Перспективы пассивного использования солнечной энергии в России

Оценка среднедневных сумм солнечной радиации на горизонтальной поверхности за весь год для территории России. Анализ условий эффективного прямого улавливания солнечной энергии. Перспективны развития и эффективность внедрения системы косвенного обогрева.

Рубрика Физика и энергетика
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 16.03.2019
Размер файла 122,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

ПЕРСПЕКТИВЫ ПАССИВНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ В РОССИИ

Вачаева Т.А., Курмыскова И.В., Кобезский В.А.

Предпосылки применения технологии ПСО

Одним из конкурентоспособных альтернативных энергоносителей является солнечная энергия. Уже сейчас в некоторых странах солнечные энергетические установки стали обычным атрибутом жизни. За рубежом более 60 % частных и общественных плавательных бассейнов обогреваются за счет использования простейших, без остекления и тепловой изоляции, пластиковых солнечных коллекторов, а энергетическая компания Solarcity производит бесплатную установку солнечных коллекторов, окупающуюся выработанной электрической энергией с них [1]. Даже в климатических условиях Европы внедрение солнечных установок идет нарастающими темпами. Так, например, в Германии действует программа «ста тысяч солнечных крыш», финансируемая непосредственно государством [2].

В России данный вид энергии для теплоснабжения объектов используется значительно реже, чем в развитых странах. Несмотря на то, что в ряде районов, прежде всего в Краснодарском крае, Дагестане, Бурятии, в течение многих лет успешно работают солнечные водонагревательные установки, обеспечивающие горячей водой санатории, дома отдыха, больницы и жилые дома, в других регионах данный способ теплоснабжения не нашел широкого применения.

Существует устойчивое мнение, что солнечная энергия может эффективно использоваться только в южных странах, а Россия по своему местоположению считается в основном северным государством, где солнечного излучения недостаточно, и использование его для обеспечения теплоснабжения нецелесообразно.

Исследования специалистов Института высоких температур Российской академии наук опровергают данное положение. Они завершились разработкой Атласа распределения ресурсов солнечной энергии по территории России и созданием климатической карты поступления радиации на неподвижные горизонтальные поверхности за определенные периоды года.

Рис. 1 Среднедневные суммы солнечной радиации на горизонтальной поверхности за весь год для территории России, кВт·ч/(м2·день)

Наиболее высокими значениями удельной энергии характеризуются южные регионы страны: Северный Кавказ, Приморье, юг Сибири. Однако и в других широтах ресурсы солнечной энергии достаточно велики. Более 60 % территории России, в том числе и многие северные районы, характеризуются среднегодовым поступлением от 3,5 до 4,5 кВт·ч/(м2·день). Следовательно, энергетическая эффективность гелиоустрановок на всей территории России является приблизительно одинаковой до 65 параллели [3].

Особенности возможного применения

Эффективное прямое улавливание солнечной энергии осуществимо при следующих условиях [4]:

1. При соблюдении оптимальной ориентации дома - вдоль оси восток-запад, а также с допустимым до 30° от неё отклонением;

2. 50-70 % всех окон должно располагаться на южном фасаде, а на северном - не более 10%, причем южные окна должны иметь двухслойное остекление, а северные окна - начиная от трехслойного и выше;

3. Здания и сооружения должны иметь повышенную теплоизоляцию и низкие теплопотери на инфильтрацию;

4. Согласно внутренней планировке здания жилые комнаты должны быть спроектированы с южной стороны, а вспомогательнын помещения - с северной;

5. Теплоаккумулирующая способность внутренних стен и пола должна быть достаточной для поглощения и аккумулирования теплоты солнечной энергии;

6. Для предотвращения перегрева помещений в летний период над окнами должны быть предусмотрены экранирующие от излучения поверхности.

КПД подобной системы ПСО находится в районе 25-30%, но в благоприятных климатических условиях может быть значительно выше и доходить до 60%. Значимым недостатком этой системы являются большие суточные колебания температуры воздуха внутри помещений. Пассивные системы, являясь частью ограждающей конструкции, имеют такой же срок службы, как и само здание. Вместе с получением теплоты эти системы также обеспечивают эффективное использование дневного света, благодаря чему снижаются затраты электроэнергии на освещение.

В южных районах с небольшой продолжительностью отопительного периода и высокими зимними температурами использование системы прямого обогрева дает результаты, сравнимые с системами косвенного обогрева, но в северных районах предпочтительно использовать системы косвенного обогрева.

