AGRIS - 

Data provenance by Country

2023

Ismanov, Yu. | Dzhamankyzov, N. | Zhumaliev, K.

The article provides a brief overview of research in the development of combined systems consisting of photovoltaic and thermal solar energy converters. Theoretical, numerical and experimental methods of research in the field of development of combined systems, consisting of photovoltaic and thermal converters of solar energy, have been carried out for almost four decades. Researchers and specialists have repeatedly proposed and evaluated various types of combined systems consisting of photovoltaic and thermal solar energy converters. If you look closely at the history of these developments, you can see that at the beginning of the work, the main efforts were directed to fundamental theories, the consolidation of conceptual ideas and a feasibility study of the main configurations of the design of the collector of combined systems consisting of photovoltaic and thermal solar energy converters. By the early 2000s, research on combined systems consisting of photovoltaic and thermal solar energy converters was more about improving collector design and cost-effectiveness evaluation. More rigorous analyzes of energy and mass transfer phenomena have been carried out on conventional collectors with experimental verification. Ideas for integrated building design began to emerge, and demonstration designs became available for documentation. However, in the last decade, the focus has generally shifted towards the development of complementary products, innovative systems, testing procedures, and design optimization. Numerical analysis becomes more complete with powerful analytical tools. Particular attention was paid to monitoring product reliability, system reliability and environmental impact. It is expected that combined systems consisting of photovoltaic and thermal solar energy converters will be more widely used in the near future, primarily due to environmental necessity.

Show more [+]

Less [-]

Publishing center Science and Practice - Russian Federation

2022

Trunov, S.S. | Khimenko, A.V. | Rastimeshin, S.A. | Kuz'michev, A.V.

С целью преобразования солнечной энергии в электрическую используются фотоэлементы, которые превращают солнечную электромагнитную энергию в электрическую. Для практического применения при генерировании электроэнергии солнечные элементы объединяются в фотопанель. Цель исследования – разработать функционально-технологическую схему гелиотермоэлектрического электрогенератора для электроснабжения удаленных объектов сельского хозяйства с помощью возобновляемой энергии солнца. Применили патентный поиск по сайтам Евразийской патентной организации, Всемирной организации интеллектуальной собственности, Роспатента, Google Patents. Рассмотрели термоэлектрическую генераторную сборку на основе термоэлектрических модулей Пельтье и солнечного концентратора для получения электроэнергии. Разработали и представили функционально-технологическую схему гелиотермоэлектрического электрогенератора для электроснабжения сельского хозяйства с помощью возобновляемой энергии солнца. Обосновали использование термоэлектрических модулей взамен фотоэлектрических панелей. Выбрали на основании зависимости генерируемой мощности от температуры горячего и холодного контура термоэлектрического модуля тип термоэлектрического модуля генераторного типа. Определили, что гибридная система с солнечным концентратором и термоэлектрическим генератором может рассматриваться как альтернатива традиционной электрической тепловой дизель-генераторной системе электроснабжения, поскольку термоэлектрические модули в последнее время получают все большее признание специалистов различных областей техники. Удельная мощность термоэлектрических модулей в количестве 42 шт., площадь которых равна 0,23 м2, составляет 1173 Вт, что превышает удельную мощность, генерируемую монокристаллической фотоэлектрической панелью площадью 1,62 м2, составляющую 166 Вт на квадратный метр, что делает термоэлектрические модули конкурентными фотоэлектрическим панелям. | In order to convert solar energy into electrical energy, solar cells that convert solar electromagnetic energy into electrical energy are used. For practical use in generating electricity, solar cells are combined into a photo panel. The purpose of the study is to develop a functional and technological scheme of a solar thermal electric generator for power supply to remote agricultural facilities using renewable solar energy. A patent search was used on sites of the Eurasian Patent Organization, World Intellectual Property Organization property, Rospatent, Google Patents. A thermoelectric generator assembly based on Peltier thermoelectric modules and a solar concentrator for generating electricity was considered. There has been developed and presented a functional and technological scheme of a heliothermoelectric power generator for the power supply of agriculture using renewable solar energy. The use of thermoelectric modules instead of photovoltaic panels was substantiated. The thermoelectric module generator type was chosen based on the dependence of the generated power on temperature of hot and cold circuit thermoelectric module. It has been determined that a hybrid system with a solar concentrator and a thermoelectric generator can be considered as an alternative to a traditional electric thermal diesel generator power supply system, since thermoelectric modules have recently been increasingly recognized by specialists in various fields of technology. The specific power of thermoelectric modules in the amount of 42 pcs, the sum area of which is 0.23 m2, is 1,173 watts, which exceeds the specific power generated by a single-crystal photovoltaic panel with an area of 1.62 m2, which is 166 watts per square meter. Such performance makes thermoelectric modules competitive with photovoltaic panels.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Andreev, S.A. | Zaginajlov, V.I.

