Статья опубликована в рамках: LXXI Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 15 ноября 2018 г.)
Наука: Технические науки
Секция: Энергетика
Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции
ПРОГРАММА ПО РАСЧЁТУ ПОТЕНЦИАЛОВ ЕСТЕСТВЕННЫХ ПОТОКОВ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ НА ЗАДАННОЙ ТЕРРИТОРИИ
Для определения рентабельности использования солнечных фотоэлектрических установок на заданной территории необходимо знать ВВП и технический потенциал солнечной энергии, которые рассчитываются для каждой территории в зависимости от широты и долготы.
Для расчета значений валовых и технических потенциалов солнечной энергии при предполагаемом использовании СФЭУ и солнечных коллекторов на территории, и суточные значения солнечной радиации для характерных дней каждого месяца, была написана компьютерной программы.
При реализации компьютерной программы в качестве языка программирования, был выбран язык Delphi, это позволило сделать отдельную независимую программу, расчет и построение графиков в которой проводиться на основе описанной методики [1]. Программа позволяет произвести автоматизированный расчет для наиболее характерных случаев – отсутствие достоверных натурных актинометрических наблюдений в заданной точке. Для удобства и быстроты работы в каждой части создана база данных по территории, в которой хранятся все необходимые справочные величины.
В программе рассчитываются основные энергетические характеристики фотоэлектрических модулей с учетом различной ориентации приемника в пространстве. Для месячного и годового потока солнечной суммарной радиации на горизонтальную площадку расчет производится по формуле Ангстрема (1).
). (1)
– доля пропущенной солнечной радиации в j-ый месяц года, в определенном месте.
– доля задержанной солнечной радиации.
– фактическое время солнечного сияния для определенного месяца.
– теоретическое время солнечного сияния для определенного месяца.
Так же применяется метод Лю и Джордана при расчете среднемесячного потока солнечной радиации на наклонную площадку. Учитывается влияние таких погодных факторов как: задержка облаками солнечной радиации, длительность солнечного сияния, прозрачность и ясность неба.
По итогам всех вычислений осуществляется - расчет основных энергетических характеристик солнечной фотоэлектрической установки с заданным техническими параметрами и вольт - амперной характеристикой, а так же технического потенциала солнечной фотоэнергетики без использования концентраторов.
Для удобства и быстроты работы интерфейс программы был разделен на две части с различными режимами. В каждой части создана база данных, в которой хранятся все необходимые коэффициенты необходимые для расчетов.
Для более быстрого расчета в первой части программы формируется таблица 1, которая заполняется для заданного города. По результатам данных таблицы можно определить ВВП и технический потенциал в каждом месяце года. Данный режим был реализован для того, чтобы, не углубляясь в теоретическую часть перейти непосредственно к результату вычислений.
Таблица 1.
Пример расчета для города Сулак
Во второй части программы расчет разделен по пунктам, которые можно выбрать в основном меню программы, и произвести расчет любого параметра, который участвует в общем, расчете отдельно.
· Расчет склонение солнца, часового угла солнца и продолжительности солнечного сияния в течении суток в заданной точке.
· Расчет изменения мощности потока солнечной радиации в течение суток и поток СР за данные сутки на горизонтальную площадку.
· Расчет изменения максимальной суточной прямой солнечной радиации в течение года и потока СР за год на горизонтальную площадку.
· Расчет месячного и годового потока суммарной СР на горизонтальную площадку по формуле Ангстрема.
· Расчет диффузной составляющей СР по заданному значению суммарной радиации на горизонтальную площадку.
· Расчет среднемесячного угла падения прямого, диффузного и отраженного от земли солнечного излучения.
· Расчет среднемесячного потока солнечной радиации на наклонную площадку по методу Лю и Джордана.
· Расчет оптимального угла установки приемника СР в течение года для заданных пяти возможных его положений.
· Расчет угла падения солнечного излучения для заданной ориентации приемника.
· Расчет основных энергетических характеристик солнечной фото энергетической установки с заданным техническими параметрами и вольт - амперной характеристикой.
· Расчет технического потенциала солнечной фото энергетики без использования концентраторов.
Предусмотрено вычисление коэффициента пересчета данных по солнечной радиации с горизонтальной площадки на наклонную, для трех характерных ориентаций ФЭП преобразователя 
. На рис.1 приведен график изменение коэффициента пересчета в течении года для города Ижевск.
Рисунок1. Изменение коэффициента пересчета в течении года
Список литературы:
- Г.В. Дерюгина, В.А. Кузнецова, О.Г. Лушников, Н.К. Малинин. Лабораторно-практическая работа по курсу «Нетрадиционные источники энергии». Солнечная энергетика: методы расчета основных категорий потенциала солнечной энергетики. – М.: Издательство МЭИ, 1997. – 17 с.
- В.И. Виссарионов, Г.В. Дерюгина, В.А. Кузнецова, Н.К. Малинин. Солнечная энергетика: учебное пособие для вузов. – М.: Издательство МЭИ, 2008. – 276 с.
- Ю.П. Переведенцев, А.А. Николаев. Климатические ресурсы солнечной радиации и ветра на территории среднего Поволжья и возможность их использования в энергетике. – Казань: Изд. «Отечество», 2002. - 122 с.
- П.П. Безруких, Ю.Д. Арбузов, Г.А. Борисов, В.И. Виссарионов, В.Н. Евдокимов, Н.К. Малинин, Н.В. Огородов, В.Н. Пузанов, Г.И. Сидоренко, А.А. Шпак. Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников энергии в России. – СПб.: Наука, 2002. - 314 с.
- В.И. Виссарионов, Г.В. Дерюгина, С.В. Кривенкова, В.А. Кузнецова, Н.К. Малинин. Расчет ресурсов солнечной энергетики: учебное пособие по курсам «Теоретические основы энергетики возобновляемых источников», «Проектирование и эксплуатация СЭС и ВЭС» - М.: Издательство МЭИ, 1998. – 57 с.
- В.И. Виссарионов, Г.В. Дерюгина, В.А. Кузнецова, В.В Бояркин, Н.К. Малинин. Методическое пособие по курсовому и дипломному проектированию по специальностям «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии» и «Гидроэлектроэнергетика». Технико-экономические характеристики солнечной энергетики на основе фотоэлектрических установок (справочные материалы). - М.: Издательство МЭИ, 1996. – 56 с.
Оставить комментарий