Научная статья на тему 'Підвищення ефективності електропостачання навчального корпусу з використанням сонячних батарей'

Підвищення ефективності електропостачання навчального корпусу з використанням сонячних батарей Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
135
22
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
енергозбереження / сонячна батарея / світлодіодне освітлення / акумуляторна батарея / контролер / інвертор. / energy potential / power supply / solar battery / LED lighting / battery / controller / inverter.

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Т. В. Гаврилова, Д. С. Кас’Яненко

Приведено розрахунки схеми світлодіодного освітлення приміщення, що входить до системи енергозбереження. Запропоновано методику розрахунку елементів схеми для автономного електропостачання з використанням сонячних батарей. Побудовано порівняльну діаграму споживаної потужності й потужності, що виробляє розрахована сонячна батарея.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INCREASING THE EDUCATIONAL BUILDING ELECTRIC SUPPLY EFFECTIVENESS WITH THE USE OF SOLAR BATTERIES

The average annual potential of solar energy in Ukraine, in particular, in the Kharkov region, is analyzed. A scheme is chosen for autonomous power supply to illuminate a particular room. Calculations for the introduction of LED lighting are carried out. The system of autonomous power supply solar panel, consisting of 72 solar panels with a total capacity of 14.4 kW is calculated.

Текст научной работы на тему «Підвищення ефективності електропостачання навчального корпусу з використанням сонячних батарей»

УДК 620.92

П1ДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТ1 ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ НАВЧАЛЬНОГО КОРПУСУ З ВИКОРИСТАННЯМ СОНЯЧНИХ БАТАРЕЙ

Т.В. Гаврилова, доц., к.ф.-м.н., Д.С. Кас'яненко, студент, Харкчвський нацюнальний автомобшьно-дорожнш ун1верситет

Анотаця. Приведено розрахунки схеми св1тлод1одного осв1тлення прим1щення, що входить до системи енергозбереження. Запропоновано методику розрахунку елемент1в схеми для автономного електропостачання з використанням сонячних батарей. Побудовано пор1вняльну д1аграму споживаног потужност1 й потужност1, що виробляерозрахована сонячна батарея.

Ключовi слова: енергозбереження, сонячна батарея, свтлод1одне осв1тлення, акумуляторна батарея, контролер, твертор.

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ УЧЕБНОГО КОРПУСА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ

Т.В. Гаврилова, доц., к.ф.-м.н., Д.С. Касьяненко, студент, Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет

Аннотация. Приведены расчеты схемы светодиодного освещения помещения, которая входит в систему энергосбережения. Предложена методика расчета элементов схемы для автономного электроснабжения с использованием солнечных батарей. Построена сравнительная диаграмма потребляемой мощности и мощности, производимой рассчитанной солнечной батареей.

Ключевые слова: энергообеспечение, солнечная батарея, светодиодное освещение, аккумуляторная батарея, контроллер, инвертор.

INCREASING THE EDUCATIONAL BUILDING ELECTRIC SUPPLY EFFECTIVENESS WITH THE USE OF SOLAR BATTERIES

T. Gavrilova, Ph.D., Assoc. Prof., D. Kasyanenko, Student, Kharkiv National Automobile and Highway University

Abstract. The average annual potential of solar energy in Ukraine, in particular, in the Kharkov region, is analyzed. A scheme is chosen for autonomous power supply to illuminate a particular room. Calculations for the introduction of LED lighting are carried out. The system of autonomous power supply solar panel, consisting of 72 solar panels with a total capacity of 14.4 kW is calculated.

Key words: energy potential, power supply, solar battery, LED lighting, battery, controller, inverter.

Вступ

Проблема енергозбереження хвилювала людей в yci часи, i в наш час ця тема у свт не втратила актуальности Обумовленють по-шуюв енергоефективносп як прюритетного напряму енергетично! полггики бшьшосп кра1н свггу полягае у вичерпанш невщнов-люваних паливно-енергетичних ресуршв,

наявносп ризиюв тд час виробництва та транспортування, а також у зростанш щн на енергоресурси такого виду.