The article proves the practicality of transferring individual objects of the agro-industrial sector to a combined power supply using a centralized network, photoelectric converters, and batteries. The authors state that there is no available information about the functioning algorithm of the combined power supply systems from foreign manufacturers and prove the necessity of independently developing and popularizing such systems. Four directions of energy flow movements in combined power supply systems are distinguished. These areas offer the mutual redistribution of electrical energy between photovoltaic converters, batteries, consumers, and the industrial network. The authors show the prospects of developing the commercial supply of autonomously generated surplus electricity to the network. The conditions for implementing the main directions of energy flows are formulated, and an algorithm for controlling the system elements is drawn up. The design of a basic relay-contact electrical circuit of the command-switching device of the combined power supply system is presented. The design of a semiconductor inverter ensuring the in-phase of the generated voltage with the industrial network voltage and present the block diagram of a command-switching device based on logical elements is described. | Обоснована целесообразность перевода отдельных объектов АПК на комбинированное электроснабжение с использованием централизованной сети, фотоэлектрических преобразователей и аккумуляторов. Недоступность информации об алгоритме функционирования систем комбинированного электроснабжения зарубежного производства обусловливает необходимость разработки и популяризации таких систем. Рассмотрены 4 направления движения энергетических потоков в системах комбинированного электроснабжения, предусматривающие взаимное перераспределение электрической энергии между фотоэлектрическими преобразователями, аккумуляторами, потребителями и промышленной сетью. Показана перспективность разработки идеи коммерческой поставки излишков автономно генерированной электроэнергии в сеть. Сформулированы условия реализации основных направлений энергетических потоков и составлен алгоритм управления элементами системы. Предложена принципиальная релейно-контактная электрическая схема командно-коммутационного устройства системы комбинированного электроснабжения. Рассмотрена конструкция полупроводникового инвертора, обеспечивающего синфазность генерируемого напряжения с напряжением промышленной сети. Описана блок-схема командно-коммутационного устройства на логических элементах. Разработка соответствующего алгоритма и его техническая реализация позволят грамотно эксплуатировать приобретаемое оборудование, а также создавать новые технические решения, отвечающие требованиям конкретных потребителей.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2018

Majorov, V.A. | Saginov, L.D., Federal Research Agro-engineering Center VIM, Moscow

