CC BY
20ЭКОЛОГИЯ И ЭНЕРГОРЕСУРСЫ ПУСТЫНЬ
ECOLOGY AND POWER RESOURCES OF DESERTS
Статья поступила в редакцию 14.04.14. Ред per. №1976 The article has entered in publishing office 14.04.14. Ed. reg. No. 1976
УДК 621.383; 621.472
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ПОТЕНЦИАЛОВ СОЛНЕЧНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ В ЮГО-ВОСТОЧНЫХ
КАРАКУМАХ
A.M. Пенджиее, Н.Г. Астаное
Туркменский государственный архитектурно-строительный институт (аспирант Института солнечной энергии Академии наук Туркменистана) Туркменистан,744032, Ашхабат-32, Бикрова Гунеш 4/1 тел. + (312)37-09-50); м. т.: 865235948 e-mail:ampenjiev@rambler.ru
Заключение совета рецензентов 21.04.14 Заключение совета экспертов 28.04.14 Принято к публикации 05.05.14
На сегодняшний день одним из перспективных направлений освоения и обеспечения энергоресурсами пустынных территорий является использование солнечной энергии. Но для этого необходимо определить и изучить энергетические ресурсы этих территорий. В настоящее время не существует нормативных правил для определения солнечно-энергетических потенциалов региона, в том числе Юго-Восточных Каракумов. Статья посвящена теоретическим и методическим расчетам потенциалов солнечной энергии в Юго-Восточных Каракумах. Эти расчеты необходимы для развития, освоения и решения технических задач, для составления технико-экономического обоснования (ТЭО) при проектировании, разработке и создании энергетических солнечных станций, установок, сооружений в пастбищных хозяйствах Юго-Восточных Каракумов.
Ключевые слова: солнечная энергетика; теоретические, методические расчеты; валовой, технический, экономический, экологический потенциалы освоения пустынь; электроэнергия, энергоэффективность, тепловая энергия фотопреобразователя, Юго-Восточные Каракумы
THEORETICAL AND METHODICAL CALCULATIONS OF POTENTIAL OF SOLARPOWER RESOURCES ON SOUTHEAST KARA-KUM
A.M. Penjiyev, N. G. Astanov
Turkmen state architecturally-building institute Solar 4/1, m. Bekrova, Ashabad-32, 744032, Turkmenistan Tel.:+ (99312) 37-09-50, e-mail: ampenjiev@rambler.ru
Referred 21.04.14 Expertise 28.04.14 Accepted 05.05.14
For today one of perspective directions of development and maintenance with power resources of territories deserted is using of solar energy. But for this purpose it is necessary to study and to define of power resources. The standard rules for the region defined solar energy potential, especially for the Southeastern Kara-Kum, do not exist now. The article is devoted to theoretical and methodical calculations of potentials solar energy in Southeast Kara-Kum. These calculations are necessary for the development, deployment and solve technical problems, drawing up of the feasibility report (FS), designing and building power solar stations, installations, constructions in pasture economy of Southeastern Kara-Kum.
Keywords: solar power, theoretical, methodical calculations, gross, technical, economic, ecological potential, development of deserts, the electric power, thermal energy, the photoconverter, the Southeastern Kara-Kum.
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 07 (147) 2014 6 5
"Х-'-З" © Научно-технический центр «TATA», 2014 0«J
ismee
Введение
В аграрном секторе Туркменистана пастбищное животноводство играет важную роль. Большая часть территории пустыни Каракумы используется как естественное пастбище, позволяющее развивать наиболее доходные отрасли животноводства — овцеводство и верблюдоводство. Около половины производимого в Туркменистане мяса приходится на долю мелкого рогатого скота, из шерсти овец породы са-рыжа можно изготовить прекрасные Туркменские ковры, а из суровых шкур - каракулевые шубы [13,15].
