Использование солнечных фотоэлектрических электростанций для водоснабжения автономных потребителей

РЕФЕРАТ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЭНЕРГЕТИКИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ
1.1 Характеристика возобновляемых и невозобновляемых
источников энергии
1.2 Характеристика солнечного модуля
1.3 Характеристика аккумуляторной батареи
1.4 Характеристика регуляторов заряда-разряда
1.5 Характеристика инвертора
1.6 Фотоэлектрическое преобразование солнечной энергии
2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СОЛНЕЧНОЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
2.1 Разработка функциональной схемы
2.2 Основные элементы водоподъёмной системы
2.3 Математическая модель фотоэлектрического модуля
2.4 Математическая модель аккумуляторной батареи

Весь текст будет доступен после покупки

Солнечное излучение с энергетической и термодинамической точки зрения является высококачественным первичным источником энергии, допускающим принципиальную возможность ее преобразования в другие виды энергии (электрическую энергию, тепло и др.) с высоким коэффициентом полезного действия.
Водоснабжение автономных потребителей, удаленных от электрических сетей за счет альтернативных источников энергии (энергии солнца) является одной из важнейших задач, вытекающей из Указа Президента от 04.06 2008 года № 889 «О повышении экологической и энергетической эффективности Российской экономики до 2020 года» и Федеральный Закон от 23.11.2009 г. № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».
Актуальность работы. Анализ существующих отечественных и зарубежных разработок в области солнечной энергетики показывает, что имеется ряд проблем, снижающих эффективность использования ветроэнергетических установок в системах автономного электроснабжения сельскохозяйственных потребителей.

Весь текст будет доступен после покупки

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЭНЕРГЕТИКИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ

1.1 Характеристика возобновляемых и невозобновляемых
источников энергии

Первым вестником энергетического кризиса был кризис 70-х годов. С этого момента интерес к возобновляемым источникам энергии значительно возрос. Истощение запасов природных невозобновпяемых источников энергии (нефть, газ, уголь и уран) и экологическая опасность от эксплуатации атомных и теплоэлектростанций только способствовали этому. К возобновляемым источникам энергии, прежде всего, относятся: солнечная энергия, энергия ветра, гидроэнергия, энергия биомассы. Преобразование солнечной энергии в доступные для использования виды осуществляется двумя способами: фотоэлектрическим (прямое преобразование световой энергии в электрическую) и фототермическим (преобразование световой энергии в тепловую, а затем при необходимости, например, с помощью пара, в электрическую). При использовании возобновляемых источников решается проблема ограниченности ресурсов энергии.
В таблице 1.1 приведены значения потенциальной энергии возобновляемых и невозобновляемых источников энергии (в триллионах тонн условного топлива в год).
Ресурсы любого из этих источников энергии достаточны для удовлетворения потребностей человечества в настоящем и будущем. Их повсеместное использование позволит решать и проблемы экологии.
В таблице 1.2 приведены удельные мощности разных типов электростанций (с учетом площадей, занимаемых сооружениями и зданиями).
При расчетах принималось, что все земли имеют одинаковую стоимость.
Для тепловых и атомных станций учитывались территории, занятые под добычу угля и руды. Площади производств строительных и конструкционных материалов не учитывались – они приблизительно одинаковы для всех типов станций. Ожидается уменьшение удельной мощности атомных станций за счет увеличения территорий, занятых под захоронение отходов. Для солнечных станций (особенно фотоэлектрических) данный показатель должен увеличиваться за счет увеличения КПД преобразователей и большего использования возможности размещения их на крышах зданий.
Показатель энергоотдачи определяется как отношение количества энергии, выработанной системой за срок службы, к количеству энергии, затраченной на производство материалов и оборудования (для этой системы). Энергоотдача – основной (с точки зрения будущего полного перехода на возобновляемые источники энергии) показатель, т.к. характеризует реальный прирост энергии к общему балансу (таблица 1.3).
Из таблицы видно, что лучшую энергоотдачу имеют солнечные станции (в перспективе ожидается, что значение еще улучшится). При использовании фотоэлектричества мы получаем возобновляемую энергию и расходуем минимальное количество невозобновляемых материалов (все материалы, кроме, например, древесины). Более того, запасы основного материала – кремния (для изготовления стекла и солнечных элементов) достаточно велики. Фотоэлектрические преобразователи обладают значительными преимуществами:
– не имеют движущихся частей, что упрощает обслуживание, снижает его стоимость и увеличивает срок службы (вероятно, он будет достигать 100 лет – проблема не в самих преобразователях, а в герметизирующих материалах) при незначительном снижении эксплуатационных характеристик;
– эффективно используют прямое и рассеянное (диффузное) солнечное излучение;
– не требуют высокой квалификации обслуживающего персонала;
– пригодны для создания установок практически любой мощности.

Весь текст будет доступен после покупки

-

Весь текст будет доступен после покупки