Солнечные электростанции и программные комплексы для их моделирования

Введение 3
1. Способы преобразования энергии солнца и элементы солнечных электростанций (СЭС) 5
2. Применение солнечной энергетики 9
3. Программные комплексы для моделирования солнечных электростанций 12
3.1. HOMER 12
3.2. HOGA 13
3.3. HYPORA 14
3.4. PVsyst 15
4. Преимущества и недостатки программных (расчетных) комплексов 21
Заключение 23
Список литературы 24

Весь текст будет доступен после покупки

Значимость солнечной энергетики регулярно увеличивается, так как солнечная энергия является экологически чистой. Второй фактор актуальности применения солнечной энергии состоит в её ресурсоемкости, так как всего за 9 минут Земля приобретает больше энергии от Солнца, чем человечество производит за весь год.
Солнечная энергия в сознании стандартного потребителя ассоциируется с панелями на крышах, позволяющими получить энергонезависимость и, иногда, несущественно снижающих счета за электричество.
Солнечная энергетика является одной из самых крупных и перспективных составляющих альтернативной энергетики и области использования возобновляемых источников энергии. В наше время различается три основных способа использования энергии солнца: генерирование электроэнергии, получение сосредоточенной тепловой энергии для последующего генерирования или прямой нагрев теплоносителя (обычно водного). Использование энергии Солнца на сегодня имеет преобладающее значение. Основа солнечных батарей фотоэлектрические преобразователи (ФЭП), в которых происходит преобразование радиации Солнца в электричество.
Солнечная батарея – ряд связанных фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) – полупроводниковых приборов, непосредственно преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток. Солнечные батареи имеют преимущества: общедоступность, можно использовать в любую погоду, не требуют топлива. На земле солнечные батареи применяются с целью подзарядки электромобилей, устанавливаются на крышах машин; на кровлях зданий для их энергообеспечения; для переносной электроники, для обеспечения электричеством или подзарядки; в населенных пунктах для их электрификации.
Помимо плюсов, подобные батареи имеют и минусы: сокращение производительности в облачную погоду или дождь и потребность в аккумулировании энергии.
Важной задачей является моделирование солнечных электростанций в различных программных комплексах. Расчет солнечной электростанции позволяет точно спрогнозировать объемы генерирования фотомодулями (солнечными батареями) электроэнергии для конкретных условий местности при условии, что все компоненты системы будут смонтированы и подключены верно. Инструменты для моделирования солнечных электростанций — это ряд математических уравнений, позволяющих рассчитать входную и выходную мощность для установленных фотоэлектрических компонентов, чтобы, основываясь на полученных данных, составить почасовой график генерации электроэнергии солнечными электростанциями. В дальнейшем, объединив полученные значения для разных времен года, можно с высокой точностью составить годовой график производства электроэнергии.
Целью данной работы является анализ применения солнечных электростанций и программных комплексов, предназначенных для их моделирования.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Способы преобразования энергии солнца и элементы солнечных электростанций (СЭС)
Солнечная энергетика — использование солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнечная энергетика использует возобновляемый источник энергии и в перспективе может стать экологически чистой, то есть не производящей вредных отходов. Ниже перечислены основные способы преобразования энергии солнца [1].
1) Получение электроэнергии с помощью фотоэлементов (солнечных батарей).
Преобразование энергии в фотоэлементах основано на фотовольтаическом эффекте, который возникает в неоднородных полупроводниковых структурах при воздействии на них солнечного излучения.
Эффективность преобразования зависит от электрофизических характеристик неоднородной полупроводниковой структуры, а также оптических свойств фотоэлементов, среди которых наиболее важную роль играет фотопроводимость. Она обусловлена явлениями внутреннего фотоэффекта в полупроводниках при облучении их солнечным светом.
В составе любой солнечной электростанции (СЭС) присутствуют одни и те же элементы. Они представлены ниже [2]:
1. Солнечные батареи. Они требуются для преобразования солнечной энергии в электрический ток. Солнечные батареи состоят из фотоэлектрических элементов. Изменяя число фотоэлементов, можно менять мощность и напряжение батареи.
2. Аккумулятор. Один или несколько аккумуляторов необходимы для накопления электрической энергии, поскольку выработка ток у солнечных батарей непостоянна во времени. Аккумуляторы будут отдавать накопленную

Весь текст будет доступен после покупки

1. Солнечная энергетика [Электронный ресурс]: / Википедия – свободная энциклопедия – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Солнечная энергетика
2. Лукутин Б. В. Системы электроснабжения с ветровыми и солнечными электростанциями: учебное пособие / Б. В. Лукутин, И. О. Муравлев, И. А. Плотников. – Томск : Издательство ТПУ, 2015.
3. Дюсьмикеев А. Б. Базовые принципы солнечной энергетики для проектирования и строительства солнечных электростанций / научная статья / Издательство г. Минск, 2016.
4. Minna Ranjeva Design Optimization of a Hybrid, Small, Decentralized Power Plant for Remote/Rural Areas / Anil K. Kulkarni, Ranjeva Minna // Energy Procedia. — 2012. — V. 20. — P. 258 – 270.
5. Программный комплекс оптимизации гибридных систем HOMER [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.homerenergy.com/
6. Специализированный программный продукт для проектирования фотоэлектрических станций [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.pvsyst.com
7. Инструменты для моделирования солнечных электростанций [Электронный курс]. – Режим доступа: https://avenston.com/ru/articles/performance-modeling-tools-overview/

Весь текст будет доступен после покупки