Климатические условия Туркменистана позволяют круглый год содержать скот на естественных пастбищах. Поэтому энергообеспечение чабанских пастбищ круглый год является необходимым условием. Однако самым трудным для выпаса скота и энергообеспечения является зимний период года. Этот период года характеризуется большой контрастностью погодных условий (пасмурность, дождливость, выпадение снега, туманы и др.), сокращением продолжительности солнечного сияния и дня. Периоды потепления и похолодания наступают неожиданно и резко. Ежегодно в зимний период времени снежный покров образуется несколько раз [1-3,6,9-13,15].
Продолжительность и периодичность выпаса овец зимой определяется в основном заснеженно-стью пастбищ, состоянием пастбищной растительности и текущими погодными условиями. Относительная мягкость и малоснежность зимы благоприятствует зимнему выпасу скота. Но в отдельные периоды зимы наличие мощного снежного покрова, иногда с ледяной коркой, сильных ветров и низких температур воздуха может вызвать длительный период пастбищной бескормицы и необходимость временного перевода скота на стойловое содержание. Поэтому учет метеорологических условий зимнего периода имеет большое практическое значение.
Неблагоприятными условиями для выпаса овец и для использования солнечных фотопреобразователей на зимних пастбищах являются: снежный покров определенной высоты и плотности, обледенения, сильный ветер, изморозь, низкие температуры воздуха, поземки, пыльные бури, туманы и интенсивные осадки [2,3,13,16].
Рациональное освоение ресурсов пустынь невозможно без соответствующего развития энергетической базы, без широкой электрификации всех процессов производства продуктов земледелия и животноводства. Энергия также нужна и для добычи различных полезных ископаемых и их промышленной переработки.
Особо нужно остановиться на осваиваемых территориях, которые находятся на значительном расстоянии от существующих крупных энергетических центров. Для них необходима малая энергетика с опорой на местные энергетические ресурсы. Поэтому разрабатываются особые новые образцы элек-
трического оборудования, удобного для применения в специфических условиях пустынь [2,3,15,16].
Большое место при освоении пустынь отводится широкому использованию энергии солнца и ветра, ресурсы которых в пустынях практически неисчерпаемы. Учеными доказана возможность превращения лучистой энергии солнца до 10% в тепловую и до 14% в электрическую при помощи фото- и термоэлементов [5,6,9,10,-13,14-17].
В зоне Юго-восточных Каракумов с учетом решения социально-экономических, экологических условий отгонного хозяйства можно в разы увеличить продуктивность пастбищ и рабочих мест.
На сегодняшний день одним из перспективных направлений освоения и обеспечения энергоресурсами пустынных территорий является использование солнечной энергии. В связи с этим необходимо проводить изучение и определение энергетических ресурсов. В настоящее время не существует нормативных правил для определения солнечно-энергетических потенциалов региона, в том числе Юго-Восточных Каракумов. Данная статья посвящена теоретическим и методическим расчетам потенциалов солнечной энергии Юго-Восточных Каракумов. Эти расчеты необходимы для развития, освоения и решения технических задач, для составления технико-экономического обоснования (ТЭО) при проектировании, разработке и создании энергетических солнечных станций, установок, сооружений в пастбищных хозяйствах Юго-Восточных Каракумов.
Теоретическое определение валового потенциала солнечной энергии
Теория определения солнечного излучения. Солнечное излучение вблизи поверхности Земли имеет спектр, близкий к спектру черного тела с температурой 6000 К и угловым диапазоном ~0.5о. Интенсивность внеатмосферного солнечного излучения несколько изменяется при годовом движении Земли и в среднем составляет 10=1360 Вт/м2 (солнечная постоянная). На поверхности Земли солнечное излучение включает следующие компоненты: прямое солнечное излучение с интенсивностью 1п, Вт/м2, которая меньше внеатмосферной, и с измененным спектральным составом в основном за счет обеднения коротковолновой части спектра, что вызвано поглощением излучения при прохождении в атмосфере; рассеянное диффузное солнечное излучение с интенсивностью 1д, Вт/м2, которое определяется коэффициентом отражения (альбедо) р,
IoT = р-( In+ 1д).
