Курсова робота - Моделювання роботи сонячної системи тепло - та енергозабезпечення з використанням дахової площі закладу освіти на півдні України - файл n1.docx

Курсова робота - Моделювання роботи сонячної системи тепло - та енергозабезпечення з використанням дахової площі закладу освіти на півдні України
Скачать все файлы (1631.9 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.docx1632kb.09.01.2014 16:24скачать

n1.docx

  1   2


МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ЧОРНОМОРСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ПЕТРА МОГИЛИ


Кафедра екології та природокористування

КУРСОВА РОБОТА

з дисципліни “Моделювання і прогнозування стану довкілля”

по темі

«МОДЕЛЮВАННЯ РОБОТИ СОНЯЧНОЇ СИСТЕМИ ТЕПЛО- ТА ЕНЕРГОЗАБЕЗПЕЧЕННЯ З ВИКОРИСТАННЯМ ДАХОВОЇ ПЛОЩІ ЗАКЛАДУ ОСВІТИ НА ПІВДНІ УКРАЇНИ»


Виконавець:

студент 421 групи Селіванова А.М.
Керівник:

к. т. н., в. о. доцента Андрєєв В.І.
Миколаїв – 2012

Зміст

Вступ…………………………………………………………………………….2

РОЗДІЛ 1. Аналіз літературних джерел………………………………………4

РОЗДІЛ 2. Алгоритм проектування………………………………………......9

РОЗДІЛ 3. Теоретичне рішення……………………………………………...11

3.1. Сонячні батареї як альтернативне джерело енергії. Основні характеристики………………………………………………………………..11

3.2. Аналіз екосистеми міста Миколаєва………………………………..14

3.3. Декомпозиція екосистеми міста Миколаєва………………………..19

3.4. Система гарячого водопостачання та вибір сонячних батарей…...20

РОЗДІЛ 4. Чисельні рішення…………………………………………………23

4.1. Розрахунок енергозабезпечення системи ГВП……………………..24

4.2. Рентабельність заходу………………………………………………..29

Висновки………………………………………………………………………30

Перелік використаної літератури…………………………………………….31

Додаток 1………………………………………………………………………33

Додаток 2………………………………………………………………………34

Додаток 3………………………………………………………………………35

Вступ
З кожним роком питання впровадження систем альтернативного енергозабезпечення на державному та місцевому рівнях стають все актуальнішими у розрізі світових енергетичних проблем, конфліктів, аварій та погіршення стану навколишнього природного середовища. Наприклад, після чорнобильської катастрофи, коли людство побачило можливі наслідки ядерної енергетики, почалася хвиля винаходів альтернативного енергозабезпечення. Німеччина, після подій у Японії навесні 2011 року, прийняла програму поступового переходу на нетрадиційні джерела енергії, відмовляючись від атомної енергетики. Постійні військові і політичні конфлікти навколо нафти і газу також змушують держави шукати альтернативні шляхи енергозабезпечення. Відповідно до цього, вони приймають різноманітні програми, спрямовані на підтримку впровадження джерел «зеленої енергії».

Традиційні джерела енергії потроху вичерпують себе, а невміле використання їх людиною призводить до погіршення стану біосфери.

Використання на місцевому рівні альтернативних джерел енергії є однією з вагомих умов збереження довкілля, переходу до сталого розвитку регіону. Діючи локально, ми побачимо результати на глобальному рівні. В цьому полягає актуальність даної роботи.

Новизною роботи є дослідження потенціалу роботи альтернативних систем енергозабезпечення у вищих навчальних закладах півдня України.

Мета курсової роботи полягає у тому, щоб змоделювати комплекс електрозабезпечення системи обслуговування дахових колекторів гарячого водопостачання.

Для ґрунтовного розкриття теми курсової роботи та досягнення мети поставлені такі завдання:

  1. дослідження сучасних систем альтернативного електрозабезпечення та аналіз технічних параметрів сонячних батарей;

  2. розрахунок потенціалу сонячних батарей для кліматичних умов міста Миколаєва;

  3. обґрунтувати та розробити комплекс електрозабезпечення системи обслуговування дахових колекторів гарячого водопостачання;

  4. розробка висновків щодо доцільності використання сонячних батарей для забезпечення автономної роботи системи гарячого водопостачання.

Об’єктом дослідження курсової роботи є автономне функціонування насосів дахових колекторів в умовах екосистеми міста Миколаєва.

