Удельная стоимость изготовления элементов оптических систем СЭС (в расчёте на единицу установленной мощности), страница 11

Влияние величины нагрузки. Рабочей точкой любой энергетической системы является точка пересечения рабочей характеристики с характеристикой нагрузки. Если источник фотоэлектричества, имеющий вольтамперную и энергетическую характеристики, показанные на рисунке 6.31 (а), выдаёт мощность для нагрузки с сопротивлением R₁, то рабочей точкой будет точка а₁. Если сопротивление нагрузки увеличится до значения R₂ или R₃, то рабочая точка переместится в точку а₂ или а₃ соответственно. Максимальная мощность будет получена при сопротивлении нагрузки R₂ (рис. 6.31 б).           Операции с нагрузками постоянной мощности показаны на рисунке 6.31 (в) и (г). Линия нагрузки постоянной мощности имеет две точки пересечения с характеристикой источника, b₁ и b₂. Но стабильная работа системы возможна только в точке b₂, т.к. колебания около этого положения вызывает генерацию мощности, которая возвращает систему в исходную точку.

Необходимым условием стабильной работы солнечной панели является:

 .                     (6.10)

Некоторые нагрузки, такие как нагреватели, имеют постоянное сопротивление, и потребляемая ими мощность зависит от квадрата напряжения. С другой стороны, мощность потребляемая двигателями в большей степени зависит от тока, чем от напряжения. Таким образом, в больших системах со смешанной нагрузкой, изменение мощности приблизительно пропорционально изменению напряжения.

Рис.6.31. Вольтамперные и энергетические характеристики солнечных элементов при подключении их на активную нагрузку и нагрузку неизменной мощности

Влияние движения солнца на генерацию солнечных панелей. Энергия, получаемая от солнечной панели, будет больше, если она снабжена приводом обеспечивающим, поворот панели за Солнцем подобно подсолнечнику. Существует два типа таких приводов:

·  привод с одной осью, который обеспечивает ориентацию панели в одной плоскости (в течение дня), при движении Солнца с востока на запад (рис. 6.32);

·  привод с двумя осями, обеспечивающими ориентацию панели в оной плоскости, как в течение дня при движении Солнца с востока на запад, так и в другой плоскости при смене сезонов в течение года при перемещении Солнца с севера на юг  (рис. 6.33). Энергия, получаемая от конструкций отслеживающих движение Солнца на 40 % больше энергии, получаемой от зафиксированных солнечных панелей. Ориентация панели на Солнце осуществляется с помощью двух двигателей, с точностью до одного градуса. В течение дня такая конструкция отслеживает движение Солнца с востока на запад, а ночью позиционируется на восток. Старые приводы поворачивали панель на восток после заката, используя для этого аккумуляторные батареи. Новые используют для этого энергию слабых солнечных лучей во время заката и/или восхода. Косинус Kelley (Табл. 6.2) позволяет точно оценить мощность доступную для углов солнечного света в вечернее время.

Рис.6.32. Принцип работы сантрекера с регулированием в одной плоскости

Рис.6.33. Принцип регулирования солнечной панели в двух плоскостях

Когда солнце заходит за облако, привод начинает ориентировать панель на самую яркую область неба, которой является край облака. Когда Солнце выходит, привод ориентирует панель на Солнце. Такой недостаток устранён  в более новых конструкциях приводов.

Рис.6.34. Принцип работы привода, ориентирующего панель на солнце