Виршення завдань енергозбереження, як показуе досвщ розвинутих кра!н i власний досвщ Украши, може здшснюватись у двох напрямах: впровадження державного регу-лювання процешв енергозбереження та про-

ведення цшеспрямовано! державно! полггики i розробка поновлюваних джерел енерги.

Вщмггимо, що Укра!на задовольняе сво! енергетичш потреби лише на 47-49 % за рахунок власних паливно-енергетичних ре-сурсiв, тобто вона належить до енергоде-фiцитних кра!н, що призводить до залежносп вiд iмпортованих енергоносив. На цьому етапi розвитку енергетично! галузi Укра!ни маемо такий розподш сукупного споживання первинно! енерги: природного газу - 41 %, нафти - 19 %, вугшля - 19 %, урану - 17 %, пдроресуршв та шших поновлюваних джерел - 4 % [1]. Таким чином, враховуючи об-межеш можливосп розвитку атомно! та пд-роенергетики, пiдвищення балансу вироб-лення енерги за рахунок власного видобутку бачиться у поширенш використання альтер-нативних енергоносив, розробцi вщновлюва-них джерел енерги (ВДЕ), до яких належать: сонячна радiацiя, енерпя виру, енергiя, що мiститься в бюмас та органiчних вiдходах.

На сьогодш одне з найпомiтнiших мiсць серед альтернативних джерел енерги займае сонячна енергетика як напрям нетрадицшно! енергетики, що базуеться на безпосереднь-ому використанш сонячного випромшюван-ня для одерження енерги в певному виглядi [1]. Важливють розвитку сонячно! енергетики е очевидною, бо вона мае ряд ютотних пере-ваг, таких як: доступшсть сонячно! енерги, що гарантуе енергонезалежнють кра!ни; еколоп-чна чистота i невичерпнiсть джерела; можли-вiсть одночасного використання землi для го-сподарських i енергетичних цiлей; пiдвищен-ня безпеки енергопостачання.

Головними недолiками сонячних батарей е змшш характеристики i залежнiсть вiд по-годних та ктматичних змiн, висока вартiсть конструкций До того ж вироблення сонячно! зазвичай не завжди може збтатися в часi з розподiлом !! попиту. Однак науковцi й ро-зробники ново! технологi! добування енерги впевнеш у тому, що щ недолiки, завдяки здобуткам технологiчного прогрессу, з часом зможуть викоршюватися один за одним.

Аналiз публiкацiй

Результати аналiзу й оцiнки енергетичного потенщалу всiх видiв нетрадицiйно! енергi! в регюнах Укра!ни наведенi в роботах [1, 2]. У них розглянун також можливосп перетво-

рення, використання та акумуляци eHepri! альтернативних джерел. Показано, що для устшного впровадження рiзних нетрадицш-них джерел енерги необхщно посилити, а в окремих випадках - переглянути, комплексне забезпечення защкавленосн тдприемств i органiзацiй у використанш таких джерел, а саме: юридичне, економiчне й технiчне за-безпечення.

Дослщженню ефективностi та доцiльностi використання сонячно! енерги присвячено багато робгг [2-5]. Потенщал з розвитку цьо-го напряму, починаючи вiд початково! сиро-вини до готових систем з перетворення сонячного випромшювання в електричну енерпю, в Укра!ш е. Вагомi результати от-римано в 1нституп фiзики напiвпровiдникiв НАН Укра!ни, у Ки!вському, Одеському, Ужгородському та Чершвецькому ушверси-тетах, на деяких промислових шдприемствах («Пшлар», «Квазар»), в шших укра!нських лабораторiях.

В останш роки фотоелектричнi елементи ви-користовуються на промислових шдпри-емствах, у приватних будинках, у вщдален-них та iзольованих районах, де лши електро-передач е недоступними або економiчно не-доцiльними. У raroi американського фахiвця Т. Байерса [6] описаш рiзноманiтнi пристро!, що дозволяють забезпечити використання енерги сонячних батарей у побуп.