Предмет дослідження – процес забезпечення електроенергією дахових колекторів гарячого водопостачання Чорноморського державного університету імені Петра Могили.
РОЗДІЛ 1. Аналіз використаної літератури.
Оброблений матеріал містить відомості про сонячні модулі і принцип їх роботи, ефективність, коротку характеристику клімату міста Миколаєва, сучасний ринок сонячних батарей.

В Україні основним документом, який визначає правові, економічні,екологічні та організаційні засади використання альтернативних джерел енергії та сприяння розширенню їх використання у паливно-енергетичному комплексі є Закон України «Про альтернативні джерела енергії», прийнятий 20 лютого 2003 року [8]. Україна, згідно з Енергетичною програмою, до 2030 р. взяла курс на розвиток альтернативної енергетики, у зв’язку з чим і було прийнято цей закон. Держава бере на себе обов’язки підтримувати розвиток і впровадження джерел альтернативної енергії на будь-якому рівні, шляхом впровадження так званого «зеленого тарифу».

Закон України "Про внесення змін до деяких законів України щодо встановлення "зеленого" тарифу", прийнятий 25 вересня 2008 рокупередбачає обов'язкове придбання постачальниками електроенергії (енергоринком) від наступних джерел:

«Зелений» тариф може використовуватись виробником протягом 10 років з моменту встановлення. Станом на листопад 2011 року в Україні одна кіловат-година коштувала 512,38 копійок. "Зелений" тариф затверджується Національною комісією регулювання електроенергетики України кожен рік [9].

Сонячна енергія є поки що найдорожчою серед інших альтернативних видів енергії.

Проблема відмови від традиційного і переходу на альтернативне енергозабезпечення промисловості та житлово-комунального комплексу досліджена багатьма авторами. І, зважаючи на нещодавні події у Японії, Україні на Чорнобилі та досить частими небезпечними збоями у роботі в першу чергу атомних електростанцій у США, ця тема з кожним роком набирає все більш гострого і актуального характеру. Полемізму темі додає і загальновідомий факт вичерпності паливних природних ресурсів.

У джерелі «Безпечна енергія: Довідник / Відпов. А.Є. Конеченков. – К.: Інформ. агентство «Эхо-Восток», 1996. – 28 с.» автор порівнює альтернативні джерела енергії, зокрема геліоустановки, із сучасною ядерною енергетикою та традиційними джерелами. Порівняння робиться з погляду на сьогоднішні потреби і з урахуванням розвитку кожного виду у майбутньому. Приводиться коротка характеристика можливих ризиків від альтернативних і традиційних енерговиробляючих установок у першу чергу для здоровья людей, а потім – для навколишнього середовища. Велика увага приділена ядерній енергетиці, якої автор не бачить у майбутньому, через її величезний руйнівний потенціал у всіх відношеннях.

Принцип та умови роботи, переваги та перспектива розвитку сонячної енергетики розглядається у джерелах [5,12,16].

Зокрема, основні технічні характеристики фотоелементів представлені у книзі [5]. Наведені дані дають змогу оцінити ефективність роботи сонячних модулів як для побутового використання так і для промислових обєктів, з погляду забезпечення роботи невеликих вузлів. Автором надається інформація про роботу соняних установок при різних температурних режимах і оцінюється загальна економічна вигода від їх застосування у порівнянні із традиційним енергозабезпеченням.

У джерелах [12,16] авторами обгрунтовується використання того чи іншого виду альтернативного джерела енергії в залежності від кліматичних умов і географічного розташування місця, де їх хочуть використовувати. У тому числі, проаналізовані показники розподілу сонячної радіації по поверхні землі, визначено її еквівалентний потенціал у якості роботи традиційних джрелах енергії.

За добу на поверхню Землі від Сонця надходить більше тепла, ніж людство виробляє шляхом спалювання палива за 1000 років [11,16].

Авторами використана велика кількість фактичного тематичного матеріалу (таблиці, графіки, карти) щодо потенціалу роботи сонячних установок у тій чи іншій точці земної кулі, яка базується на математичних формулах та емпіричних даних, наведених у книзі.

Річна кількість годин сонячного сяйва в Україні – 2100-2280, а річна кількість сонячної радіації, яка надходить на горизонтальну поверхню, складає близько 4000 МДж/м2 [11,16].

Досліджена і висвітлена її економічна складова. Сонячна установка може економити від 25 до 75 % витрат на паливні ресурси [16].

У джерелі «Харченко Н.В. Индивидуальные солнечные установки. – М.: энергопромиздат, 1991. – 208 с.» пропонуються методи розрахунку та вибір матеріалів для монтажу індивідуальних сонячних установок.