(1)
Солнечное излучение зависит от географической широты точки на земной поверхности, ее высоты над уровнем моря, времени года и суток, облачности. Наибольшее значение интенсивности излучения может превышать 1000 Вт/м2 [5,9-13,16-19].
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 07 (147) 2014
© Scientific Technical Centre «TATA», 2014
В качестве характеристики прямого солнечного излучения при безоблачном небе используется понятие «атмосферной массы», связанной с длиной пути, проходимого излучением в атмосфере. Единице атмосферной массы соответствует путь, проходимый излучением в направлении, перпендикулярном горизонтальной поверхности Земли. Атмосферная масса М определяется выфажением:
М =
2 2H cos 9 +---+ cos 9
"sicos2 9 + 0.06 + cos 9
R
(2)
где 9 - угол между направлениями в зенит и на Солнце, Н - толщина атмосферного слоя, R3 - радиус Земли. При таком определении внеатмосферное солнечное излучение (М=0) обозначается как AMO, наземное излучение в южных широтах на уровне моря в ясный день - примерно как AM1, чему по определению соответствует интенсивность прямого излучения I1=1000 Вт/м2. Максимальное значение атмосферной массы, соответствующее нахождению Солнца вблизи горизонта (cos 9=0), равно:
М.. =
2
V2H/R3
(3)
Если пренебречь дисперсией коэффициента поглощения излучения в атмосфере и его зависимостью от высоты над поверхностью Земли, то интенсивность солнечного излучения для атмосферной массы М может быть представлена приближенным значением:
1м = /1 (11/10 )М = 1000 (1000/1360), Вт/м2.
(4)
При этом в действительности следует учитывать, что с увеличением атмосферной массы не только уменьшается интенсивность солнечного излучения, но и изменяется его спектральный состав в основном за счет более сильного обеднения коротковолновой части спектра [5,9-13,19-19].
Способы определения энергетических потоков солнечного излучения
В Туркменистане регистрация прихода солнечного излучения осуществляется государственной метеорологической службой с использованием сети актинометрических станций. Измерения проводятся стандартными термоэлектрическими приборами: интенсивность прямого солнечного излучения -актинометром АТ-50; интенсивность суммарного солнечного излучения (прямого плюс рассеянного) - пиранометром баллометрического типа М-80. Данные регулярно публикуются с 1961 г. в ежемесячниках и справочниках. Работы по созданию сол-
нечного кадастра на территории бывшего СССР проводятся систематически на протяжении десятков лет в Главной геофизической обсерватории (ГГО) им. А.И. Воейкова в Санкт-Петербурге. Разработаны методы долгосрочного прогноза поступления солнечной энергии по всей территории бывшего СССР.
В тех случаях, когда в рассматриваемом регионе отсутствуют или недостаточно актинометрических станций, для расчета прихода солнечного излучения применяется косвенный метод, основанный на репрезентативности данных по излучению на близлежащих станциях и соседних территориях с применением формулы Ангестрема, усовершенствованной Пейджем и представленной в работе:
Е = Ej a + b
L
(5)
где Е, кВт-ч/м - суммарная плотность солнечного излучения на горизонтальную поверхность за определенный период времени (час, сутки, месяц, год); Е0, кВт-ч/м2 - суммарная плотность солнечного излучения при безоблачном небе за выбранный период времени; а,Ь - эмпирические коэффициенты, причем
a + b = 1,
(6)
^ч - эмпирическая продолжительность солнечного сияния для данной местности в течение выбранного периода времени; 10,ч - астрономически возможная продолжительность солнечного сияния для данной местности.
В работе [5,9-13,16-19] представлены некоторые оценки непрерывной продолжительности солнечного сияния для ряда пунктов, расположенных в различных климатических зонах бывшего СССР. С этой целью учитывалось (в % от общего количества дней наблюдений) непрерывная продолжительность солнечного сияния более 6 часов в сутки.