Аналiз сонячного потенцiалу Укра!ни за рiз-ними регiонами проведений в роботах [7, 8]. Вважаеться, що найбшьш привабливими для використання сонячних батарей е райони з показниками сонячно! активносн 5 кВт/м2/день [8]. У районах Запорiжжя, Днiпропетровська i Луганська, а також в Одеськш, Херсонськiй та Микола!вськш областях у лггнш перiод коефiцiент часто пере-вищуе позначку в 6 одиниць. У Харювськш областi аналогiчний середнiй показник за рш дорiвнюе 3,36 кВт/м2/день, однак у перiод травень-вересень вш становить 4,95 кВт/м2/день, що е достатшм для продуктивного використання сонячно! радiацi! у цей перюд, а також монтаж сонячних батарей не буде зайвим i в iншi мiсяцi року.

Таким чином, рiвень iнсоляцi! в Харкiвськiй обласп допускае перспективне використання сонячних батарей, що приведе до тдвищен-ня ефективносп електропостачання для

окремих шдприемств, регюну.

а отже 1 для всього

Досить важливою, у зв'язку з цим, стае ощнка ефективносл роботи фотоелектрич-них елементш. Роботи з моделювання характеристик сонячних панелей активно ведуться за кордоном, результати дослщжень розгля-даються на мшнародних науково-техшчних конференц1ях [9, 10].

Мета ^ постановка завдання

Мета роботи полягае у проведенш анал1зу й ощнщ ефективност1 використання енерго-збережних та енерговироблюваних техно-логш в умовах конкретного примщення в м1ст1 Харюв.

Постановка завдання - за заданою системою штучного освгглення навчального корпусу 1 графжом добового активного навантаження за допомогою статистичних даних виробле-но1 енерги сонячними панелями мюта Харюв розробити схему електропостачання 1з за-стосуванням сонячних батарей.

Беремо до уваги, що установка сонячних батарей плануеться на даху навчального закладу, який мае достатньо велику площу. З тех-шчно1 точки зору при цьому враховуються таю переваги сонячних енергосистем як:

- вщсутнють неохщност1 у проведенш тру-домюткого техшчного обслуговування для шдтримки системи у працездатному сташ;

- модульнють систем, що дае можливють швидкого монтажу в мюцях експлуатацп;

- вщсутнють експлуатацшного шуму 1 дже-рел шюдливих викид1в, яю не заважають лю-диш у виробничих 1 побутових умовах;

- матер1али сонячних установок виконують функщю буд1вельного матер1алу, що покра-щують архитектуру буд1вл1.

Анал1зуючи р1зш приклади схем електропостачання будинюв 1з застосуванням сонячних батарей, обираемо систему, яка працюе пара-лельно з електромережею (рис. 1). Така система може використовуватися або як основна, або у вигляд1 резервно!'.

До складу електростанцп сонячних батарей входять таю основш елементи: власне, сонячш батаре'1 (модул1), контролер, швертор, прилад автоматичного введення резерву (АВР), акумулятори.

Рис. 1. Схема електропостачання 1з застосуванням сонячних батарей

Сонячш батаре'1 виробляють постшний струм. 1нвертор змшюе його на змшний. Акумулятори накопичують невикористану електрику 1 вщдають и, за необхщность АВР дае можливють перемикати електропостачання 1з сонячних батарей на електромережу, за вщсутност1 сонця 1 при розряд1 акумуля-тор1в, або навпаки - перемикати на сонячш батаре'1 та акумулятори, коли вщключаеться електрика в мережь

Матер^али ^ результати досл1дження

Розв'язання задач1 подшяеться на два етапи: на першому еташ проводиться розрахунок потужност^ необхщно'' для свгшодюдного освгглення окремо взятого примщення, яке споживае постшний струм; на другому еташ - розрахунок необхщно!' юлькост сонячних батарей, ''х характеристик, а також пара-метр1в шшого обладнання. Проведемо розрахунок свгшодюдного освгшення. Для освгт-лення 3-го поверху навчального корпусу пропонуеться застосувати свгшодюдш стр1ч-ки з1 свгшодюдами типу SMD3014 [11] або свгшодюдш свгшльники.

