Гелиоэнергетические климатические ресурсы. Гелиоэнергетические климатические ресурсы — ресурсы солнечной энергии, которые могут быть использованы для получения электрической энергии.
Гелиоэнергетика, так же как и ветроэнергетика, является достаточно традиционным способом получения энергии. В настоящее время она становится одним из важных направлений развития современной энергетики.
Специализированные показатели климатических ресурсов для работы гелиоэнергетических станций и диапазон их изменения представлены в табл. 7.5.
Рост показателей 1–5 способствует увеличению гелиоэнергетических ресурсов, а показателей 6–10 – их уменьшению. При анализе совместного влияния всех этих показателей на значение гелиоэнергетических ресурсов наибольший вес придавался показателям 1–6, а оставшиеся четыре рассматривались как дополнительные.
Таблица 7.5. Показатели гелиоэнергетических климатических ресурсов
|
№ п/п |
Показатель |
Единица измерения |
|
1 |
Годовая сумма суммарной радиации на горизонтальную поверхность Qгод |
МДж/м2 |
|
2 |
Годовая сумма прямой радиации на горизонтальную поверхность Sгод |
балл |
|
3 |
Годовая продолжительность солнечного сияния SSгод |
ч |
|
4 |
Средняя суточная сумма суммарной радиации за радиационно-теплый период (апрель–сентябрь) Qсут.IV–IX |
МДж/м2 |
|
5 |
Число часов в среднем за год с мощностью суммарной радиации более 600 Вт/м2 (Q > 600 Вт/м2) |
ч |
|
6 |
Коэффициент вариации годовых сумм суммарной радиации cv |
% |
|
7 |
Среднее годовое количество общей облачности nо6щ |
балл |
|
8 |
Среднее годовое количество нижней облачности nниж |
балл |
|
9 |
Число дней без солнца |
дни |
|
10 |
Вклад суммарной радиации за радиационно-теплый период в годовую сумму QIV / Qгод |
% |
Прием и преобразование солнечной энергии осуществляются гелиосистемами различного вида:
– термодинамическими солнечными энергетическими установками (СЭУ) в виде плоских и фокусирующих вогнутых коллекторов (фокусирование увеличивает плотность потока энергии);
– фотогальваническими (батареи с фотоэлементом, преобразующим поглощаемую энергию в большей части спектра).
Термодинамические СЭУ с фокусирующим устройством воспринимают только прямую радиацию. В России они используются редко. Коллекторы без фокусирования и фотогальванические воспринимают суммарную радиацию, поэтому для создания и оценки эффективности работы СЭУ необходимы сведения как о прямой, так и о суммарной солнечной радиации, а кроме того, о продолжительности солнечного сияния, так как высокочувствительные фокусирующие системы очень чутко реагируют на временные изменения радиации.
Режим работы СЭУ зависит от целого комплекса гелиофизических параметров, поэтому для решения гелиоэнергетических задач необходимо определить специальные характеристики, учитывающие как хронологический закономерный ход солнечной радиации, так и ее случайную изменчивость во времени, связанную с различными атмосферными явлениями.
Наибольшее количество энергии от Солнца можно получить, используя следящую за солнцем систему. Такая система увеличивает годовой приход солнечной радиации в среднем на 35 % по сравнению с неподвижной поверхностью, наклоненной на оптимальный для года угол, и на 40 % – на угол, равный широте места.
Для конструирования СЭУ необходимо располагать значениями суммарной радиации, поступающей на следящую за положением Солнца поверхность, на поверхность, наклоненную на угол, оптимальный для каждого месяца, а также на поверхность, наклоненную на угол, равный широте места.