2 Расчет.
Допущения:
1) Расчеты параметров элементов энергокомплекса выполняются для среднемесячных значений интенсивности солнечной радиации без учета внутрисуточных изменений
2) Непосредственное питание потребителя осуществляется за счет АБ
3) Ограничения по площади крыши не учитываются
4) Не учитывается увеличение цены на дизельное топливо с течением времени
2.1 Выбор оптимального угла наклона приемника Расчет прихода солнечной радиации на наклонную площадку, ориентированную к югу
Коэффициент пересчета приходов солнечной радиации с горизонтальной приёмной площадки на наклонную:
Отношение приходов прямой солнечной радиации на наклоненную и горизонтальную приемные площадки:
где
Угол склонения
Солнца в j-ый
день
:
При
–
угол наклона оси Земли.
Часовой угол захода солнца на горизонтальной площадке:
Часовой угол захода солнца на горизонтальной площадке
Коэффициент пересчета прихода с суммарной на диффузную солнечную радиацию на горизонтальную площадку:
Метод кафедры НВИЭ:
где t –
номер месяца (
);
где 
–
приход СР в космосе.
–коэффициент альбедо
(отражения).
В качестве примера расчет по данной методике сведен и представлен в таблицах 6,7,8
Таблица 6 Расчет прихода солнечной радиации на площадку под углом равным углу наклона крыши:
|
Месяц |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
|
N |
17 |
47 |
75 |
105 |
135 |
162 |
198 |
228 |
258 |
288 |
318 |
344 |
|
Tмес, дн |
31 |
28 |
31 |
30 |
31 |
30 |
31 |
31 |
30 |
31 |
30 |
31 |
|
do |
-20,9 |
-13,0 |
-2,4 |
9,4 |
18,8 |
23,1 |
21,2 |
13,5 |
2,2 |
-9,6 |
-18,9 |
-23,0 |
|
β o |
60 |
60 |
60 |
60 |
60 |
60 |
60 |
60 |
60 |
60 |
60 |
60 |
|
wЗГ |
66,3 |
76,0 |
87,5 |
100,0 |
110,9 |
116,6 |
114,0 |
104,6 |
92,3 |
79,8 |
68,9 |
63,5 |
|
wЗb |
66,3 |
76,0 |
87,5 |
87,7 |
85,3 |
84,1 |
84,6 |
86,7 |
89,5 |
79,8 |
68,9 |
63,5 |
|
Кпр |
3,20 |
2,26 |
1,54 |
1,03 |
0,76 |
0,66 |
0,70 |
0,90 |
1,30 |
1,99 |
2,91 |
3,56 |
|
ЭSГ ,кВтч/м2 |
1,025 |
1,583 |
2,739 |
4,308 |
5,65 |
6,461 |
6,381 |
5,581 |
4,183 |
2,525 |
1,089 |
0,794 |
|
К0 = ЭSГ/Э0 |
0,329 |
0,341 |
0,407 |
0,477 |
0,524 |
0,561 |
0,573 |
0,575 |
0,554 |
0,481 |
0,298 |
0,292 |
|
ЭДГ/ЭSГ, о.е |
0,556 |
0,54 |
0,457 |
0,39 |
0,349 |
0,321 |
0,312 |
0,31 |
0,326 |
0,386 |
0,598 |
0,608 |
|
R |
0,32 |
0,23 |
0,18 |
0,16 |
0,17 |
0,17 |
0,17 |
0,17 |
0,17 |
0,17 |
0,17 |
0,22 |
|
КS |
1,915 |
1,504 |
1,222 |
0,958 |
0,798 |
0,73 |
0,759 |
0,896 |
1,166 |
1,555 |
1,661 |
1,904 |
|
Эсутb, кВтч/м2 |
1,963 |
2,381 |
3,346 |
4,128 |
4,506 |
4,719 |
4,842 |
5 |
4,878 |
3,926 |
1,809 |
1,513 |
|
Эмесb, кВтч/м2 |
60,85 |
66,68 |
103,7 |
123,8 |
139,7 |
141,6 |
150,1 |
155 |
146,3 |
121,7 |
54,26 |
46,9 |
Суммарная за год: 1311 кВтч/м2
Таблица 7 Расчет прихода солнечной радиации на площадку под оптимальным углом постоянным в течении года:
|
месяц |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
|
n |
17 |
47 |
75 |
105 |
135 |
162 |
198 |
228 |
258 |
288 |
318 |
344 |
|
Tмес, дн |
31 |
28 |
31 |
30 |
31 |
30 |
31 |
31 |
30 |
31 |
30 |
31 |
|
do |
-20,9 |
-13,0 |
-2,4 |
9,4 |
18,8 |
23,1 |
21,2 |
13,5 |
2,2 |
-9,6 |
-18,9 |
-23,0 |
|
β o |
31,3 |
31,3 |
31,3 |
31,3 |
31,3 |
31,3 |
31,3 |
31,3 |
31,3 |
31,3 |
31,3 |
31,3 |
|
wЗГ |
66,3 |
76,0 |
87,5 |
100,0 |
110,9 |
116,6 |
114,0 |
104,6 |
92,3 |
79,8 |
68,9 |
63,5 |
|
wЗb |
66,3 |
76,0 |
87,5 |
92,6 |
95,3 |
96,6 |
96,0 |
93,7 |
90,6 |