Рассчитанные и эмпирические данные в формуле (5) по территории СССР представлены в виде карт и опубликованы в Метеорологическом ежемесячнике. В работах [5,9-13,19-19] приведена разбивка на 5-градусные (по широте) трапеции к югу от 70о северной широты в количестве 144 трапеций. Ошибка экстраполирования погодных данных по продолжительности солнечного сияния на расстоянии до 200 км (характерное расстояние для трапеции) составляет до 5% от натуральных в летний период и до 10% - в зимний период.
Для задач прогнозирования в области солнечной энергетики важное значение имеют не только средние величины сумм потоков солнечной энергии, но и их изменения от года к году, что в первую очередь характеризуется многолетними среднеквадратичными отклонениями величин. В работе [13] проведена оценка точности нахождения средних величин потоков солнечной энергии, используемая в гелиотехнике, в зависимости от числа лет наблюдений. В работе
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 07 (147) 2014 © Научно-технический центр «TATA», 2014
[13] приведены составленные карты среднеквадратичных отклонений суммарных приходов солнечной энергии. При этом обнаружено, что суммарный годовой приход солнечной энергии более устойчив от года к году, чем месячный, а тем более суточный, что вполне объяснимо значительно большим объемом статических данных в первом случае. Показано также, что распределения суточных суммарных потоков солнечной энергии отличаются от нормального распределения, включая асимметрию и эксцесс, причем их можно легко сгруппировать в определенные 6 типов распределений. В данной работе предложено районирование территории на основе принципа ранжирования по следующим приоритетам: суммарный поток солнечной энергии, вклад прямого излучения в суммарную, повторяемость ежедневных сумм потоков энергии излучения, годовое число часов солнечного сияния с интенсивностью более 600 Вт/м2, коэффициент вариации годовых сумм потоков энергии излучения.
Расчет потока солнечной энергии на наклонную поверхность и оптимизация угла наклона
Приведенные в предыдущем разделе актиномет-рические измерения и расчеты, относятся к потокам солнечной энергии на горизонтальную поверхность. В то же время при проектировании солнечных энергоустановок возникает необходимость расчета данных по приходу энергии на наклонную поверхность приемника солнечного излучения, поэтому возникает задача установления соотношений между потоками солнечной энергии на эти поверхности.
В общем случае на наклонную поверхность падают все три отмеченные выше компоненты суммарного солнечного излучения: прямого солнечного излучения с интенсивностью 1п, рассеянного диффузного солнечного излучения с интенсивностью 1д и отраженного от поверхности Земли с интенсивностью 1от=р(1п + 1д), которые имеют различные угловые характеристики. Прямое излучение является узконаправленным, представляющим практически параллельный поток. Диффузная составляющая имеет практически изотропное угловое распределение, а угловое распределение отраженной составляющей определяется оптическими характеристиками отражения от земной поверхности рассматриваемой местности и зависит от рельефа, наличия снежного или водного покрова, растительности и застроек [5,913,16-19].
Соотношения между интенсивностью прямой составляющей солнечного излучения на горизонтальную поверхность 1п, Вт/м2 и на наклонную поверхность 1нЬ Вт/м2 определяются выражениями:
1$ = 1п cos 0, (7)
Irn = 1м cos S, (8)
где 1м, Вт/м2, - интенсивность прямого солнечного излучения на нормально ориентированную поверхность; 9 - угол между направлениями на Солнце и зенит (угол падения на горизонтальную поверхность); X - угол между направлением на Солнце и нормалью к наклонной поверхности (угол падения на наклонную поверхность), ориентированной на юг.
cos 0 = sin 8 sin ф + cos 8 cos ф cos ю, (9)
cos S = cos(9~P)cos 8 cos ю + sin(9~P)sin 8, (10)
где 5 - угол склонения, т.е. угловое положение Солнца в солнечный полдень относительно плоскости экватора; ф - широта местности; ю - часовой угол движения Солнца, равный 0 в солнечный полдень; каждый час времени t соответствует 15о долготы, причем значения часового угла до полудня считаются положительными, а после полудня - отрицательными:
nt
ю = —. 12
(11)
Моменты восхода и захода Солнца, определяемые условием 9=|/2, выражаются одной и той же величиной которая считается положительной для восхода и отрицательной - для захода:
cos юj = cos I £ I = _ tg 8 tg ф,
(12)
} - угол наклона рассматриваемой поверхности к горизонту.