As known, the efficiency of solar energy conversion can be enhanced by the synergetic integration of electrical and thermal energy in one device. The research purpose is to develop and produce photovoltaic-thermal solar installation for converting solar energy into thermal and electrical energy. The installation consists of a set of identical thermoelectric modules with concentrators, a coolant flow system (for example, water) and a sun tracking device. The local cogeneration system is designed to supply electricity and warm water to farms and homes. The increase in the efficiency of solar energy conversion is provided by the use of concentrated radiation and a beam-receiving device with a channel of a special form for the coolant flow, an increase in energy production and a tracking system. The unit consists of a certain number of basic modules, which is set by the required output energy parameters. It was determined that with the efficiency of the photovoltaic cell about 18-20 percent and the optical efficiency about 0.8, the presence of a tracking system in the conditions of 20 percent cloud cover, the annual electricity generation relative to stationary PVT modules increases by 1.5 times. Commodity unit cost could reach 0,34 USD/watt if the area of the installation will be of 20 cubic meters, and it will operate under conditions of solar illumination E=0,7EC (cloud cover 30%) and the optical efficiency of 0.7. New development has improved the efficiency of solar energy conversion through the synergistic integration of electric and thermal energy in one device, the concentration of solar radiation on the receiving devices, the use of channels of heat transfer of triangular shape. The modular design of the unit provides ease and comfort of use. | Как известно, эффективность преобразования солнечной энергии можно повысить за счет синергетической интеграции электрической и тепловой энергии в одном устройстве. Цель исследования - разработать и изготовить теплофотоэлектрические солнечные установки для преобразования солнечной энергии в тепловую и электрическую. Установка состоит из набора идентичных теплофотоэлектрических модулей с концентраторами, системы протока теплоносителя (например, воды) и устройства слежения за Солнцем. Локальная когенерационная система предназначена для снабжения электроэнергией и теплой водой фермерских хозяйств и домов. Увеличение эффективности преобразования солнечной энергии обеспечивается за счет использования концентрированного излучения и лучеприемного устройства с каналом специальной формы для протока теплоносителя, увеличение выработки энергии и системы слежения. Установка состоит из определенного количества базовых модулей, которое задается требуемыми выходными энергетическими параметрами. Определили, что при КПД фотопреобразователя около 18-20% и оптическом КПД около 0,8, а также при наличии системы слежения в условиях 20% облачности годовая выработка электроэнергии относительно стационарных теплофотоэлектрических модулей увеличивается в 1,5 раза. При площади установки 20 м2 в условиях солнечной освещенности Е=0,7Ес (30% облачности) и оптическом КПД равном 0,7 товарная удельная стоимость достигает 0,34 долл. США/Вт. Новая разработка обеспечила повышение эффективности преобразования солнечной энергии за счет синергической интеграции электрической и тепловой энергии в одном устройстве, концентрирования солнечного излучения на лучеприемных устройствах, применения каналов протока теплоносителя треугольной формы. Модульная компоновка установки обеспечивает упрощение и комфортабельность ее использования.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2015

Strebkov, D.S. | Bashilov, A.M. | Kirienko, Yu.I., All-Russia Research and Development Inst. of Electrification of Agriculture, Moscow

In 2015 a strategic program of the technological platform was developed for the "Photonics in Agriculture and Environmental Management" direction. It is expedient to carry out the program in three directions: crop production; animal husbandry; infrastructure of rural territories. The LED systems of lighting adapted for biophysiological features of animals and plants were developed and applied in animal husbandry and greenhouses. Laser and video digital systems with remote registration of biophysiological parameters of animals for identification and management of efficiency of herd were developed. Methods of laser restoration and hardening of details of agricultural machinery were offered. The innovative systems of video conference and video surveillance of big territories by drones with optical systems will be used in agrarian and forest sectors. Directions of infrastructure development (rural territories, lands, enterprises) are: agroenvironmental control of lands of agricultural purpose; rehabilitation of chemically polluted soils; improvement of irrigation and irrigating systems with automated control systems; creation of electronic cards of fields; space monitoring with use of remote sensing systems of the earth; performance of meliorative works with use of satellite and laser navigation. | В 2015 г. была разработана стратегическая программа технологической платформы "Фотоника в сельском хозяйстве и природопользовании". Программу целесообразно осуществлять по 3 направлениям: растениеводство; животноводство; инфраструктура сельских территорий. Разработаны и применяются в животноводстве и в тепличных хозяйствах светодиодные системы освещения, адаптированные к биофизиологическим особенностям животных и растений. Разрабатываются лазерные и видеоцифровые системы с дистанционной регистрацией биофизиологических параметров животных для идентификации и управления продуктивностью стада. Предложены методы лазерного восстановления и упрочнения деталей сельхозтехники. Для аграрного и лесного хозяйства будут применены инновационные системы видеосвязи и видеонаблюдения больших территорий беспилотными летательными аппаратами с оптическими системами. Направления развития инфраструктуры (сельских территорий, земель, предприятий): мониторинг земель сельскохозяйственного назначения - агроэкологический контроль; реабилитация химически загрязненных почв; усовершенствование поливных и оросительных систем с автоматизированными системами управления; создание электронных карт полей; космический мониторинг с применением систем дистанционного зондирования земли; выполнение мелиоративных работ с использованием спутниковой и лазерной навигации.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation