Презентация работы - МКОУ "Поспелихинская сельская СОШ"

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение
Поспелихинская сельская средняя общеобразовательная школа
Исследовательская работа на тему:
Использование солнечной энергии для
автономного электроснабжения жилых
помещений
Автор: Стрельцов Владислав, ученик 8 класса
МКОУ «Поспелихинская сельская СОШ»
Учитель: Стрельцов Игорь Александрович, учитель
физики МКОУ «Поспелихинская сельская СОШ»
Объект исследования
Автономное электроснабжение жилого
помещения.
Предмет исследования
Возможность осуществления бесперебойного
электроснабжения жилого помещения с
использованием солнечной энергии,
преобразованной и запасенной в виде
электроэнергии.
Гипотеза
Количество электроэнергии, вырабатываемой
с помощью фотоэлектрических
преобразователей солнечной энергии
(солнечных батарей) в нашей местности,
позволит отказаться от централизованного
производства и распределения
электроэнергии.
Цель исследования
Доказать возможность (или невозможность)
эффективного автономного энергоснабжения
в нашей местности при помощи солнечной
энергии.
Задачи исследования
1. Проанализировать источники информации по теме исследования.
2. Провести исследования:
– мониторинг среднемесячного и среднесуточного расхода
электроэнергии в жилом помещении;
– измерить мощность солнечных батарей в разное время суток;
– проанализировать количество солнечных дней в году
3. Изучить среднесуточную выработку электроэнергии различными
комплектами солнечных электростанций.
4. Провести сравнительный анализ рентабельности и окупаемости
солнечных электростанций.
Практическая значимость
В случае, если предположения будут верны,
решится проблема получения бесплатной,
экологически чистой электроэнергии, отпадет
необходимость передачи электроэнергии по
проводам, сопряжённая с большими
потерями энергии.
Электрическая энергия
Самый «чистый» вид энергии.
Легко преобразуется в другие виды энергии
(световая, тепловая, механическая).
Большинство бытовых приборов используют
её в своей работе.
Основные источники получения
электроэнергии: ГЭС, ТЭС, АЭС и другие.
Солнечная энергия
За 20 минут Солнце дает Земле столько
энергии, которое Человечество производит в
течение года.
Схема преобразования солнечной
энергии
Солнечная
батарея
Контроллер
заряда
Инвертор
Аккумуляторная
батарея
Среднегодовое потребление
электроэнергии
Месяц
Расход кВт*ч
2011 год
январ феврал
апрел
сентяб октяб ноябр декаб
ь
ь
март ь
май июнь июль август рь
рь
ь
рь
итого
202
1921,00
160,08
Средний расход
эл.энергии в сутки
(кВт*ч)
4,84
2,57 5,55 6,37 5,29 5,57 4,58 5,39 6,67 3,90 5,77 6,52
Оплата за
312,9
358,7 398,4 342,1 348,3 296,2 348,3
252,4 360,8 421,3
электроэнергию (руб.)
0 150,19
9
3
0
6
1
6 417,20
1
8
7
4007,21
333,93
Месяц
150
72
172
191
164
167
142
167
200
121
173
среднее
2012 год
январ феврал
апрел
сентяб октяб ноябр декаб
ь
ь
март ь
май июнь июль август рь
рь
ь
рь
итого
Расход
электроэнергии
(кВт*ч)
100
216 180 192 148 142 135 150
47 250 194 210
Средний расход
эл.энергии в сутки
(кВт*ч)
3,23
7,71 5,81 6,40 4,77 4,73 4,35 4,84 1,57 8,06 6,47 6,77
Оплата за
208,6
375,4 400,5 308,7 296,2 281,6 312,9
521,5 404,6 438,0
электроэнергию (руб.)
0 450,58
8
1
3
1
1
0 98,04
0
8
6
среднее
1964,00
163,67
4096,90
341,41
Неравномерность энергопотребления в большей мере связана с
нерегулярностью снятия показаний счетчика электроэнергии.
Среднесуточная потребленная электроэнергия за 2011-2012 год
9.00
Электроэнергия (кВт*ч)
8.00
7.00
6.00
5.00
2011 год
2012 год
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
Месяц года
Максимум энергопотребления приходиться на осенне-зимний период.