Значение угла солнечного склонения можно определить по формуле Купера:
8 = 23.45° sin
360°
,284 + n 365
(13)
где п - порядковый номер дня года, отсчитываемый с 1 января.
Среднемесячные значения углов солнечного склонения 5° представлены в табл. 1.
Среднемесячные значения углов солнечного склонения б° Monthly average value of corners of solar declination бо
Таблица 1 Table 1
Месяц I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Д° -12.1 -14.1 -2.8 9.2 18.7 +23.1 +21.3 +13.5 +2.0 -9.6 -18.7 -23.5
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 07 (147) 2014
© Scientific Technical Centre «TATA», 2014
Таким образом, отношение интенсивности прямого солнечного излучения на наклонную поверхность к интенсивности этого излучения на горизонтальную поверхность в любой момент времени рассчитывается по выражению
I н
cos £
cos t
(14)
1Н 2 1Д
1+cos ß 2 .
(15)
Аналогично рассчитывается значение интенсивности отраженного излучения на наклонную поверхность, определяющееся той частью поверхности Земли, которая «видит» наклонную поверхность:
1Н3 = р (1П + 1Д )
1 - cos ß
(16)
Суммарная интенсивность солнечного излучения на наклонную поверхность представляет совокупность трех указанных выше компонентов:
IH = IH1 + IH 2 + IH3 = IM cos £ +
7 1 + cos ß 7 1 - cos ß
+1Д—^ + P( 1H +1Д )
(17)
Если распределение рассеянного солнечного излучения по небосводу равномерное (яркость неба, за исключением Солнца, одинакова), в том числе, когда небо покрыто облаками, сплошной туманной дымкой, интенсивность рассеянного излучения на наклонную поверхность зависит только от того, какую часть небосвода «видит» приемник, и оказывается равной:
Эта интенсивность является переменной во времени не только в силу суточного вращения Земли, определяющего явную временную зависимость часового угла ю (11), но и из-за случайной временной зависимости интенсивности прямого излучения.
В общем случае зависимость интенсивности от угла наклона поверхности } обладает максимумом. В табл. 2 представлены значения параметра пересчета интенсивности прямого солнечного излучения на горизонтальную поверхность 1шЛП=со8Х/со80 в зависимости от часового угла Солнца ю и угла склонения 5 при различных углах наклона } для северной широты ф=45о, т.е. примерно для средней широты Туркменистана по (14) [13,19].
Таким образом, для средних широт Туркменистана и безоблачного неба в феврале, марте, сентябре, октябре (угол склонения Солнца 5=3о) поверхность целесообразно ориентировать на широту местности, в данном случае под углом наклона }=35о; в апреле, августе (5~10о) - под углом }=45о; в мае, июне, июле (5>20о) - под углом }=35о. Однако следует иметь в виду, что в табл. 2 не учитываются ранние часы суток по местному времени (до 7 часов) и поздние часы (после 17 часов), которые особенно существенны в летний период. Учет всего времени суток приводит к уменьшению значения оптимального угла для летних месяцев.
