Purpose. To develop the integrated mathematical model for definition of bifacial solar element rational power operation in the various operation conditions caused by orientation of solar panels and power influence. Methodology. We have proposed the method of definition of bifacial solar elements irradiation and temperature mode and also electric power production at various orientation of panels. Results. We have made analytical investigations of temperature operation conditions of solar elements and their influence on electrical power for various panels orientation in space. Features of irradiation of the forward and back parts of solar panels, conditions of a temperature operating mode and its influence on electric power production are shown. Possibilities of rational conditions of spatial panels orientation are considered. Originality. We have suggested and proved the model of definition bifacial irradiation solar panels and thermal conditions of electric power production and also rational conditions of spatial orientation of panels. Practical value. The developed by us methodology as well as results of its application, allows to choose rational architecture of a solar power station with high efficiency.
The paper considers modeling the efficiency of power system with integration large share of variable renewable sources of energy with the account of climate conditions of Ukraine. The proposed methodology with its position between system planning and dispatch simulation contributes to the field of hybrid energy system models. The idea behind the method allows high spatial and temporal resolution as well as the inclusion of the technical details of the power system and its dispatch. The novelty of this method is the usage of a parametric approach is chosen to analyze different variable renewable sources of energy scenarios, precisely every possible its share and mix. This provides insights on the systematic effects of different resource mixes and may serve as a new approach to the analysis of future power system development. The additional novelty aspect allows the optimization of the design of the technical details of the power system with large variable renewable sources shares to have continuous improvement of its energy efficiency. The energy balance model generator is well suited for the analysis of large share of variable renewable sources integration in the power system. The design of technical details of the power system with large variable renewable sources shares was optimized with the energy balance model. The results of numerical modelling demonstrated that at 80% variable renewable sources of energy share, the overproduction is reduced to 20%, down from over 100 % without grid extensions. With it, the necessary wind and solar capacity decreases. Consequently, the possible achievable variable renewable sources of energy share is increased, assuming the same technical potential. According to the results, a Ukrainian grid would allow to increase the possible variable renewable sources of energy share from 50% to 75%.
використання гібридного сонячного колектора. Проведено числові дослідження гібридного сонячного колектора (ГСК) при виробництві електричної й теплової енергії. Математична модель дозволяє проаналізувати режимні параметри ГСК-температуру нагрівання й продуктивність залежно від зовнішніх умов і вплив температурного режиму на показники роботи ГСК. Мета роботи-визначення раціональних температурних режимів роботи гібридного сонячного колектора з урахуванням ефективної електро-і теплопродуктивності. Методом дослідження є створення й аналіз комплексної математичної моделі гібридного сонячного колектора для реальних умов динамічної сонячної й кліматичної ситуації. Показано, що найбільшу прибутковість має варіант із температурою абсорбера 20 С і тепловим насосом. Не набагато нижче дохід від експлуатації у варіанті з комбінованими температурними режимами (20/35) °С, який з технічної точки зору є найбільш доцільним. Варіант із температурою абсорбера 50 ºС, у якому не використовується тепловий насос, програє всім іншим схемам з відводом тепла. Найнижчою прибутковістю відрізняється варіант «без охолодження абсорбера». Визначена необхідність підтримки температури абсорбера на рівні 20…35 °С з використанням трансформатора тепла за умовами ефективної експлуатації при стійкому задоволенні потреб в електричній і тепловій енергії з позитивним технічним і економічним ефектом. Запропоновано здійснювати диференційований температурний режим роботи ГСК на різних рівнях у літній (35 °С) і зимовий (20 °С) час. Запропоновано математичну модель для опису температурного режиму роботи гібридного сонячного колектора в умовах примусового охолодження. Дані обґрунтовані рекомендації з ведення режиму роботи гібридного сонячного колектора, сполученого з тепловим насосом, при цілорічній експлуатації. Ключові слова: гібридний сонячний колектор, геліосистема з тепловим насосом, температурний режим V. Wysochin, N. Verstak. Efficiency of use of a hybrid solar collector. Numerical researches of a hybrid solar collector (HSC) at electric and thermal energy generation are conducted. Mathematical model allows to analyse operating parameters of a HSC-heating temperature and productivity depending on external conditions and influence of a thermal mode on indicators of HSC work. The purpose of the study-identification of rational thermal operating modes of a hybrid solar collector taking into account effective electrical and heating capacity. The research method consisted in creation and analysis of complex mathematical model of a hybrid solar collector under real conditions of a dynamic solar and climatic situation. It is shown that the greatest profitability possesses the variant with absorber temperature of 20 °С and a thermal pump. Slightly lower is the profit of using combined thermal modes (20/35) °С, which from the technical point of view is the most efficient one. The 50 ºС alternative, in which the thermal pump is not used, loses to other designs with heat removal. The lowest profitability is in the "without absorber cooling" alternative. Necessity o...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.