Экзаменационный билет № 13
Влияние угла наклона фотоприемника на ассимилированной инсоляции.
Для преобразования солнечной энергию в электрическую
используется солнечная панель. Солнечная панель обеспечивает питанием
контроллер заряда, который в свою очередь накапливает энергию в
аккумуляторных батареях. Так как наиболее эффективное использование
солнечной энергии достигается направление лучей перпендикулярно
солнечной панели. Необходимо вращать ее в различные направления в
зависимости от времени суток. Для этого используется солнечный трекер.
Солнечный трекер состоит из механической системы передвижений,
шагового двигателя и электронной системы контроля шаговым двигателем.
Солнечный трекер (Solar tracker) — устройство, предназначенное для
отслеживания положения солнца и ориентирования несущей конструкции
таким образом, чтобы получить максимальный КПД от солнечных батарей
(или других устройств, установленных на трекере). Концепция трекера
предельно проста — по нескольким датчикам контроллер определяет
оптимальное положение для солнечной батареи и заставляет
серводвигатель поворачивать платформу с устройством в необходимую
сторону.
Данный график отображает зависимость величины потерь при
выработке электроэнергии солнечными панелями от величины угла
отклонения от оптимального положения плоскости панели. Из графика
зависимости видно, что трекер с точностью ±5° обеспечивает улавливание
панелью более 99,6% энергии прямых лучей и 100% — от рассеянного
свет.
Учитывая особенности ежедневной траектории движения солнца
можно сказать, что эффективный угол поворота панелей — около 150°.
Панель, которая зафиксирована в направлении ровно по середине между
точками заката и восхода теряет до 75% от максимально возможной
выработки в утреннее и вечернее время
Обычно принимaется для весны и осени оптимaльный угол нaклонa
рaвным знaчению широты местности. Для зимы к этому знaчению
прибaвляется 10-15 грaдусов, a летом от этого знaчения отнимaется 10-15
грaдусов. Поэтому обычно рекомендуется менять двaжды в год угол
нaклонa с "летнего" нa "зимний". Если тaкой возможности нет, то угол
нaклонa выбирaется примерно рaвным широте местности.
Небольшие отклонения до 5 грaдусов от этого оптимумa окaзывaют
незнaчительный эффект нa производительность модулей. Рaзличие в
погодных условиях более влияет нa вырaботку электричествa. Для
15
aвтономных систем оптимaльный угол нaклонa зaвисит от месячного
грaфикa нaгрузки, т.е. если в дaнном месяце потребляется больше энергии,
то угол нaклонa нужно выбирaть оптимaльным именно для этого месяцa.
Тaкже, нужно учитывaть, кaкое есть зaтенение в течение дня. Нaпример,
если с восточной стороны у вaс дерево, a с зaпaдной все чисто, то, скорее
всего, имеет смысл сместить ориентaцию с точного югa нa юго-зaпaд.
Тaблицa 2.1 - Потери вырaботки вследствие отрaжения(в процентaх к
перпендикулярному нaпрaвлению нa модуль)
Угол пaдения лучей светa Потери
9 1.2%
18 4.9%
40 19.0%
45 29.0%
Потенциал ветроэнергетики России (распределение ветропотенциала по территории).
Ветроэнергетический потенциал определяется как полная энергия ветрового потока какой-либо местности на определенной высоте над поверхностью земли.
Энергия ветра характеризуется скоростью, являющейся случайной переменной в пространстве и времени. Поэтому энергетические характеристики ветра представляются вероятностным описанием случайного процесса изменения ветроэнергетического потенциала. Основой вероятностного подхода является дискретизация временного процесса, позволяющая считать независимыми и постоянными все определяемые параметры на интервале дискретизации. В качестве временных интервалов стационарности обычно используются час, сутки, сезон, год.
Совокупность аэрологических и энергетических характеристик ветра объединяется в ветроэнергетический кадастр региона. Основными характеристиками ветроэнергетического кадастра являются:
• среднегодовая скорость ветра, годовой и суточный ход ветра;
• повторяемость скоростей, типы и параметры функций распределения скоростей ветра;
• вертикальный профиль средней скорости ветра;
• удельная мощность и удельная энергия ветра;
• ветроэнергетические ресурсы региона.
Среднегодовая скорость ветра определяется как среднеарифметическое значение, полученное в результате измерений скорости через равные промежутки времени в течение заданного периода: сутки, месяц, год,
Внедрение новых ветроэнергетических мощностей происходит в России достаточно медленными темпами: на конец 2005 года их было - 14 МВт, 2006 - 15,5 МВт, 2007 - 16,5 МВт. В среднем темпы прироста составляют 8% в год - это один из самых низких показателей в мире, в Китае, для сравнения, он составляет
60%, США
30%, Испании
20% [1].
Значительные ветроэнергетические ресурсы в России имеют высокий потенциал развития, который характеризуется:
общий ветропотенциал страны оценивается в 2000-3000 ТВтч /год;
экономический ветропотенциал оценивается в 200-300 млрд кВтч /год;
для освоения экономического ветропотенциала требуется строительство ВЭС суммарной установленной мощностью 100-150ГВт;
для размещения ВЭС установленной мощностью до 150 ГВт требуются участки земли общей площадью около 1% территории страны [5].
В России подходящими для использования и развития ветряных электростанций являются многие районы, например, регионы Нижнего Поволжья, Тюменская, Архангельская, Новосибирская область, Краснодарский край, республика Хакасия, Карелия, Коми и другие. Краснодарский край, исходя из своих климатических и природных особенностей, развивающейся экономики, развитой сетевой инфраструктуре и наличием существенного дефицита энергоснабжения является одним из наиболее привлекательных регионов для развития возобновляемой энергетики.
Обширные прибрежные зоны Черного и Азовского морей, а также протяженная область Армавирского ветрового коридора (зона интенсивных постоянных по силе и направлению ветров) представляют большой интерес для развития ветроэнергетики.
Ейский район — один из интенсивно развивающихся районов Краснодарского края, в котором энергоснабжение осуществляется через подстанцию 100МВт от тупиковой высоковольтной линии электропередачи ОАО "Кубаньэнерго" за счет генерирующих мощностей ОАО "Ростовэнерго", что в итоге не обеспечивает необходимой надежности качества энергоснабжения района. А экологически чистое энергоснабжение развивающегося Краснодарского края, являющегося одним из крупнейших рекреационных районов страны, обеспечит развитие ветроэнергетики, что приведет к снижению энергодефицита и повышению надежности и качества энергоснабжения потребителей в условиях подключения к существующей тупиковой линии электропередачи местной энергосистемы ОАО "Кубаньэнерго". В конце 2007 г в Ейском районе был установлен и пущен в эксплуатацию комплекс, из трех 70 метровых мачт, оснащенных современным автоматизированным измерительным оборудованием для сбора, обработки и передачи ветроинформации.В 2009 году была начата установка мачт в Приморско-Ахтарском, Абинском, Темрюкском, Успенском, Каневском районах Краснодарского края.
|
Скачать 1.44 Mb.