Повышение коэффициента полезного действия солнечных энергетических установок за счет локализации солнечной энергии
https://doi.org/10.21122/1029-7448-2021-64-1-15-26
Аннотация
В статье представлен анализ развития солнечной энергетики в странах Европы и Республике Беларусь в 2020 г. Предложен алгоритм повышения коэффициента полезного действия для солнечных энергетических установок (СЭУ) за счет локализации солнечной траектории в зависимости от широты и долготы местности. В частности, с учетом угла положения Солнца над горизонтом и угла азимута Солнца рассчитано повышение КПД СЭУ для Республики Беларусь. На основе данного алгоритма написана программа, позволяющая построить диаграмму солнечной траектории. Проведен анализ степени локализации солнечной энергии для дней солнцестояния в шести белорусских областных центрах. Выявлено, что самая высокая интенсивность солнечного излучения наблюдается в Бресте и Гомеле, средняя – в Гродно, Минске и Могилеве, низкая – в Витебске. Проведен сравнительный анализ солнечных траекторий для Берлина (Германия), Гомеля и Бреста. Разработаны рекомендации для эффективной работы СЭУ в течение года в автономном и комбинированном режимах в областных городах Республики Беларусь. Полученные численные расчеты солнечной траектории позволяют проводить оптимизацию ориентации солнечных панелей для стационарно установленных панелей и автоматизированных систем слежения за Солнцем, а также подбор оптимальной комплектации оборудования энергетической установки для любой географической местности.
Об авторах
В. И. МирончукБеларусь
г. Минск
А. А. Вельченко
Беларусь
Адрес для переписки: Вельченко Анна Александровна – Белорусский национальный технический университет, просп. Независимости, 65, 220013, г. Минск, Республика Беларусь. Тел.: +375 17 293-95-61 anna.velchenko@gmail.com
Список литературы
1. Jeger-Waldau А. PV Status Report 2017. Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2017. 90 p.
2. Марончук, И. И. Солнечные элементы: современное состояние и перспективы развития / И. И. Марончук, Д. Д. Саникович, В. И. Мирончук // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2019. Т. 62, № 2. С. 105-123. https://doi.org/10.21122/ 1029-7448-2019-62-2-105-123.
3. Нгуен, Т.Н. Оценка эффективности работы солнечной электростанции на крыше здания в Ханое / Т. Н. Нгуен, В. Д. Сизов, М. Ф. Ву, Т. Т. Ку // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2020. Т. 63, № 1. С. 30–41. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2020-63- 1-30-41
4. Best Research – Cell Efficiencies [Electronic resource]. Mode of access: https://commons.wikimedia.org/wiki/File: Best_Research-Cell_Efficiencies.png. Date of acces: 20.02.2018.
5. О возобновляемых источниках энергии [Электронный ресурс]: Закон Республики Беларусь, 27 декабря 2010 г., № 204-З. – Режим доступа: https://kodeksy-by.com/zakon_rb_o_vozobnovlyaemyh_istochnikah_energii.htm. Дата доступа: 25.01.2020.
6. Государственная программа ”Энергосбережение“ на 2016–2020 годы (в редакции Постановления СМ РБ от 31.12.2019 №972) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://energoeffekt.gov.by/programs/govporgram20162020/2016-2020. – Дата доступа: 02.02.2020.
7. Обухов, С. Г. Повышение эффективности комбинированных автономных систем электроснабжения с возобновляемыми источниками энергии: автореф. дис. … д-ра тех. наук: 05.14.02 / С. Г. Обухов. Томск, 2013. 41 с.
8. Шерьязов, С. К. Методология рационального сочетания традиционных и возобновляемых энергоресурсов в системе энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей: дис. … д-ра тех. наук: 05.20.02 / С. К. Шерьязов. Челябинск, 2011. 398 с.
9. Стребков, Д. С. Солнечные электростанции: концентраторы солнечного излучения: учеб. пособие для вузов / Д. С. Стребков, Э. В. Тверьянович; под. ред. Д. С. Стребкова. 2-е изд., испр. М..: Издательство Юрайт, 2019. 265 с. (Серия: Авторский учебник).
10. Лукутин, Б.В. Системы электроснабжения с ветровыми и солнечными электростанциями: учебное пособие / Б. В. Лукутин, И. О. Муравлев, И. А. Плотников. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2015. 128 с.
11. Солнечная энергетика: учеб. пособие для вузов / В. И. Виссарионов [и др.]; под ред. В. И. Виссарионова. М.: Издательский дом МЭИ, 2008. 317 с.
12. Quaschning, V. Regenerative energiesysteme / V. Quaschning. 10 aktualisierte und erweiterte Auflage. München: Carl Hanser Verlag, 2019. 468 с. https://doi.org/10.3139/9783446461147.fm
13. Мирончук, В. И. Алгоритм расчета солнечной траектории в течении дня для нескольких областных центров Республики Беларусь / В. И. Мирончук, А. А. Вельченко, В. М. Андрианов // Энергосбережение – важнейшее условие инновационного развития АПК: материалы Междунар. науч.-техн. конф., Минск, 19–20 декабря 2019 г. Минск: БГАТУ, 2019. С. 105–107.
14. Мирончук, В. И. Методика расчета солнечной энергетической станции с учетом климатических условий местности / В. И. Мирончук, В. М. Андрианов, А. А. Вельченко // Энергосбережение – важнейшее условие инновационного развития АПК: сборник научных статей Международной научно-технической конференции, Минск, 23–24 ноябрь 2017 г. Минск: БГАТУ,2017. С. 122–123.
Рецензия
Для цитирования:
Мирончук В.И., Вельченко А.А. Повышение коэффициента полезного действия солнечных энергетических установок за счет локализации солнечной энергии. Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2021;64(1):15-26. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2021-64-1-15-26
For citation:
Mironchuk V.I., Velchenko A.A. Increasing the Efficiency Factor of Solar Power Plants Due to Solar Energy Localizing. ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations. 2021;64(1):15-26. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/1029-7448-2021-64-1-15-26