Количество ясных и малооблачных дней в
2012 году
25
23
количество ясных
дней
21
20
20
19
19
19
18
18
17
14
15
10
10
10
5
0
январь
март
май
июль
сентябрь
ноябрь
Общее число ясных и малооблачных дней – 208.
По данным сайта http://rp5.ru/34091/ru - погода (архив погоды) c.
Поспелиха.
Измерение мощности солнечной
батареи БСК – 1
Установка для измерения:
БСК-1, магазин сопротивлений 10100 Ом, амперметр М42170,
вольтметр М42172, вольтомметр
Ц4286, ключ, соединительные
провода.
Измерение максимальной
мощности (лучи света
падают перпендикулярно
поверхности солнечной
батареи).
Изменение мощности в ясный весенний день
35
30
25
P, (мВт) батарея лежит
горизонтально
20
P, (мВт) плоскость батареи
перпендикулярна
солнечным лучам
15
10
5
0
8-00
9-00
10-00 12-30 13-30 14-30 15-30 17-30 19-30 20-30
Мощность вырабатываемой электроэнергии зависит от угла подъёма Солнца
над горизонтом.
Наибольшее значение мощности получено, когда плоскость батареи
перпендикулярна солнечным лучам.
Изменение мощности в пасмурный весенний день
14
12
10
P, (мВт) батарея лежит
горизонтально
8
P, (мВт) батарея
ориентирована в
направлении Солнца
6
4
2
0
9-30
10-30 11-30
12-30
13-30
14-30
15-30
16-30
18-00
19-00
Мощность вырабатываемой электроэнергии уменьшается с уплотнением
облаков.
При очень сильной облачности горизонтально лежащая батарея вырабатывает
больше электроэнергии, чем ориентированная на Солнце.
Размеры БСК-1
Длина – 11 см
Ширина – 17 см
Площадь - 187 см2
Размеры крыши
Длина – 10 м
Ширина – 6 м
Площадь – 60 м 2
На крыше уместится - 3209 батарей БСК-1,
общей мощностью от 20 Вт до 70 Вт (оценка).
Распределение вырабатываемой среднесуточной
электроэнергии по месяцам (кВт*ч)
Комплект и
вырабатываетая им
электроэнергия
янва феврал
апре
авгус сентя октяб нояб дека
март
май июнь июль
рь
ь
ль
т
брь рь
рь
брь
"Оптимум" 940/3000
1,6
2,5
3,6
«Независимость»
2115/6000
3,2
5,6
8,1
4
5
5
4,9
4,3
3
2,2
1,4
1,1
9,4 11,2 11,2 11,1
9,8
6,8
4,8
3,1
2,8
Максимум выработки электроэнергии приходится на летние месяцы. В
зимние месяцы (с октября по февраль) с потребляемой мощностью не
справляется даже комплект «Независимость».
Стоимость и окупаемость
комплектов энергоснабжения
Комплект
Мощность (нагрузки
максимальная), Вт
Стоимость (без
установки)
Окупаемость (лет)
"Оптимум"
940/3000
"Независимость"
2115/6000
3000
6000
185 100,00р.
453 500,00р.
46
112
Окупаемость приведена с учетом среднегодовой оплаты за
электроэнергию по существующим тарифам – 4 100 рублей в год
(среднее за 2 года).
Выводы
1. В результате проведенного исследования
выяснено, что материальная база для
осуществления бесперебойного электроснабжения
с помощью солнечной энергии существует.
2. Необходимые мощности можно нарастить при
помощи увеличения числа солнечных модулей.
3. Стоимость полученной при этом электроэнергии
во много раз превосходит стоимость
электроэнергии, получаемой централизованно.
4. Данный способ получения электроэнергии можно
применять в летнее время там, куда трудно
провести линии электропередач.
Литература.
 Перышкин А.В. Физика-8.-М.: Дрофа, 2010
 Г.Я Мякишев, Б.Б. Буховцев, В.М. Чаругин . Физика-11.-М.:




Просвещение, 2010
Википедия «Солнечная батарея»
Гелиос-Ресурс. Эффективное энергосбережение.html
Солнечная энергетика Sun Shines. Проектирование и
монтаж систем автономного и резервного
электроснабжения на основе солнечных батарей
http://rp5.ru/34091/ru - погода (архив погоды) п.
Поспелихинский