Задача 2.2.
реклама
Задача 3 Использование энергии солнца для получения электрической энергии Условия задачи Определить характеристики СМ типа PSM4-150 на кремниевых монокристаллических солнечных элементах и рассчитать его К.П.Д. в зависимости от мощности. Рассчитать выработку электроэнергии солнечной батареей, состоящей из m модулей на площадке, расположенной под углом β к горизонту в заданный период времени для условий Южного Урала. Определить процент валового потенциала солнечной радиации, используемого солнечным модулем на 1 м² этого модуля. Рассчитать долю электроэнергии, вырабатываемой за счет использования солнца с учетом данных задачи №1 о годовом потреблении электроэнергии. Сделать выводы о целесообразности использования СМ для получения электрической энергии в условиях Южного Урала. Данные для расчета взять из табл. П 3.1 и П 3.2 Приложения 3. Методика расчета 1. К.П.Д. одного солнечного модуля определяется: P Pпол , где Р – мощность , определяемая по ВАХ солнечного модуля (Рис. П 3.1. приложения 3). Для удобства расчетов СМ данные ВАХ рекомендуется внести в таблицу, отметив точки холостого хода и короткого замыкания. Результаты расчета основных энергетических характеристик СМ I, A U, B P, Вт η, % Полезная мощность Рпол определяется: Pпол R FСМ Вт, где R – уровень освещенности, Вт/м² (Приложение 3, рис.П.3.1); FСМ – площадь солнечного модуля, которая определяется по выражению: , м² F F nK СМ CЭ зап где FСЭ – площадь одного солнечного элемента, м²; n – количество солнечных элементов в модуле; Кзап – коэффициент заполнения солнечными элементами площади солнечного модуля. Значения FСЭ , n и Кзап взять из табл. П.3.3. Приложения 3. По данным таблицы построить зависимость η=f(P). Определить максимальное значение К.П.Д. при соответствующем значении мощности. Выработка электрической энергии солнечным модулем в i-том месяце определяется: Эi Эв ал FСМ m К К t m P m , Э кВтּч где Эвал – валовой удельный приход солнечной радиации на рассматриваемую площадку, кВт· ч/м² (табл.П. 3.2); m – количество модулей в солнечной батарее; ηК – К.П.Д. кремниевого солнечного элемента (берется максимальное значение по ВАХ СМ); Кt – коэффициент, учитывающий влияние температуры солнечного модуля на его К.П.Д.; mP , mЭ – соответственно потери мощности, определяемые последовательным соединением элементов и передачей энергии до потребителя. Коэффициент, учитывающий влияние температуры солнечного модуля на его К.П.Д. определяется из выражения: Кt= 1-[α(Т-То)], где Т – температура окружающей среды для заданного месяца, ºК; Т0 – стандартная температура солнечного элемента ºК; α – градиент изменения К.П.Д. СЭ от изменения температуры. Для кремниевых солнечных элементов он определяется: К 120 где ηК – К.П.Д. солнечного элемента для расчетных условий (берется максимальное значение). Выработка электрической энергии рассчитывается для месяцев, указанных в задании. 3. Процент использования валового потенциала определяется отношением полученной выработки электрической энергии солнечным модулем на 1м² модуля к валовому удельному приходу солнечной радиации для каждого месяца. Эi И 100% Эвал.i 4.С учетом данных задачи №1 по потреблению электрической энергии, доля энергии, получаемой за счет использования энергии солнца, составит: Эс D 100% П где Эс – суммарное производство электроэнергии солнечными модулями за рассматриваемый период, П –потребление электроэнергии с учетом энергосберегающих мероприятий (задача №1) за этот же период Сделать вывод о целесообразности использования солнечных модулей для получения электрической энергии в условиях Южного Урала за рассматриваемый период