У книзі «Нетрадиционные источники энергии. – К.: Вища школа, 1998. – 62 с.» більш детально розглянуто питання про роботу сонячних батарей при конктретних погодних умовах, її ефективність і доцільність впровадження альтернативних систем енергозабезпечення.

Економічна складова енергетики, закрема альтернативної, обгрунтовані унавчальному посібнику«Мельник Л.Г. Економіка енергетики: навч. посібник для вузів / Л.Г. Мельник, О.І. Карінцева, І.М. Сотник. – Суми: Університетська книга, 2006. – 238 с.».У ньому приділено увагу оцінці економічної ефективності господарських заходів в енергетиці.Вводиться показник терміну окупності технології чи впровадженого заходу. Відповідно до цього, його можна використовувати і для дослідження питання економічної ефективності впровадження системи автономного енергозабезпечення альтернативного гарячого водопостачання навчального закладу.

Протеавтор, навідміну від більшості розглянутих, вважає, що альтернативна енергетика ніколи не замінить традиційні джерела енергії. Розглядаєі порівнює негативний вплив альтернативних і традиційних систем енергозабезпечення на навколишнє природне середовище. Вважає, що нові природні джерела енергії також можуть бути небезпечними і негативно пливати на навколишнє довкілля.

У джрелі [7] на прикладі ФРН розглядається негативний вплив на довкілля традиційних підприємств енергетики. Наводиться велика кількість ілюстративного матеріалу з цього приводу. Крім того, увага автора в значній мірі приділена небезпеці ядерної енергетики. Пропонується перехід на шлях використання відновлюваних джерел енергії.

У підручнику [4] охоплюються найважливіші проблеми сучасної екології. У зв’язку зі збільшенням рівнів забруднення навколишнього середовища, автор розглядає проблему захисту його від шкідливого впливу різних видів енергетики. Тому особлива увага приділяється використанню альтернативних джерел енергії.

У посібнику «Титко, Ришард . Відновлювальні Джерела Енергії: (Досвід Польщі для України) / Р. Титко, В. Калініченко ; Полтавська Державна аграрна академія. – Полтава : ПДАА, 2010. - 533 с.» подаються теоретичні основи використання відновлювальних джерел енергії, енергетичний потенціал України, загальний та територіальний розподіл ресурсів, сучасний стан розвитку даного сегменту енергетики. Зроблено огляд існуючих технологій щодо використання кожного конкретного виду відновлювальної енергетики. Показано типові проекти, що застосовуються у Польщі і можуть бути корисними для України.

Основи теорії, принципи функціонування, побудову та використання нетрадиційної енергетики: сонячної енергії, вітру, енергії води, біопалива, геотермальної енергії викладено у джерелі [6].

Підсумовуючи аналіз літературних джерел з даної теми, можна зробити висновок, що галузь альтернативної енергетики розвивається: розширюється її теоретична і практична (технічна) бази.

На даний момент існує декілька основних джерел виробництва альтернативної енергії, серед яких чільне місце займають сонячні батареї.

Основними чинниками, які спонукають до цього процесу, є економічні, екологічні, енергетичні та соціальні проблеми. Зокрема, щорічне підвищення цін на енергоносії, забруднення навколишнього середовища викидами і скидами підприємств паливно-енергетичного комплексу, постійний ріст попиту на енергетичні ресурси та їх фізичне виснаження. Особлива увага багатьох авторів приділена небезпеці використання ядерної енергетики і заміну її на нетрадиційні джерела енергії.

Використання сонячних батарей, на житлово-комунальному рівні є ефективним економічним і екологічних заходом.

Серед проблем сонячної енергетики можна виділити утилізацію сонячних батарей і їх токсичний склад. Першу зараз вирішують підприємства, які їх виробляють, а друга є небезпечною лише під час виробництва, оскільки у зібраному вигляді батарея є герметичною і ймовірність попадання отруйних речовин у простір навколо неї дуже невелика.

Клімат Миколаєва і його географічне положення сприяють процесу впровадження сонячних батарей.

РОЗДІЛ 2. Алгоритм проектування

Для досягнення поставленої мети необхідно дослідити сучасний ринок сонячних батарей, проаналізувати потенціал сонячних батарей у кліматі міста Миколаєва за допомогою програм математичного та статистичного аналізу, розрахувати рентабельність впровадження зазначеного заходу.