79,8 |
68,9 |
63,5 |
|
Кпр |
2,47 |
1,91 |
1,48 |
1,16 |
0,99 |
0,92 |
0,95 |
1,08 |
1,34 |
1,75 |
2,30 |
2,69 |
|
ЭSГ ,кВтч/м2 |
1,025 |
1,583 |
2,739 |
4,308 |
5,65 |
6,461 |
6,381 |
5,581 |
4,183 |
2,525 |
1,089 |
0,794 |
|
К0 = ЭSГ/Э0 |
0,329 |
0,341 |
0,407 |
0,477 |
0,524 |
0,561 |
0,573 |
0,575 |
0,554 |
0,481 |
0,298 |
0,292 |
|
ЭДГ/ЭSГ, о.е |
0,556 |
0,54 |
0,457 |
0,39 |
0,349 |
0,321 |
0,312 |
0,31 |
0,326 |
0,386 |
0,598 |
0,608 |
|
r |
0,32 |
0,23 |
0,18 |
0,16 |
0,17 |
0,17 |
0,17 |
0,17 |
0,17 |
0,17 |
0,17 |
0,22 |
|
КS |
1,636 |
1,397 |
1,238 |
1,083 |
0,98 |
0,935 |
0,955 |
1,047 |
1,215 |
1,444 |
1,492 |
1,633 |
|
Эсутb, кВтч/м2 |
1,677 |
2,213 |
3,391 |
4,667 |
5,535 |
6,042 |
6,096 |
5,843 |
5,085 |
3,647 |
1,624 |
1,298 |
|
Эмесb, кВтч/м2 |
51,98 |
61,95 |
105,1 |
140 |
171,6 |
181,3 |
189 |
181,1 |
152,5 |
113,1 |
48,73 |
40,22 |
Суммарная за год: 1437 кВтч/м2
Таблица 8 Расчет прихода солнечной радиации на площадку под оптимальным углом постоянным в течении каждого месяца:
|
месяц |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
|
n |
17 |
47 |
75 |
105 |
135 |
162 |
198 |
228 |
258 |
288 |
318 |
344 |
|
Tмес, дн |
31 |
28 |
31 |
30 |
31 |
30 |
31 |
31 |
30 |
31 |
30 |
31 |
|
do |
-20,9 |
-13,0 |
-2,4 |
9,4 |
18,8 |
23,1 |
21,2 |
13,5 |
2,2 |
-9,6 |
-18,9 |
-23,0 |
|
β o |
67,9 |
56,7 |
43,6 |
27,1 |
12,6 |
3,4 |
8,1 |
22,4 |
39,8 |
55,7 |
61,2 |
67,1 |
|
wЗГ |
66,3 |
76,0 |
87,5 |
100,0 |
110,9 |
116,6 |
114,0 |
104,6 |
92,3 |
79,8 |
68,9 |
63,5 |
|
wЗb |
66,3 |
76,0 |
87,5 |
93,3 |
103,2 |
113,4 |
107,8 |
96,1 |
90,3 |
79,8 |
68,9 |
63,5 |
|
Кпр |
3,26 |
2,25 |
1,55 |
1,16 |
1,03 |
1,00 |
1,01 |
1,09 |
1,36 |
1,99 |
2,92 |
3,64 |
|
ЭSГ ,кВтч/м2 |
1,025 |
1,583 |
2,739 |
4,308 |
5,65 |
6,461 |
6,381 |
5,581 |
4,183 |
2,525 |
1,089 |
0,794 |
|
К0 = ЭSГ/Э0 |
0,329 |
0,341 |
0,407 |
0,477 |
0,524 |
0,561 |
0,573 |
0,575 |
0,554 |
0,481 |
0,298 |
0,292 |
|
ЭДГ/ЭSГ, о.е |
0,556 |
0,54 |
0,457 |
0,39 |
0,349 |
0,321 |
0,312 |
0,31 |
0,326 |
0,386 |
0,598 |
0,608 |
|
r |
0,32 |
0,23 |
0,18 |
0,16 |
0,17 |
0,17 |
0,17 |
0,17 |
0,17 |
0,17 |
0,17 |
0,22 |
|
КS |
1,929 |
1,506 |
1,26 |
1,085 |
1,015 |
1,001 |
1,005 |
1,056 |
1,226 |
1,558 |
1,661 |
1,916 |
|
Эсутb, кВтч/м2 |
1,977 |
2,384 |
3,451 |
4,676 |
5,732 |
6,466 |
6,416 |
5,895 |
5,129 |
3,935 |
1,809 |
1,522 |
|
Эмесb, кВтч/м2 |
61,3 |
66,76 |
107 |
140,3 |
177,7 |
194 |
198,9 |
182,8 |
153,9 |
122 |
54,26 |
47,18 |
Суммарная за год: 1506 кВтч/м2
|
Итог выбора оптимального угла: |
|
Эгод, кВтч/м2 |
% | ||||||||
|
|
|
|
|
|
угол крыши β = |
60 |
1311 |
- | |||
|
|
|
|
|
|
угол постоянный в течении года β = |
30,97 |
1437 |
9,6 | |||
|
|
|
|
|
|
угол постоянный в течении месяца β = |
Var |
1506 |
14,9 | |||
По результатам расчета заметно ,что приход суммарной солнечной радиации на площадку при изменение ее наклона меняется. Если проводить слежение за солнцем и изменять угол на наклона на оптимальный угол для каждого месяца, то приход суммарной солнечной радиации стремится к своему максимально возможному значению.
Установка дополнительных устройств для изменения угла наклона в течении года даст прирост годовой выработки на 14,9%, что довольно существенно(>5%). Так как угол крыши сильно отличается от угла наклона СФЭУ, то принято решение сварить металлический каркас, который поможет реализовать монтаж оборудования.