Обчислення необхщно'' юлькос^ свгшодюд-них стр1чок [12] проводиться таким чином: 1) за заданою площею примщення £ = а • Ь, (а - довжина, Ь - ширина примщення) визначаемо шдекс примщення

Ф = £ / [(М - h2) • (а + Ь)],

(1)

де hl - висота стелц h2 - вщстань вщ шдлоги до освплювано'' поверхш; 2) визначаеться коефщент використання освгшювальноУ установки и, виходячи зi зна-

чень коефшдентш вщбиття й шдексу примщення [12];

3) визначаеться необхщна кiлькiсть свгт-лодiодних стрiчок довжиною 1 м N за формулою

N = (Е • 5) / (и • Ф • Кз),

(2)

де Е - задана освiтленiсть горизонтально!' площини, лк; 5 - площа примщення, м2; Кз -коефiцiент запасу (Кз = 0,8); и - коефщент використання освгтлювально! установки; Ф -свгтловий потiк одного светильника, лм.

Вiзьмемо приклад розрахунку юлькосп свгт-лодiодних стрiчок для одше! навчально! аудиторп: офiс, свiтлi стел^ свiтлi стiни, темна шдлога. Вихiднi данi примiщення: а = 4,4 м, Ь = 2,3 м, М =3,0 м, ^ = 0,8 м, коефiцiент вщбиття стелi - 0,5, стiн - 0,5, шдлоги - 0,3. Зпдно з нормами освiтленостi [13] беремо Е = 500 лк на рiвнi 0,8 м вщ шдлоги.

Визначаемо шдекс примiщення ф за формулою (1)

ф = (4,4 • 5,3) / (3,0 - 0,8) • (4,4 + 5,3) = 1,18.

Визначаемо коефщент використання, вихо-дячи зi значень коефшдентш вщбиття й ш-дексу примщення, маемо и = 0,42 [13].

Визначаемо необхщну кшькють свгтлодюд-них стрiчок N за формулою (2)

N = (500 • 25,26) / (0,42 • 1200 • 0,8) = 31,3.

Вiзьмемо, що необхщно 30 свгтлодюдних стрiчок довжиною 1 м. Для всх примiщень аналогiчнi розрахунки дають необхщну кшь-кiсть - 350 стрiчок.

У цей час примiщення, що розглядаються, освгтлюються люмiнесцентними лампами, як мають потужнiсть 9,19 кВт, тобто за добу при 9-годинному робочому дш споживають енергiю W = 9,19 • 9 = 82 кВт год. За рк (225 робочих дшв) маемо Wрiк = 18609 кВт год, що, вщповщно до тарифно! ставки за електроенерпю 1,68 грн за 1 кВт год, дае суму витрат 31263 грн.

Освгтлення примщень 3-го поверху свгт-лодюдними стрiчками потребуе потужност 4,14 кВт, тобто витрати на споживання

енергп зменшуються за рк в 2,2 рази i ста-новлять 14210 грн. Економiчна ефективнiсть PV за перший рк буде дорiвнювати, грн

PV = 31263 - 14210 = 17053.

Розрахуемо витрати на придбання i установку. Щна свгтлодюдних стрiчок довжиною 350 м становить, за щнами поточного року, приблизно 34000 грн. З урахуванням вартост комплектуючих i установки, яка залишае в середньому 25 % вщ загально! вартостi, маемо загальнi витрати Зпр, грн

Зпр = 34000 + 8500 = 42500.

Таким чином, окупнють замши люмшес-центного освгтлення на свiтлодiодне пла-нуется за 2,5 року.

Розрахунок необхщно! кшькосп сонячних батарей для задано! потужносл бажано по-чинати з ощнки ефективностi роботи сонячних панелей. Необхщно мати можливiсть визначити вихщш залежностi сонячних панелей (СП) шд дiею рiзноманiтних факторiв навколишнього середовища, порiвняти ефек-тивнють використання СП з рiзних ма-терiалiв, оцiнити поведiнку фотоелектричних перетворювачiв у рiзних режимах роботи. Для ефективного використання фотоелектричних елемента необхщно знати точку максимально! потужност й забезпечити та-кий режим, щоб потужшсть, яка вiддаеться за змши навколишнiх умов, була найбшь-шою. При вiдпрацюваннi СП використову-ють iмiтатори сонячних батарей, призначеш для вiдтворення характеристики СП шд впливом рiзноманiтних зовнiшнiх дiй.

