УДК 69.003

ОЦЕНКА ПОТЕНЦИАЛА СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ В РФ

Шувалов Николай Евгеньевич
Поволжский государственный технологический университет
студент

Аннотация
Проводится оценка потенциала солнечного теплоснабжения в различных регионах Российской Федерации, описываются методы наиболее эффективного использования источников генерации солнечной энергии.

Ключевые слова: альтернативная энергия, анализ, инновации, Солнечная батарея, экосистемы


ASSESSMENT OF THE POTENTIAL OF SOLAR HEAT IN THE RUSSIAN FEDERATION

Shuvalov Nikolay Evgenievich
Volga State University of Technology
student

Abstract
The estimation of solar heating capacity in various regions of the Russian Federation, describes methods for the most efficient use of solar energy generation sources.

Keywords: communication, ecosystem, energy, innovation, solar battery


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Шувалов Н.Е. Оценка потенциала солнечного теплоснабжения в РФ // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 12 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/12/73706 (дата обращения: 03.06.2017).

В процессе работы были изучены возможности теплоснабжения. Проанализирована интенсивность излучения в различных регионах, в частности выбраны 10 регионов.

Солнечная энергетика – частный случай альтернативной энергетики, основанный на использовании солнечного излучения для образования энергии. Это перспективное направление, так как Солнце считается неисчерпаемым источником энергии, а мощность излучения, падающего на земную поверхность (0,85÷1,2∙1014 кВт), что в тысячи раз больше потребностей человечества. Встаёт вопрос преобразования, одним из эффективных устройств для выработки солнечной энергии являются солнечные коллекторы.

В большинстве стран мира активно распространяются альтернативные источники энергии, целью которых – замещения традиционных источников и  снижение затрат, улучшение окружающей среды и сохранение  не возобновляемых источников. В России возобновляемые источники (НВИЭ) еще не получили повсеместного распространения, в связи с этим правительство РФ утвердило стратегию до 2020 г. в которой установлена необходимость новых источников энергии для решения проблем энергоснабжения населения и снижения вредных выбросов в атмосферу в городах со сложной экологической обстановкой.

Использование солнечных коллекторов в Германии – 140 м²/1000 чел, в Австрии – 450 м²/1000 чел., на Кипре – 800 м²/1000 чел., в России лишь 0,2 м²/1000 чел.

Для рассмотрения были выбраны солнечные коллекторы отечественных производителей, так как без сильной потери в качестве, их стоимость намного ниже, примерно 15 тыс. руб/м2 для плоских коллекторов и 30 тыс. руб/м2 для вакуумных.

Экономический эффект во большой степени зависит от климатических условий, уже имеющихся коммуникаций и местных тарифов.

Мощность коллектора зависит от интенсивности солнечного излучения и продолжительности светового дня, в свою очередь которые зависят от региона. Для увеличения эффективности необходимо подобрать оптимальный угол наклона коллектора, а также его тип.

Потенциал солнца на территории РФ составляет 12,5 млн. в год. Инсоляция во большей степени определяется широтой и временем года. Поступление солнечной радиации находится в диапазоне от 800 кВт∙ч /м2 в год в дальних северных регионах до 1300÷1400 кВт∙ч/м2 в южных широтах.

Таблица 1. Величина солнечного излучения в выбранных регионах

Город

qmin, кВт∙ч/м2

qmax, кВт∙ч/м

qгод, кВт∙ч/м

Салехард

0,00

168,06

896,11

Сытомино

5,28

157,78

942,50

Тобольск

9,44

167,50

1023,61

Умба

0,00

176,11

837,22

Валдай

6,94

163,33

920,00

Москва

8,61

170,83

989,72

Сочи

32,50

203,33

1364,17

Усть-Мома

0,00

188,33

974,72

Якутск

4,72

180,83

1035,00

Хабаровск

39,17

178,61

1317,50

Из результатов видно – не во всех регионах целесообразно использовать СК круглогодично, поскольку в северных широтах малая продолжительность светового дня и солнечная инсоляция крайне мала.

Необходимая площадь СК может быть рассчитана по формуле:

Нагрузку на ГВС определим как:

св – теплоёмкость воды, 4,2 кДж/кг,

G – суточный расход воды на 1-го человека, 100 кг (согласно СНиП),

ΔT – температурный перепад между горячей и холодной водой, примем 55° С

На рисунке 1 показаны площади СК необходимые для нужд ГВС в различных регионах.

   Рис. 1. Площадь необходимая для покрытия нагрузки на нужды ГВС

Срок окупаемости во многом зависит от стоимости самого оборудования и от местных тарифов в регионе. Колебания тарифов в России существенные и могут различаться в 6-7 раз. Срок службы – 20-30 лет, это свидетельствует о целесообразности их использования, так как во всех рассмотренных нами регионах срок окупаемости составил менее 20 лет. Результаты на рисунке 2.

Рис. 2. Срок окупаемости ССТ в регионах

В северной части страны, где круглогодичное использование невозможно, расчёт окупаемости произведён с учётом простоя в месяцы, с солнечной недостаточностью.

Вывод:

1) В России довольно большой потенциал для использования солнечной энергии.

2) Для увеличения эффективности необходимо подобрать оптимальный тип коллектора и угол его наклона.

3) Применение источников солнечной энергии является эффективным практически во всех рассмотренных нами регионах РФ.


Библиографический список
  1. Виссарионов, В. И. Солнечная энергетика: учебное пособие для вузов. – 2-е изд., стер. – М.: издательский дом МЭИ, 2011. – 276 с.
  2. Справочник по климату СССР. Многолетние данные. Выпуск 17 – Тюменская и Омская области. Гидрометеоиздат. – Л., 1966. – 703 с.
  3. Муругов, В.П., Каргиев, В.М. Методология развития автономных энергосистем в сельском хозяйстве с использованием возобновляемых источников энергии. Санкт-Петербург, 1993г.
  4. Лайбеш, В. Г. Нетрадиционные и возобновляемые источник энергии: учеб. пособие. – Спб.: СЗТУ, 2003. – 79 с.
  5. Богословский, В.Н., Сканави, А.Н. Отопление: учебник для вузов. – М.: Стройиздат, 1991. – 735 с.
  6. Плешка, М.С., Вырлан, П.М., Стратан, Ф.И. и др. Теплонасосные гелиосистемы отопления и горячего водоснабжения зданий. – Кишинев: Штиинца,1990. – 122 с.


Все статьи автора «Шувалов Николай Евгеньевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: