Влияние концентраторов на формирование стоимости солнечной фотоэлектростанции

Определим роль концентраторов в стоимости солнечных фотоэлектрических электростанций^[1]. Стоимость СФЭС может включать стоимости следующих основных узлов:

где С_сэ — стоимость солнечных элементов; С_СБ — стоимость сборки модулей с концентратором и приемником излучения; С_к — стоимость концентраторов; С_со — стоимость системы охлаждения СЭ, включая трубопроводы, насосы, теплообменники и т. п.; С_мк — стоимость металлоконструкции, включающая каркас концентратора, опорно-поворотные устройства при следящих системах; С_сс — стоимость системы слежения, включающая датчики слежения, блоки автоматики.

Стоимость принято относить к единице мощности, которая описывается формулой.

где Е₀ — плотность солнечной радиации (кВт/м²); Г)_опт — оптический КПД системы концентрирования; г|_сэ — КПД солнечных элементов; S_B — площадь концентраторов (м²).

Учитывая следующие зависимости: S_B = KS_C3, где К — концентрация излучения, S_C3 — площадь солнечных элементов (м²);

где У_сэ — стоимость единицы площади СЭ, С_СБ можно выразить как определенный процент от С_сэ для планарных модулей он составляет 40—50%, примем 50% С_сэ

где У_к — стоимость единицы поверхности концентраторов; можно записать для стоимости единицы установленной пиковой мощности:

Из формулы (14.4) следует, что концентрация влияет на удельную стоимость только солнечных элементов и приемника излучения (0,5С_сэ), в то время как КПД системы влияет на все составляющие, кроме системы слежения.

Отсюда следует вывод, что повышать КПД системы выгоднее, чем повышать концентрацию.

С другой стороны, в модулях с концентраторами существуют две противоборствующие тенденции: увеличение концентрации приводит к удорожанию системы за счет систем слежения, усложнения металлоконструкции модулей, появлению систем охлаждения и т. п. Но в то же время уменьшается количество дорогостоящих СЭ и увеличивается их КПД^[2], что должно приводить к существованию оптимума величины концентрации.

На рис. 14.1 приведен характер относительного изменения стоимости установленной мощности модуля с концентрическими линзами Френеля.

Рис. 14.1. Относительное изменение стоимости модулей с пластмассовыми концентрическими линзами Френеля (1) и для линейных стеклянных линз (2).

• [1] Тверъянович Э. В., Красина Е. А., Жуков К. В. Анализ технико-экономических перспектив использования различных типов концентраторов солнечного излучения в фотоэнергетике // Гелиотехника. 1987. № 5. С. 21—25; Тверьянович Э. В., Красина Е. А., Романкевич А. В. Фотоэлектрические модули с концентраторами // Гелиотехника. 1990.№ 2. С. 69—73.
• [2] Евдокимов В. М. Проблемы теории и перспективы повышения эффективностифотопреобразования // Фотоприемники и фотопреобразователи / под ред. Ж. И. Алфёрова. Л.: Наука, 1986. С. 148—180.