У робо^ [14] запропоновано методику визначення поведшки i вiдтворення характеристик сонячного елемента (СЕ) i СП за до-помогою моделювання у програмi Matlab/Simulink. Сонячна панель будуеться iз сери послiдовно-паралельно! комбшацп фотоелектричних сонячних елемента за е^ва-лентною схемою (рис. 2).

Рис. 2. Еквшалентна схема сонячного елемента

Комп'ютерна модель за указаною методикою виконана для кремшево! монокристалiчноï СП типу ФСМ-200М, що мае таю техшчш дат як: номгнальна потужшсть (200 Вт), на-пруга холостого ходу (45,5 В), робоча напру-га (37,2 В), робочий струм (5,38 А), ККД (17,34 %), площа поверхнг (1,28 м2) i кгль-кiсть фотоелементiв (72).

Рис. 3. Вольт-амперна характеристика сонячно! панелi ФСМ-200М для рiвня освгтленостг 1000 Вт / м2

На рис. 3 подано розрахунковi характеристики струму i потужностг сонячно'! панелi ФСМ-200М для рiвня освгтленостг сонячного елемента Е = 1000 Вт/м2. Очевидно, що найбiльша ефективнiсть сонячно'1 панелi ви-никае при фгксованому положеннi робочо! точки за максимально! потужностi.

Рис. 4. Залежнiсть вихщно!' потужностi со-нячно'! панелi типу ФСМ-200М вщ рiвня сонячно!' шсоляци за один день

Розрахована залежнють вихщно!' потужностi сонячно!' панелi типу ФСМ-200М вщ рiвня сонячно!' шсоляци протягом дня (рис. 4) до-зволяе визначити, що для даного типу панелей максимальну потужшсть в iнтервалi 155185 Вт можемо отримати з 12 до 17 годин.

Визначимо кшькють сонячних батарей i необхгдну площу для !х установки.

Освгтлення примщень 3-го поверху за добу потребуе енергп W, кВт • год

W = P • At = 4,138 • 9 = 37,242,

(3)

де Р = 4,138 кВт - потужнiсть, яка споживаеть-ся свiтлодiодними стрiчками; Дt = 9 год - час активного навантаження. Для урахування втрат енергп в акумуляторах, шверторах та шших приладах збшьшимо необхщну енергiю на 40 %; таким чином, маемо W, кВт • год

W = 37,242 + 0,4 • 37,242 = 52,139.

Розрахуемо необхщну енергiю для освгтлен-ня примщення за рк W, кВт • год

W = Wд • 365 = 52,139 • 365 = 19030. (4)

Визначимо мтмальну i максимальну енергiю W0, яку виробляе в середньому одна панель за добу для м. Харюв. Для панелi ФСМ-200 маемо в листопадi та груднi W0min = 0,4 кВт • год, у травш-серпш ^^отах = 1,1 кВт • год [15]. Якщо вибрати число панелей ^пт = 48, ми зможемо повнютю забезпечувати потребу в освгтленш в термш травень-серпень i частково (36-63 %) - в останнi мiсяцi.

Для конкретного розрахунку числа панелей N скористаемося значенням середньо! енергп, яку виробляе панель ФСМ 200М за рк: W0=301,9 кВт • год [15], i отримаемо, враховуючи формулу (4),

^ W/ Wо = 19030 / 301,9 = 63. (5)

Для уточнення числа панелей проведемо ро-зрахунки оптимально! кшькосп акумуля-торiв, якi забезпечать необхщну енергiю для освiтлення примщень у похмурi днi. Для значення повно! кiлькостi свiтлодiодних стрiчок довжиною 1 м М = 350 i враховуючи, що кожен метр стрiчки споживае струм 1 А, маемо для 9 годин роботи примщення запас енергп, А • год (приймаемо 33 % запас на втрати енергп)

350 • 9 + 350 • 9 • 0,33 = 4200.

Пропонуемо застосувати 22 акумулятори на 200 А • год. Найбшьш ефективним е вико-

ристання спещальних акумуляторiв - геле-вих (в батаре! як електролгт застосовуеться сiрчана кислота) i свшцевих батарей, вигото-влених за AGM-технологiею. Цим батареям не потрiбнi спещальш умови для установки i обслуговування. Паспортний термiн служби таких батарей - 10-12 рокв за глибини роз-ряду не бiльше 20 %.