Відповідно до цього треба зробити декомпозицію екосистеми міста та визначити основні фактори, які впливатимуть на продуктивність роботи сонячних батарей.

Особливістю об’єкту моделювання є його повна залежність погодних умов.

Для роботи з масивами табличних даних, серед комп’ютерних програм будуть використовуватися Microsoft Excel та Edvanced Grapher. Це програмне забезпечення дозволить провести аналіз обраних залежностей, проаналізувати їх та обрати більш логічну модель.

У підсумку ми маємо отримати графіки роботи сонячних батарей у кліматичних умовах міста Миколаєва, розробити математичні формули розрахунку кількості електроенергії, яка може бути вироблена за даних погодних умов, а також розрахувати термін окупності впровадження досліджуваного заходу.

Виходячи із усього вище зазначеного, етапи виконання курсової роботи мають таку послідовність:

  1. формулювання мети, об’єкту, предмету, актуальності та завдань курсової роботи;

  2. аналіз літературних джерел;

  3. аналіз фактичного матеріалу з джерел інформації;

  4. аналіз сучасного ринку сонячних батарей та вибір товару для проведення досліджень;

  5. аналіз екосистеми міста Миколаєва;

  6. декомпозиція системи міста Миколаєва;

  7. обґрунтування принципів і меж декомпозиції;

  8. аналіз впливових факторів в екосистемі або між підсистемами;

  9. вибір комп’ютерних програм для обробки фактичного матеріалу;

  10. визначення екологічних характеристик у підсистемах;

  11. розробка якісної залежності роботи сонячних батарей від факторів;

  12. отримання аналітичних характеристик на основі фактичного матеріалу;

  13. систематичний аналіз об’єкта моделювання і побудова моделі;

  14. аналіз результатів;

  15. висновки.



РОЗДІЛ 3. Теоретичне рішення

Щоб розкрити тему курсової роботи та досягти поставленої мети, необхідно дослідити сутність і якість роботи сонячних батарей у кліматі міста Миколаєва. У свою чергу, це дасть змогу у майбутньому реалізувати досліджену схему роботи насосів гарячої і холодної води від електроенергії, яка вироблена сонячними елементами і повністю відмовитись від живлення з мережі. Для університету такий підхід дасть змогу зекономити на комунальних послугах і в той же час долучитись до сучасних тенденцій із впровадження альтернативних джерел енергії і збереження довкілля.
3.1. Сонячні батареї як альтернативне джерело енергії. Основні характеристики.

Фотоелектричні пристрої, які також називаються сонячними елементами, складаються із декількох шарів напівпровідників, що характеризуються різними електричними властивостями. Основою типового полікристалічного елемента є кремній, який вкритий невеликою кількістю бору, що надає йому позитивні або р-типу властивості. Тонкий шар верхньої частини елемента вкритий фосфором. Це надає йому негативні властивості (n-тип). У граничному прошарку, між цими двома шарами, утворюється електричне поле, яке має назву фотоелектричного переходу (р-n перехід).

На сьогоднішній день існує три типи фотоелектричних елементів: монокристалічні кремнієві, полікристалічні кремнієві та тонко плівкові. Фотоелементи широко застосовуються для енергозабезпечення як малих так і крупних об’єктів. Встановлюватись фото батареї можуть практично скрізь, починаючи від крівлі та фасаду будівлі і закінчуючи спеціально відведеними територіями. Встановлені потужності теж коливаються в широкому діапазоні, починаючи від постачання окремих насосів і закінчуючи невеликими селищами [14].

Процес фотоелектричного перетворення є замкнутим, у ньому немає рухомих механізмів і частин, не споживаються і не виділяються ніякі речовини.

В основному фотоелектричні елементи і модулі являють собою пристрої постійного струму низької напруги. Батарею фотоелементів достатньо один раз встановити і потім вона не потребує ніякого догляду, окрім періодичної чистки. Більшість фотоелектричних систем також обладнані акумуляторами, в які інколи необхідно доливати воду і загалом доглядати за ними, як за автомобільними.

В умовах холоду фотоелементи працюють дуже добре. Вони виробляють більше енергії при низьких температурах. Це пояснюється тим, що фотоелементи – електронні пристрої, які виробляють енергію зі світла, а не з тепла. Тому, як і більшість електронних пристроїв фотоелементи краще працюють, коли холодно, а не під час спеки.

