ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» Солнечная энергия
УРАВНЕНИЕ РАДИАЦИОННОГО БАЛАНСА B= S′ + D – RK + Eσ – ES; B= Q – RK – EЭФ S′– прямая солнечная радиация; D – рассеянная солнечная радиация; RK – отраженная коротковолновая радиация; Eσ – противоизлучение атмосферы; ES – собственное излучение земной поверхности; EЭФ – эффективное излучение; Q – суммарная солнечная радиация.
МЕРЫ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ Интенсивность радиации выражается в Ваттах на 1 м 2 (Вт/м 2) Количество излучения (тепловое воздействие) за промежуток времени к. Вт∙ч/м 2 или МДж/м 2 Продолжительность солнечного сияния – время, когда интенсивность солнечной радиации не менее 0, 14 к. Вт/м 2
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СОЛНЕЧНУЮ РАДИАЦИЮ ШИРОТА МЕСТА; ВРЕМЯ ГОДА И СУТОК; ПРОЗРАЧНОСТЬ АТМОСФЕРЫ; ОБЛАЧНОСТЬ; ХАРАКТЕР ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ; • ВЫСОТА МЕСТА НАД УРОВНЕМ МОРЯ; • ЗАКРЫТОСТЬ ГОРИЗОНТА. • • •
ГОДОВАЯ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ СОЛНЕЧНОГО СИЯНИЯ Станция Широта, 0 с. ш. Часы Томск 56, 5 1733 Александровское 60, 5 1700 Москва 55, 8 1582 Киев 50, 4 1786 63 2015 Хабаровск 47, 7 2025 Краснодар 45 2150 Якутск
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СОЛНЕЧНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ (СЭС) • основаны на нагревании теплоносителя солнечным излучением, преобразующим его в тепловую энергию по трем принципам: • применение рассредоточенных коллекторов; • система с центральной солнечной башней; • солнечный коллектор с центральной трубой.
УСТАНОВКА КОЛЛЕКТОРА
ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ ОТ КОЛЛЕКТОРА
УСТАНОВКА НАГРЕВАТЕЛЯ
СОЛНЕЧНЫЙ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ
ПРИМЕНЕНИЕ СОЛНЕЧНЫХ НАГРЕВАТЕЛЕЙ
ПРИМЕНЕНИЕ СОЛНЕЧНЫХ НАГРЕВАТЕЛЕЙ
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ Используют эффект прямого преобразования солнечного излучения в электрическую энергию: При облучении фотоэлементов (полупроводниковых фотодиодов) энергия полученных фотонов передается электронам – появляются свободные носители электрозарядов, создающих в р-n переходе потенциальный градиент, являющийся причиной электрического тока через электроприемник
Вольтамперные характеристики модуля I 1 0, 5 100 % освещенности 50 % освещенности U
Эффективность фотопреобразования от интенсивности солнечной радиации % 100 50 Вт/м 2 500 1000
ВОЛЬТАМПЕРНЫЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФЭС I R 1 P R 2 R 1 R 3 U U R 2 R 3 U
Структурная схема фотоэлектростанции 5 6 2 9 2 1 1 7 3 4 8 1 – солнечные панели; 2 – диоды; 3 – контроллер пиковой мощности; 4 – контроль зарядного тока; 5 – коммутатор ; 6 – автономный инвертор; 7 – зарядное устройство; 8 – аккумуляторная батарея; 9 – нагрузка.
Фотоэлектрическая станция и солнечная водонагревательная установка в сельском жилом доме.
ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ СЭ
ПРИМЕРЫ МАССОВОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЭ
БЛОК-СХЕМА СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ВГ ДГ Блок согласования СБ АБ БКУ ~ 380/220 В БУН И ~ 380/220 СБ – солнечная батарея; ВГ – ветрогенератор; ДГ – дизельгенератор; АБ – аккумуляторная батарея; БКУ – блок контроля и управления зарядом; БУН – блок управления нагрузкой; В – выпрямитель; И – инвертор.
Скачать презентацию ФГАОУ ВПО Сибирский федеральный университет Солнечная энергия
солнечная энергия.ppt