Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Задача_ВИЭ.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
285.18 Кб
Скачать

11. Расчетная методика для определения кажущегося положения Солнца высота h и азимут а

ОТВЕТ

Кажущееся положение Солнца: высота h и азимут А - в любой точке на широте φ в любое время суток в соответствии с углом τ и в любое время года в соответствии с углом склонения δ.

Мы же приведем результат в простейшем виде:

и

где φ - географическая широта ;

- склонение Солнца определяется по формуле ;

, град -часовой угол;

где - солнечное время в часах, отсчитываемое от астрономического полудня.

Очевидно, в полдень высота Солнца h максимальна, h = 90° -φ .

Во время летнего солнцестояния высота Солнца в нашей местности в момент кульминации составляет: h = 90˚- φ + δ =  90˚ - 56,5˚ +23,5˚=57˚, во время зимнего солнцестояния h = 90˚- φ + δ=  90˚ - 56,5˚ - 23,5˚=10˚, а в дни равноденствий, когда Солнце находится на небесном экваторе- δ=0, h = 33,5˚.

Расчетная методика для определения часовго угола захода(восхода) Солнца

При восходе и заходе Солнца h = 0. для которых при h = 0 из уравнение имеем: то есть

Тогда часовой угол захода (восхода) Солнца для горизонтальной поверхности

τ=arccos(-tg tg )

Расчетная методика для определения прихода интенсивности солнечной радиации на наклонную поверхность солнечного коллектораВ системах солнечного теплоснабжения (ССТ) обычно используются плоские коллекторы солнечной энергии (КСЭ), устанавливаемые в наклонном положении. Среднемесячное дневное количество суммарной солнечной энергии Енак мДж/2. день), поступающей на наклонную поверхность КСЭ равно:Енак=RЕ, где Е- среднемесячное дневное количество суммарного солнечного излучения, поступающего на горизонтальную поверхность, (мДж/(м2. день) R- отношение среднемесячных дневных количеств солнечной радиации, поступающих на наклонную и горизонтальную поверхности (коэффициент пересчета).

,

где Ер - среднемесячное дневное количество рассеянного солнечного излучения, поступающего на горизонтальную поверхность,МДж/(м2.день).

Расчетная методика для определения электрическую мощность фотоэлектрическое преобразователя выделяемая в нагрузкеНайдем обобщенное выражение для вольт - амперной характеристики освещенного p–n-перехода. Для этого предположим, что к нему подключен источник питания с варьируемым напряжением. При положительном напряжении смещения фототок вычитается из «темнового» тока p–n-перехода, а при отрицательном – суммируется с ним. Выражение для вольт-амперной характеристики записывается в виде :

.

. Нагрузочная ВАХ арсенид-галлиевого p–n-перехода для значения фототока А изображена на рисунке наэтом же рисунке изображены ВАХ омических сопротивлений нагрузки ,

Нагрузочная ВАХ p–n-перехода в GaAs и характеристики при значениях 0,1 (1), 1,026 (2) и 10 Ом (3) (а) и эквивалентная схема освещенного p–n-перехода с сопротивлением нагрузки (б).

Электрическая мощность, выделяемая в нагрузке, определяется по формуле (пренебрегаем единицей в формуле .

Расчет энергетических показателей солнечной электростанции башенного типаНа солнечной электростанции башенного типа (установлено n гелиостатов, ка­ждый из которых имеет поверхность Fг м2.Гелиостаты отражают солнечные лучи на приемник, на поверхности которого зарегистрирована максимальная энергетиче­ская освещенность Нпр=2,5 МВт/мг.

Коэффициент отражения гелиостата Rг =0,8

Коэффициент поглощения приемника Апр =0,95Максимальная облучен­ность зеркала гелиостата Hг=600 Вт/м2Степень черноты приемника епр =0,95. Конвективные потери вдвое меньше потерь от излучения.

Определить площадь поверхности приемника Fпр и тепловые потери в нем, вызванные излучением и конвекцией, если рабочая температура теплоносителя со­ставляет t °С. Задача посвящена использованию солнечной энергии на электростан­ции башенного типа с использованием гелиостатов, отправляющих солнечные лучи на приемник, в котором, в конечном счете, получают перегретый водяной пар для ра­боты в паровой турбине.Энергия, полученная приемником от солнца через гелиостаты (Вт), может быть определена по уравнению:

Q = Rг·Апр·Fг Нг ·п

где Нг - облученность зеркала гелиостата в Вт/м2(для типичных условий Hг= 600 Вт/м2); Fг- площадь поверхности гелиостата, м2 ; п - количество гелиостатов; Rг - коэффициент отражения зеркала концетратора, Rг =0,7÷0,8; Aпр - коэффициент поглощения приемника, Апр < 1.Площадь поверхности приемника может быть определена, если известна энер­гетическая освещенность на нем Нпр Вт/ мг Fпр=Q/Hпр В общем случае, температура на поверхности приемника может достигать tпов= 1160 К, что позволяет нагреть теплоноситель до 700 оС. Потери тепла за счет излучения в теплоприемнике можно вычислить по закону Стефана-Больцмана:

qлуч = εпр·Co·(T/100)4, Вт/м2

где T - абсолютная температура теплоносителя, К; епр - степень черноты серого тела приемника; Co - коэффициент излучения абсолютно черного тела, Вт / (м2·K4)Для понимания физических основ добычи геотермальной энергии рассмотрим внутреннее строение Земли и ее температурное поле. Установлено, что Земля состоит из нескольких концентрических оболочек - геосфер, которые выделяются в самостоятельные части: кору (литосферу), оболочку (мантию) и ядро.