Фотоелементи виробляють енергію і в хмарні дні, хоча продуктивність їх зменшується (вона може опуститися до 10 % від нормальної, при яскравому сонці). Але оскільки плоска батарея вловлює світло у діапазоні 180˚, їй не потрібні прямі сонячні промені. Фотоелементи здатні виробляти 50-70 % від своєї максимальної розрахункової потужності під світлим хмарним небом. Темній хмарності відповідає усього лише 5-10 % сонячної інтенсивності, тому і виробництво енергії зменшується пропорційно [3].

Не менш важливими факторами, які вливають на продуктивність роботи сонячних батарей є сумарна радіація (Q) та альбедо поверхні. Сумарна радіація складається із прямої (S) та розсіяної (D):

Q = S + D (1)

На сумарну радіацію у холодний період року дуже впливає альбедо (відношення кількості відбитої від поверхні будь-якого тіла енергії сонця до кількості енергії, яка надійшла на цю поверхню) підстилаючої поверхні, що змінюється в залежності від стійкості снігового покриву. Якщо сніг лежить увесь місяць, кількість сумарної радіації збільшується на 27 % (у порівнянні з умовами безсніжної зими і однакової хмарності); якщо сніг лежить 20 днів, вона збільшується на 9 %, а якщо 15 – на 5 % [11].

Сніговий покрив у місті Миколаєів узимку тримається всередньому від 37 до 65 днів [17].

Фотоелектричні модулі – найбільш стійкі елементи системи сонячних батарей. Модулі високої якості створюються для роботи протягом 30 років, а гарантію мають переважно на 20 років. Вони спроектовані таким чином, що витримають будь-які природні негоди, включаючи арктичний холод, спеку пустелі, тропічну вологість, швидкість вітру понад 200 км/год і град діаметром 25 мм.

Акумулятори працюють в середньому близько 7 років (промислові високотехнологічні види), невеликі герметичні – протягом 3-5 років. Як альтернативу можна застосовувати автомобільні акумулятори, але вони погано пристосовані до характеристик сонячних систем і будуть працювати не більше 12-18 місяців.

У найнадійніших довговічних фотоелектричних модулях скло використовується як покриття. У полікристалічних модулях інколи використовують загартоване скло з низьким вмістом заліза, яке вкрите декількома шарами пластику.

Сучасні фотоелектричні установки, які зараз використовуються, мають к.к.д. близько 14–18 %. Якщо порівняти фотоелементи з іншими джерелами енергії, важливо починати з одного й того ж. Усі види паливних корисних копалин спочатку отримали свою енергію від сонця, але якщо хто-небудь вирішить визначити електричну продуктивність цих копалин відносно першоджерела – сонячної енергії – то к.к.д. їх складатиме лише долі відсотка [3].

Фотоелементи можна використовувати у багатьох різних типах пристроїв, бо вони працюють при природному розсіяному світлі, не бояться впливу температури і вологості та потребують дуже простого догляду. Вони не обмежені географічно [11].

3.2. Аналіз екосистеми міста Миколаєва.

Місто Миколаїв розташоване у степові посушливій дуже теплій зоні, середньостеповій підзоні, Бузько-Дніпровській низовинний області. Географічні координати – 46˚58ґ19ґґ північної широти і 32˚0ґ57ґґ східної довготи [1]. Висота над рівнем моря – 50 метрів.

Клімат Миколаєва помірно-континентальний з м’якою малосніжною зимою і жарким і посушливим літом. Середньорічна температура повітря складає 8-10˚С. Середня температура липня коливається у межах 20-23˚С, січня – від мінус 2 до мінус 5˚С.

Кількість сумарної радіації на території міста коливається у межах 4400-4800 МДж/м2, на півдні збільшується до 5000 МДж/м2 у рік. Величина радіаційного балансу підстилаючої поверхні змінюється від 1880 до 2100 МДж/м2, а на півдні до 2300 МДж/м2 [17].

Оскільки величина сумарної сонячної радіації зі збільшенням висоти місцевості до 200 метрів практично не змінюється, то цей фактор при дослідженні враховуватись не буде [11].

Основними показними, які необхідно врахувати для розрахунку ефективності роботи сонячних батарей є кількість годин сонячного сяйва, яка залежить від пори року та географічного розташування об’єкта, середньомісячне добове надходження сонячної радіації на горизонтальну поверхню, середньомісячна хмарність та температура.

Отже, якісна залежність роботи сонячних батарей від факторів матиме такий вигляд:

Р = f(І, Х, Т) (2)

де, Р – кількість виробленої електроенергії сонячними батареями, І – інсоляція або середнє значення сумарної сонячної радіації на горизонтальну поверхню за певний період часу, Х – хмарність, Т – температура.