Користуючись даними роботи [16], визна-чаемо тривалiсть перiоду опромшення со-нячною радiацiею для Харк1всько! областi: Д4 = 10,8 год. Знайдемо силу струму /мах, який мае генерувати сонячна батарея, роздшивши величину запасу енерги 4200 А • год на тривалiсть часу опромiнення Д^с

/мах = 4200 А • год: 10,8 год= 389 А.

Виконаний розрахунок веде до висновку, що потрiбне збшьшення числа панелей. Дшсно, оптимальне число панелей буде дорiвнювати

^опт = /мах / /0 •= 389 / 5,38 = 72, (6)

де /0 •= 5,38 А - робочий струм вказано! па-нелi. Уточнюемо сумарну потужнiсть об-рано! кiлькостi сонячних панелей Р, кВт

Р = Р0 • М™ = 0,2 • 72 = 14,4

(7)

i визначаемо максимальну площу для 'х установки £, м2

£ = 1,28 • 72=92,16.

Розглянемо також вибiр як1сного контролера заряду, який повинен забезпечувати заявлений термiн роботи акумулятора. Маемо, що розрахунковий струм iз поправочним коефiцiентом запасу 1,15 становить 447,35 А. Оск1льки струм е надто великим, обираемо 8 контролерiв EPSOLAR VS6024N з такими параметрами: допустимий струм - 60 А, напруга заряду акумуляторiв - 12-24 В, допустима вх]дна напруга з панелей - 60 В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

В икористовуючи дiаграму змiни вих1дно! потужносл сонячно! панелi типу ФСМ-200М залежно в]д рiвня сонячно!' iнсоляцii за один день (рис. 4) i статистичш данi споживано! потужностi для обраного примщення, про-ведемо аналiз енергопостачання.

На дiаграмi (рис. 5) зведеш для порiвняння данi потужносл, яку споживае освiтлення свiтлодiодними сачками за робочий день, i потужносл, яку виробляе сонячна батарея iз 72 панелей у червнi мсящ.

Рис. 5. Ддаграма потужностей споживано! й ле!, що виробляеться

Специфжа освiтлення примiщень типу нав-чального закладу полягае в тому, що максимум енергii, яка споживаеться, припадае на денний час. Ддаграма iлюструе той факт, що в цьому разi величина вироблено! сонячно! енергii не збтаеться в часi з розподшом Г! попиту i може перевишувати в декiлька разiв величину енерги, яка споживаеться. Таким чином, у лпш мiсяцi енергiя, що виробляеть-ся сонячними панелями, може затрачуватися не лльки на освiтлення аудиторш, а також i на живлення електроприладiв постiйного струму в лаборатор]1ях або змiнного - через швертори.

Що стосуеться економiчно! ефективностi фь нансових затрат для встановлення запропо-новано! сонячно! батаре!, то варто в]дзначити наступне: 1) з урахуванням цш на 2017 рж варлсть обладнання й установки, яка становить в середньому 25 % в]д загально! вартос-л, маемо приблизш загальнi витрати Зпр1, грн

Зпр1 = 750000 + 187500 = 937500;

2) обрана панель за рк виробляе енергдо, що дор]внюе приблизно 21700 кВт, варлсть яко! за дючими тарифами становить 36456 грн.

Подан] розрахунки св]дчать, що економ]чно! ефективносл в]д встановлення сонячних батарей на вибраному примщенш при сучас-них цшах на обладнання досягти практично неможливо, якщо не застосовувати додатко-вих заход]в, таких, як, наприклад, замша зви-чайного осв^лення свгтлодюдним.

Висновки

На тдставг аналгзу схем енергопостачання гз застосуванням сонячних батарей обрано схему для автономного енергозабезпечення освгтлення заданого примщення.

Завдяки запропоновангй замш люмгнесцент-них свгтильникгв заданого примщення свгт-лодгодними стргчками зг свплодюдами типу SMD3014, доведено, що витрати на спожи-вання енерги зменшуються за ргк в 2,2 рази, а економгчна ефективнють дозволяе окупити затрати за 2,5 роки.

