invertor – 1 kW quvvatli o‘zgartirgich;
  
• 
  Tayanch – buruvchi qurilma;
  
• 
  Sovitish sistemasi (8 ta ventilyator, yig‘indi quvvati 16 W∙soat, istemol toki 1,6 A gacha);
  
• 
  Akslanuvchi reflektor;
  

Akslanuvchi reflektor qo‘llanishi evaziga fotoelektrik qurilma quvvati

~200 W gacha ko‘tariladi.

An’anaviy konstruksiyalardan farqli issiqlik almashinish intensifikatsiyasi uchun fotoelement batareyaning orqa tomonida ventilyatorlar o‘rnatildi. Bundan tashqari fotoelement batareyaning past va yuqori qismlarida tirqishlar bor. Bu xolda sovitish samaraliroqdir. 8 – rasmda ventilyatorlarni ulashning prinspial sxemasi keltirilgan.

Sovituvchi sistemening ishlash prinspi quyidagicha:

Ventilyatorlar avtomatik tartibda ishlaydi va fotoelement batareya 50^o C dan yuqori qiziganida ishga tushadi, temperatura 50^o dan past bo‘lganida ventilyatorlar o‘chadi. Ventilyatorlarning yoqilish va o‘chishi kontakt releli termodatchik bilan boshqariladi.

Ventilyatorlar fotoelement batareya dan elektr energiya istemol qiladi. Ish vaqti atrof muxit temperaturasiga va fotoelement batareya sirtining yoritilganligiga bog‘liq. 2015 – yilning birinchi yarmida FEU ni sinash ventilyatorlar ishlash vaqti 5 – 6 soatni tashkil etishini ko‘rsatdi.

O‘lchashlar Toshkentda sutka davomida o‘zgaruvchan xavoda, atrof muxit temperaturasi ~33⁰С bo‘lganligida olib borildi. 9 – 10 – rasmlarda mos xolda fotoelement batareya temperaturasining vaqtga va fotoelement batareya quvvatining vaqtga bog‘liqliklari keltirilgan

3.9 va 3.10 – rasmlardan ko‘rinib turibdiki, xavoli sovitish va akslanuvchi reflektorlarning qo‘llanilishi evaziga fotoelement batareyaning asosiy parametrlari yaxshilandi: fotoelement batareyaning yangi konstruksiyasi quvvati an’anaviy konstruksiyasiyaga qaraganda 1,5 marta oshdi [11; C. 122 - 127].

・


3.11 – rasmda fotoelement batareya elektr samaradorligining vaqtga bog‘liqligi keltirilgan. Fotoelement batareyaning elektr samaradorligi qiymati xududning atrof muxit temperaturasiga bog‘liq. 3.11 – rasmdan ko‘rinib turibdiki, atrof muxit temperaturasi ~ 30⁰С bo‘lganida qaytaruvchi reflektor qo‘llanilganida va sovutishsiz fotoelement batareyaning elektr samaradorligi standart qiymatdan 5 % ga kamayar ekan (1 – egri chiziq). Akslanuvchi reflektor bo‘lmaganida va sovutishsiz elektr samaradorlik standart qiymatdan ~4% ga kamayadi. Akslanuvchi reflektor ishlatilganida elektr samaradorlik akslanuvchi reflektor bo‘lmaganidan 5% past

bo‘lar ekan. Akslanuvchi reflektor va sovutishli fotoelement batareya elektr samaradorligi 3 – egri chiziq bilan berilgan va uning qiymati 2,7% ga oshgan. Bu oshish majburiy sovitish qurilmasining mavjudligi bilan tushuntiriladi. Akslanuvchi reflektori bo‘lmagan fotoelement batareyaning elektr samaradorligini taqqoslashda (4 va 2 – egri chiziqlar) sovituvchi qurilmaning mavjudligi evaziga 2,5 % ga oshishi yuz beradi.

Ventilyatorlar qo‘llanilganida elektr energiyasi sarfi taxminan 16 –17 W ni tashkil etadi. Xavo sovitish qurilmasi istemol qilgan elektr energiya ulushi kun davomida akslanuvchi reflektorli fotoelement qurilma umumiy quvvatining 8 % ni tashkil etadi. Akslanuvchi reflektordan foydalanish fotoelektrik qurilmaning akkumulyatsiyalovchi tizimida elektr energiyasini to‘plash imkoniyatini oshiradi, shunda reflektorsiz fotoelement batareyadan foydalanishga nisbatan zaryadlash vaqti ~ 30% ga kamayadi.