Оптимальна температура, для роботи сонячних батарей, коливається в діапазоні 25-30˚С і з подальшим її підвищенням їх продуктивність буде зменшуватись. Мінімальною робочою температурою є відмітка у -40˚С, яка у Миколаєві ще ніколи не спостерігалась. Тому, взявши до уваги середню температуру липня, найспекотнішого місяця року, можна вважати цей фактор допустимим і таким, що незначно зменшує ефективність роботи сонячних батарей. Але ймовірність відхилення показника від норми все ж залишається і допускається до позначки у +85˚С.

Посилаючись на джерело [11], використаємо табличні дані для аналізу тривалості сонячного сяйва в Миколаєві.

Таблиця 1

Середня тривалість сонячного випромінювання, годин.

Місяць

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Миколаїв

63

86

141

198

263

306

346

324

242

169

76

54


Вводимо дані у програму і отримуємо графічну залежність зміни тривалості сонячного сяйва від місяця року [Рис. 1].
Рис.1. Середня тривалість сонячного випромінювання у Миколаєві, годин.

У джерелі [12] використовуємо табличні дані про кількість сонячної радіації, яка надходить до поверхні землі в залежності від географічної широти розташування точки вимірювання.

Оскільки Миколаїв знаходиться у діапазоні від 40˚ до 49˚ північної широти, то необхідні дані знаходимо у відповідному полі. Вимірювання проведені у двох розмірностях: МДж/м2 і кВт·год/м2 1.

Таблиця 2

Середньомісячне добове надходження сонячної радіації на горизонтальну поверхню, МДж/м2.

Широта,

?, град.

Місяць

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

40

4,7

7,2

12,2

17,6

22,0

24,1

24,5

22,3

18,4

13,3

8,3

5,4

Середнє

за рік

14,0


Графічне зображення табличних даних має такий вигляд [Рис 2].

Рис. 2. Середньомісячне добове надходження сонячної радіації на горизонтальну поверхню.

Таблиця 3

Середньомісячне добове надходження сонячної радіації на горизонтальну поверхню, кВт·год/м2.

Широта,

?, град.

Місяць

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

40

1,32

2,01

3,41

4,93

6,16

6,75

6,86

6,24

5,15

3,72

2,32

1,51

Середнє

за рік

3,92



Рис. 3. Середньомісячне добове надходження сонячної радіації на горизонтальну поверхню.

Чітко видно, що усі графіки мають вигляд кривої нормального розподілу. Це дозволяє казати, що кількість виробленої енергії також буде мати такий вигляд: із максимумами влітку і мінімумами взимку. Тобто Р прямопропорційне І.

Добове надходження сонячної радіації матиме аналогічну графічну залежність: зранку до полудня інсоляція зростає, а з полудня до вечора вона знижується. Це відповідає робочому режиму університету і не зачіпає питання ранкових та вечірніх піків енергоспоживання. До того ж, батареї оснащені акумуляторами, які вдень можуть заряджатися, а накопичений заряд, за необхідності, віддавати увечері і зранку.

Для аналізу хмарності, використаємо середні дані багаторічних спостережень в Миколаєві із джерела [19].

Таблиця 4

Середньомісячна хмарність у місті Миколаєві.

Місяць

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Бал

7,1

7,3

6,7

6

5,2

4,8

4,2

3,8

4

5,1

7,5

7,7

Середнє

5,8



Рис 4. Середньомісячна хмарність у місті Миколаєві.

Із графіку видно, що кількість виробленої енергії сонячною батареєю буде тим більшою, чим меншою буде хмарність.

Модуль потужністю Рw протягом певного періоду часу виробить наступну кількість електроенергії:

W = k · Pw·E / 1000 (3)

де, Е – показник інсоляції за обраний період, k – коефіцієнт, що дорівнює 0,5 влітку і 0,7 взимку [16]. Цей коефіцієнт враховує втрати потужності сонячних елементів під час їх нагрівання на сонці, а також – кут падіння променів на поверхню модулів протягом дня, 1000 Вт/м2 – кількість сонячної радіації, яка надходить до поверхні за стандартних умов ( Т = 25˚С, спектр = АМ 1,5).

Основними факторами, які слід враховувати для розрахунку потенційної потужності встановлених сонячних батарей, є кількість сонячної радіації, яка надходить на поверхню землі, температуру, хмарність, від якої залежить кількість годин сонячного сяйва, та технічні характеристики устаткування.
  1   2
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации