ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Мировые тренды стимулируют исследования в области
повышения эффективности солнечных технологий, что приближает раскрытие их
потенциала. Но все достижения в части эффективности элементов, непосредственно
задействованных в получении излучения, могут быть полностью нивелированы низ-
коэффективной подсистемой управления положением поглощающих поверхностей.
Вакуумные коллекторы пригодны для получения прямого, диффузного и отражен-
ного излучения солнца и для раскрытия потенциала их эффективности, целесооб-
разно применение систем экстремального регулирования. Так как в отличии от де-
терминированного процесса прихода прямой солнечной радиации, на основе кото-
рого построены большинство актуальных следящих систем для солнечных коллек-
торов, диффузное и отраженное излучение может быть классифицировано как стоха-
стическое внешнее воздействие. В исследованиях John A. Duffie, William A. Beckman
доказано, что отсутствие системы оптимизации положения поглощающей поверхно-
сти не только снижает показатели номинальной эффективности гелиосистемы, но и
накладывает ограничения при реализации задач проектирования массивов солнеч-
ных коллекторов, особенно в жилых районах с плотной застройкой и на территориях
промышленных предприятий с развитой инженерной инфраструктурой.
Поэтому необходима система экстремального регулирования, способная кор-
ректировать положение поглощающей поверхности, включающая вакуумные
трубки с поглощающими пластинами (КПД трубок до 80%) относительно наиболь-
шего совокупного излучения, что, в том числе, подтверждается исследованиями
Nadia AL-Rousan, Fabio Moacir Hoffmann, Soteris A. Kalogirou и российскими уче-
ными из Уральского федерального университета в лице Щеклеина Сергея Евгенье-
вича. Реализация такой подсистемы возможна на базе интеллектуальной автоматизи-
рованной системы управления (далее ИАСУ), позволяющей прогнозировать и оце-
нивать воздействие на преобразователь всего доступного излучения (включая пря-
мое, диффузное и отраженное излучение солнца) и синтезировать закон управления
с учетом соотношения количества поглощаемой энергии к количеству прогнозируе-
мой затраченной энергии при выполнении регулирования.
Дополнительным стимулом при разработке ИАСУ - является возможность
улучшить на базе полученных результатов уже существующие и внедренные в экс-
плуатацию системы регулирования положения рабочей поверхности (солнечные тре-
керы), что обеспечит снижение срока окупаемости проектов по вводу в эксплуата-
цию таких систем и повысит их эффективность. Это связанно с тем, что существую-
щие промышленные образцы, преимущественно ориентированы на получение пря-
мого солнечного излучения, что не в полной мере раскрывает потенциал эффектив-
ности солнечных коллекторов в утренние и вечерние часы.
4
Таким образом, приоритетной задачей по повышению эффективности совре-
менных гелиосистем, является разработка интеллектуальной автоматизированной
системы управления, направленной на оптимизацию работы высокоэффективных
коллекторов.