Лабораторно-практическая работа №2
СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА:
Методы расчета основных категорий
потенциала солнечной энергетики
Состав задания:
1. Определить в заданной точке А (координаты заданы: , град.; , град.; h, м), где планируется создание солнечной энергоустановки, значение валового потенциала солнечной энергетики - Эвал (кВт.ч/м2 в год) и Nвал (Вт/м2). Результаты расчета представить в табличном и графическом виде.
2. Определить в указанной точке А значение технического потенциала солнечной энергетики - Этехн
(кВт.ч/м2 в год) при условии использования и преобразования солнечной энергии с помощью СФЭУ с заданными основными техническими показателями. Найти соотношение Этехн и Эвал.
3. Рассчитать требующуюся площадь модулей СФЭУ для обеспечения энергией двух вариантов локальных потребителей, соединенных с мощной энергосистемой.
Основные расчетные формулы:
Валовая суммарная месячная солнечная радиация по формуле Ангстрема
Эгорвалj = Э0j· {aj+bj · (SSj / SS0j)}
Технический месячный потенциал
Этехj = Кпр ·Эгорвалj ·F· ·сэ··N,
N =Кзап·u··э
Требующуюся площадь модулей СФЭУ для обеспечения энергией потребителя
Fтр=Эпот/Этех
Таблица 1 Значения коэффициента а (о.е.), характеризующего долю солнечной радиации, пропущенной облаками для исследуемого участка территории России
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Таблица 2 Месячные значения суммарной солнечной радиации при безоблачном небе Э0 (кВт*ч/м2) |
|
Таблица 3 Координаты 7 метеорологических станций актинометрических наблюдений |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, град. |
Месяц |
|
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
I |
IV |
VII |
X |
|
, гр. |
62 |
55 |
59 |
58 |
51 |
54 |
52 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
52,5 |
32,2 |
236,2 |
293,2 |
86,0 |
|
, гр. |
39 |
37 |
43 |
47 |
36 |
42 |
46 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
57,5 |
26,9 |
190,0 |
244,4 |
70,1 |
|
Н, м |
139 |
167 |
177 |
99 |
165 |
170 |
162 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
62,5 |
21,6 |
143,9 |
176,4 |
54,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Таблица 4 Теоретическая максимальная продолжительность солнечного сияния за месяц – SS0 (час) |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, град. |
Месяц |
Год |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
52,5 |
254 |
285 |
365 |
415 |
485 |
499 |
507 |
454 |
380 |
328 |
262 |
239 |
4473 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
57,5 |
228 |
273 |
366 |
429 |
514 |
537 |
537 |
474 |
386 |
322 |
241 |
208 |
4515 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
62,5 |
202 |
261 |
367 |
443 |
543 |
575 |
567 |
494 |
392 |
316 |
220 |
177 |
4557 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Таблица 5 Продолжительность фактического солнечного сияния для метеостанций актинометрических наблюдений - SS (час) |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
№ |
Месяц |
Год |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
29 |
66 |
123 |
171 |
249 |
286 |
263 |
236 |
131 |
57 |
32 |
15 |
1658 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 |
31 |
63 |
132 |
180 |
267 |
281 |
283 |
232 |
147 |
81 |
36 |
24 |
1757 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 |
26 |
62 |
142 |
187 |
237 |
277 |
264 |
203 |
143 |
66 |
42 |
23 |
1672 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4 |
28 |
63 |
117 |
168 |
236 |
271 |
266 |
229 |
127 |
58 |
32 |
15 |
1610 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5 |
41 |
72 |
136 |
179 |
231 |
282 |
288 |
226 |
166 |
84 |
56 |
23 |
1784 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6 |
37 |
61 |
135 |
187 |
249 |
275 |
274 |
227 |
149 |
76 |
36 |
26 |
1732 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7 |
35 |
76 |
132 |
189 |
251 |
307 |
295 |
242 |
150 |
73 |
46 |
24 |