Для комп'ютерно! Matlab-моделг сонячно! панелг ФСМ 200М побудовано характеристики з урахуванням ргвня сонячно! шсоляци та температури навколишнього середовища.

Розраховано систему сонячно! батаре! автономного електропостачання, що складаеться з 72 сонячних панелей загальною потуж-нгстю 14,4 кВт i виробляе в мгсяць енерггю в середньому вщ 850 до 2500 кВт • год залежно вщ сонячно! активностi в м. Харюв.

Пiдiбрано типи акумуляторних батарей кшь-юстю 22 шт. i контролери кшьюстю 8 шт., яю забезпечують електропостачання в по-хмурГ днг

Таким чином, передбачаеться повна неза-лежнють вщ централГзованих енергомереж для освгтлення примщень у термш травень-вересень i частково - в останш мюящ року.

Лiтература

1. Возняк О.Т. Енергетичний потенщал со-

нячно! енергетики та перспективи його використання в Украш / О. Т. Возняк, М. С. Яшв. - Режим доступу: http://vlp.com.ua/node/4804.

2. Альтернативш джерела енерги в Украш та

можливосп !х використання в Украш. -Режим доступу: http: //www.fasgeo.ru/ fizika-i-energetika/ alternativni-dzherela-energii-v-ukraini-a.html.

3. Ивняк Г.Г. Альтернативна енергетика в

Украш монографГя / Г.Г. Ивняк, Ф.П. Шкрабець; Нац. прн. ун-т. Д.: НГУ, 2013. - 109 с.

4. БабГев Г. М. Перспективи впровадження

нетрадицшних та вщновлюваних дже-рел енергп в Украш / Г. М. БабГев,

Д. В. Дероган, А. Р. Щокш // Електрич-ний журнал. - 1998. - №1. - С. 63-64.

5. Дероган Д. В. Перспективи використання

енерги та палива в Украш з нетрадицшних та вщновлюваних джерел // Д.В. Дероган, А.Р. Щокш // Бюл. «Новь тш технологи в сферi нетрадицшних i вщновлюваних джерел енерги», Ки!в: АТ «Укренергозбереження». - 1999. -№2. - С. 30-38.

6. Байерс Т. 20 конструкций с солнечными

батареями / Т. Байерс; пер. с англ. С. В. Сидорова. - М.: Мир, 1988. - 198 с.

7. Средний месячный уровень солнечной ра-

диации в городах Украины. - Режим доступу: https://altemativenergy.ru/s olnechnaya-energetika/ 130-solnechnaya-postoyannaya.html .

8. Карта солнечной активности в Украине. -

Режим доступу: http://www.solar-battery.

com.ua/karta-solnechnoy-aktivnosti-v-

ukraine/.

9. Фролкова Н. О. Компьютерное моделиро-

вание вольтамперных характеристик солнечных батарей / Н. О. Фролкова, И. В. Абраменкова // Тезисы докладов XIV международной н.-техн. конференции студентов и аспирантов. - 2008. -С. 381-383.

10. Фролкова Н. О. Моделирование последо-

вательного и параллельного сопротивления в структуре реального солнечного элемента / Н. О. Фролкова, И. В. Абра-менкова, О. А. Фролков // Системы компьютерной математики и их приложения: материалы X Международной конференции СКМП. - 2009. - С. 3-5.

11.Светодиодное освещение своими руками - расчет и монтаж. - Режим доступу: http://strmnt.com/dom/comm/electric/sveto diodnoe-osveshhenie-svoimi-rukami-raschet.html.

12. Расчет количества светильников при за-

данной освещенности. - Режим доступу:

transvit-center.ru/raschet-kolichestva-

svetilnikov-pri-zadannoj-osvecshennosti/.

13. Норми освггленосп i кольоропередачi в

примщеннях. - Режим доступу: http:// svitok.kiev.ua/ article/4.

14. Шарифов Б. Н. Моделирование солнечной панели в программе MATLAB / Simulink / Б.Н. Шарифов, Т.Р. Терегулов // Вестник УГАТУ. - 2015. - Т. 19, №4 (70). - С. 77-83.