Перспективы развития

Согласно результатам расчёта эффективности систем ПСО по методике, изложенной в соответствующих рекомендациях по проектированию [4], для зданий расположенных за пределами южных широт, вплоть до 65 параллели, была выявлена одинаковая эффективность внедрения системы косвенного обогрева. Коэффициент замещения основной системы системой ПСО достигает знаечения Kзам =0,4 на время отопительного периода, что означает снижение нагрузки на дублирующую систему на 40%. Основными направлениями для развития являются: совершенствование методики теплотехнического расчета с учётом влияния облачности, а также точного определения коэффициента поглащения солнечной энергии тепловоспринимающей поверхностью экспериментальным путем для применяемых в конструкции системы материалов. солнечный энергия обогрев радиация

Список использованной литературы

1. SolarCity: Solar - Solar Energy Efficiency www.solarcity.com.

2. Государственная экономическая политика и Экономическая доктрина России. К умной и нравственной экономике. В 5 т, Том 1 Сулакшин С. С.Directmedia, 28 авг. 2013 г.

3. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Солнечная радиация: в 3-х ч. Вып. 13. Ч.1. Солнечная радиация и солнечное сияние. Л.: Гидрометеозиздат, 1990. 378 с.

4. Рекомендации по проектированию зданий с пассивными системами солнечного отопления. Киев ЗНИИЭП, 1989.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Количество солнечной энергии, попадающей на Землю, ее использование человеком. Способы пассивного применения солнечной энергии. Солнечные коллекторы. Технологический цикл солнечных тепловых электростанций. Промышленные фотоэлектрические установки.

    презентация [3,3 M], добавлен 06.12.2015

  • Возрастание интереса к проблеме использования солнечной энергии. Разные факторы, ограничивающие мощность солнечной энергетики. Современная концепция использования солнечной энергии. Использование океанской энергии. Принцип действия всех ветродвигателей.

    реферат [57,6 K], добавлен 20.08.2014

  • Определение возможностей Солнца. Расчет интенсивности солнечной радиации методом коэффициентов. Расчет интенсивности солнечной радиации аналитически. Расчёт потребностей в электроэнергии. Интенсивность падающей солнечной радиации для разных углов наклона.

    контрольная работа [212,8 K], добавлен 26.11.2014

  • Солнечная энергетика. История развития солнечной энергетики. Способы получения электричества и тепла из солнечного излучения. Достоинства и недостатки использования солнечной энергетики. Типы фотоэлектрических элементов. Технологии солнечной энергетики.

    реферат [19,4 K], добавлен 30.07.2008

  • Основные сведения об альтернативной энергетики. Преимущества и недостатки вакуумных коллекторов. Снижение зависимости от поставок энергоносителей. Применение фокусирующих коллекторов. Преимущества использования экологически чистой солнечной энергии.

    реферат [346,4 K], добавлен 21.03.2015

  • Использование солнечной энергии в Республике Беларусь, тепловые гелиоустановки. Биомасса как аккумулятор солнечной энергии, получение энергии из когенерационных установок. Описание работы гидроэлектростанций. Принцип действия ветроэлектрических установок.

    курсовая работа [2,2 M], добавлен 11.03.2010

  • Понятие солнечной радиации и ее распределение по поверхности Земли. История развития солнечной энергетики, достоинства и недостатки ее использования. Виды фотоэлектрического эффекта. Способы получения электричества и тепла из солнечного излучения.

    курсовая работа [939,1 K], добавлен 12.02.2014

  • Общее понятие прямой и рассеянной солнечной радиации и факторы, влияющие на их величину. Значения отношений потоков прямой солнечной радиации на наклонную и горизонтальную поверхности. Способы определения альбедо (отражательной способности поверхности).

    реферат [111,5 K], добавлен 05.04.2016

  • Вольтамперная характеристика фотоэлемента. Анализ изменения эффективности различных типов полупроводниковых преобразователей солнечной энергии. Изучение параметров органических и гибридных фотоэлементов. Концепция объемного и планарного гетеро-перехода.

    презентация [2,0 M], добавлен 25.11.2014

  • Оценка состояния энергетической системы Казахстана, вырабатывающей электроэнергию с использованием угля, газа и энергии рек, и потенциала ветровой и солнечной энергии на территории республики. Изучение технологии комбинированной возобновляемой энергетики.

    дипломная работа [1,3 M], добавлен 24.06.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.