1820 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Таблица 6 Характеристики СФЭУ |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1. КПД СЭ - ··сэ (о.е.) |
2. Коэффициент заполнения СФЭУ - Кзап (о.е.) |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Материал СЭ |
монокрист. Si |
0,15 |
Форма СЭ |
Круглый |
0,85 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
поликрист. Si |
0,12 |
Псевдоквадрат |
0,90 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
аморфный Si |
0,08 |
Квадрат |
0,99 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
As-Ga |
0,27 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Коэффициент прозрачности защитного покрытия модулей СФЭУ - (о.е.) |
0,85 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4. Коэффициент потерь на послед. коммутацию СЭ в СФЭУ - u (о.е.) |
0,95 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5. Коэффициент потерь при преобразовании и передаче энергии - э (о.е.) |
0,97 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Все расчеты сводим в таблицу 1
Таблица 1 Результаты расчета валового и технического потенциалов солнечной энергии в точке А с заданными координатами (горизонтальная площадка)
Параметр
|
МЕСЯЦ |
||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
Год |
|
aj, о.е. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
bj,о.е. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SSoj,ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SSj,ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Э0j,кВт·ч/м2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эгорвалj, кВт·ч/м2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Этехj, кВт·ч/м2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица – Исходные данные по вариантам |
||||||||
Вар. |
Координаты точки А |
Н, м |
Характеристики СЭ |
Кпр, о.е. |
Эпотреб, кВт*ч в год |
|||
, град. |
, град. |
форма |
материал |
дом |
фермер. хоз-во |
|||
1 |
47 |
35 |
160 |
круглый |
монокрист. Si |
1,0 |
1500 |
5000 |
2 |
52 |
36 |
160 |
псевдоквадрат |
поликрист. Si |
1,1 |
2000 |
6000 |
3 |
56 |
38 |
160 |
квадрат |
аморфный Si |
1,2 |
2500 |
7000 |
4 |
62 |
39 |
160 |
круглый |
As-Ga |
1,3 |
3000 |
8000 |
5 |
61 |
41 |
160 |
псевдоквадрат |
монокрист. Si |
1,4 |
2500 |
9000 |
6 |
58 |
42 |
160 |
квадрат |
поликрист. Si |
1,5 |
2000 |
10000 |
7 |
53 |
43 |
160 |
круглый |
аморфный Si |
1,4 |
1500 |
11000 |
8 |
48 |
44 |
160 |
псевдоквадрат |
As-Ga |
1,3 |
2000 |
12000 |
9 |
49 |
46 |
160 |
квадрат |
монокрист. Si |
1,2 |
2500 |
11000 |
10 |
51 |
47 |
100 |
круглый |
поликрист. Si |
1,1 |
3000 |
10000 |
11 |
59 |
48 |
160 |
псевдоквадрат |
аморфный Si |
1,0 |
2500 |
9000 |
12 |
63 |
49 |
160 |
квадрат |
As-Ga |
1,1 |
2000 |
8000 |
13 |
49 |
36 |
100 |
круглый |
монокрист. Si |
1,2 |
1500 |
7000 |
14 |
54 |
37 |
160 |
псевдоквадрат |
поликрист. Si |
1,3 |
2000 |
6000 |
15 |
57 |
39 |
140 |
квадрат |
аморфный Si |
1,4 |
2500 |
5000 |
16 |
61 |
38 |
140 |
круглый |
As-Ga |
1,5 |
3000 |
6000 |
17 |
49 |
36 |
160 |
псевдоквадрат |
монокрист. Si |
1,4 |
2500 |
7000 |
18 |
54 |
37 |
160 |
квадрат |
поликрист. Si |
1,3 |
2000 |
8000 |
19 |
58 |
39 |
160 |
круглый |
аморфный Si |
1,2 |
1500 |
9000 |
20 |
62 |
38 |
100 |
псевдоквадрат |
As-Ga |
1,1 |
2000 |
10000 |
21 |
61 |
43 |
160 |
квадрат |
монокрист. Si |
1,0 |
2500 |
11000 |
22 |
59 |
44 |
160 |
круглый |
поликрист. Si |
1,1 |
3000 |
12000 |
23 |
51 |
45 |
160 |
псевдоквадрат |
аморфный Si |
1,2 |
2500 |
11000 |
24 |
49 |
42 |
160 |
квадрат |
As-Ga |
1,3 |
2000 |
10000 |
25 |
47 |
46 |
160 |
круглый |
монокрист. Si |
1,4 |
1500 |
9000 |
26 |
54 |
47 |
140 |
псевдоквадрат |
поликрист. Si |
1,5 |
2000 |
8000 |
27 |
61 |
41 |
160 |
квадрат |
аморфный Si |
1,4 |
2500 |
7000 |
28 |
59 |
48 |
100 |
круглый |
As-Ga |
1,3 |
3000 |
6000 |
29 |
61 |
44 |
160 |
псевдоквадрат |
монокрист. Si |
1,2 |
2500 |
5000 |
30 |
59 |
39 |
140 |
квадрат |
поликрист. Si |
1,1 |
2000 |
6000 |
31 |
52 |
36 |
|
псевдоквадрат |
монокрист. Si |
1,2 |
1500 |
7000 |