15. Расчет выработки и потребления энергии

от солнца. - Режим доступу: http: //

www.fabrikatoka.ru/ raschet-solnechnoj-energii/.

16. Погода в Харькове. - Режим доступу: https://pogoda.turtella.ru/Ukraine/ Kharkiv/ january/.

References

1. Voznyak O. T., Yanov M. Y. Energetichnij

potencial sonjachnoï energetiki ta perspek-tivi jogo vikoristannja v Ukraïni [Energy potential of solar energy and prospects for its use in Ukraine]. Available at: http://vlp.com.ua/node/4804.

2. Alternative energy sources in Ukraine and

the possibilities of their use in Ukraine. Available at: http://www.fasgeo.ru/fizika-i-energetika/alternativni-dzherela-energii-v-ukraini-a.html.

3. Pivnjak G. G., Shkrabets F. P. Al'ternativna

energetika v Ukraïni [Alternative energy in Ukraine]. Donetsk, NGU Publ., 2013. 109 p.

4. Babiyev G. V., Deorogan D. V., Shcho-

kin A. R. Perspektivi vprovadzhennja netradicijnih ta vidnovljuvanih dzherel en-ergiï v Ukraïni [Prospects for Implementing Non-Traditional and Renewable Energy Sources in Ukraine]. Elektrichnij Zhur-nal, 1998. no. 1. pp. 63-64.

5. Deorogan D. V., Shchokin A. R. Perspektivi

vikoristannja energiï ta paliva v Ukraïni z netradicijnih ta vidnovljuvanih dzherel [Prospects for energy and fuel in Ukraine from alternative and renewable sources]. Bjul. «Novitni tehnologiï v sferi netradicijnih i vidnovljuvanih dzherel en-ergiï», Kiïv, Ukrenergozberezhennja Publ., 1999. №2. pp. 30-38.

6. Byers T. 20 konstrukcij s solnech-nymi bata-

rejami [20 designs with solar panels]. Moscow, World Publ., 1988. 197 p.

7. The average monthly level of solar radiation

in the cities of Ukraine. Available at: https://alternativenergy.ru/solnechnaya-energetika/ 130-solnechnaya-postoyannaya.html .

8. Map of solar activity in Ukraine: Available at: http://www.solar-battery.com.ua/karta-solnechnoy-aktivnosti-v-ukraine/.

9. Frolkova N. O., Abramenkova I. V. Komp'juternoe modelirovanie vol'tam-pernyh harakteristik solnechnyh batarej [Computer simulation of volt-ampere characteristics of solar batteries] Tezisy dokla-dov XIV mezhdunarodnoj n. -tehn. konfer-encii studentov i aspirantov. 2008. pp.381-383.

10. Frolkova N. O., Frolkov O. A., Abramenkova I. V. Modelirovanie posledo-vatel'nogo i parallel'nogo soprotivlenija v strukture real'nogo solnechnogo jelementa [Simulation of sequential and parallel resistance in the structure of a real solar cell. Sistemy komp'juternoj matematiki i ih prilozhenija. Materialy X Mezhdunarodnoj konferencii SKMP. 2009. pp. 3-5.

11. LED lighting by one's own hands - calculation and installation. Available at: http://strmnt.com/dom/comm/electric/sveto diodnoe-osveshhenie-svoimi-rukami-raschet.html.

12. Calculation of the number of luminaires for a given illumination. Available at: trans-vit-center.ru/raschet-kolichestva-svetilnikov-pri-zadannoj-osvecshennosti/.

13. Norms of illumination and color rendition. Available at: http://svitok.kiev.ua/article/4.

14. Sharifov B. N., Teregulov T. R. Modelirovanie solnechnoj paneli v programme MATLAB/Simulink [Modeling of the solar panel in the program MATLAB / Sim-ulink]. Vestnik UGATU. 2015. vol. 19. no. 4 (70). pp. 77-83.

15. Calculation of energy production and consumption from the sun. Available at: http://www.fabrikatoka.ru/raschet-solnechnoj -energii/.

16. Weather in Kharkov. Available at: https://pogoda.turtella.ru/Ukraine/Kharkiv/j anuary/.

Pe^roem-: A.B. THaTOB, npo^ecop, g.T.H.,

XHAflY.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.