Значения IHi/In=cosh/cos9 для широты ф=35° и 45° Values IH1/In=cos h/cos 9 for width ф =35° and 45°
Таблица 2 Table 2
ф° Местн°е время, ч/Час°в°й угол т
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
75 60 45 30 15 0 -15 -30 -45 -60 -75
1) при ß=45°
+10 0,98 1,21 1,32 1,37 1,37 1,41 1,38 1,37 1,32 1,21 0,98
+20 0,71 0,96 1,07 1,16 1,2 1,2 1,2 1,16 1,07 0,96 0,71
+23,5 0,65 0,88 1,01 1,09 1,12 1,13 1,12 1,09 1,01 0,88 0,65
2) при ß=35°
+10 1,0 1,2 1,3 1,34 1,36 1,37 1,36 1,34 1,3 1,2 1,0
+20 0,82 ,1 1,12 1,18 1,21 1,22 1,21 1,18 1,12 1,1 0,82
+23,5 0,79 0,98 1,07 1,14 1,17 1,17 1,17 1,14 1,07 0,98 0,79
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 07 (147) 2014 © Научно-технический центр «TATA», 2014
Задача более точного определения оптимального угла наклона } с учетом реального поступления солнечной энергии включает определение полного потока солнечной энергии на наклонную поверхность в течение определенного периода времени (например, за месяц) при различных углах наклона посредством интегрирования (17) по времени и, в дальнейшем, выбор наиболее эффективного значения }. Но поскольку зависимость потока от времени имеет случайный характер, то и значение оптимального угла для рассматриваемого периода времени и данной местности, строго говоря, является случайной величиной [5,9-13,16-19].
В некоторых практических случаях можно сделать более упрощенную процедуру приближенного значения задачи. Действительно, условие оптимума по } для потока энергии прямого солнечного излучения может быть записано в виде:
d (( cos^)Ac)
dß
= 0,
(18)
(cos
= cos(ф-ß)cos8(cosm) + sin(ф-ß)sin8 , (19)
причем величина <соб ю> определяет средний за светлое время суток косинус часового угла Солнца. Для «зимнего» полугодия (5<0)
Ac = 2cS; (cos ö)
sin cS
öS
(20)
где ю3 - угол захода Солнца, что дает следующее уравнение для определения оптимального угла наклона }ОП:
tg (Ф-ß. )8m S
sin m
(21)
S
Для «летнего» полугодия (5>0)
При этом величины Аши <соб ю> зависят от угла наклона }, что необходимо учитывать в поисках максимума значения <соб ю>А ю.
Для зимних периодов до весеннего равноденствия и после осеннего равноденствия основной вклад в полный приход солнечной энергии дают часы вблизи солнечного полудня, причем часовые углы ю3 восхода и захода Солнца оказываются существенно меньше 90о. Поэтому в выражении (21) в этих случаях можно принять ю8=0. Это дает простое выражение:
ßon = Ф-5,
(24)
что соответствует ориентации поверхности не только на юг, но и на направление максимума интенсивности прямого солнечного излучения в полдень.
При этом отношение интенсивности прямого солнечного излучения на наклонную поверхность к интенсивности прямого солнечного излучения на горизонтальную поверхность приобретает значение
где средняя величина <соб Х> определяет средний поток солнечной энергии на наклонную плоскость на суточном интервале часовых углов освещения наклона овалов поверхности Солнцем А ю:
Im cos £ (cos 8)2cos m + (sin 8)2
IП
cos 6 sin 8 sin ф + cos 8 cos ф cos m
(25)
при временах t, соответствующих условию близости к солнечному полудню, 1 - cos ю<<1, оно дает
1
I и
In cos (ф-8)
tg (ф-8) sin 28
(1 - cosm). (26)
Соответствующие значения приобретают и интенсивности (15), (16).
Для летнего периода оптимальное решение }ОП, определяемое из уравнений (19), (22), (23), оказывается меньше значения (24). На практике выражение (24) пригодно для оценочного расчета максимального прихода солнечной энергии в течение всего года. В частности, ему соответствуют выводы об оптимальной ориентации, сделанные по табл. 2.
Поскольку на практике интенсивности прямого солнечного излучения 1м слабо зависят от времени суток, то, используя (7), (8), можно представить следующие соотношения для многолетних среднесуточных (или среднемесячных) значений интенсивностей излучения в дневное время, <1П>,<1М>,<1Н1>, Вт/м2:
м,
- с -'и1
0
1
, . sin m„ Am = 2mc ;(cos m) = -
m
(22)
где юс - часовой угол Солнца, соответствующий условию собХ = 0, что дает:
cos öC = -tgStg (ф- ß).
(23)
(ln} = (IM)(cos6) = {lM)\ sin8sinф + cos8cosф
sin mS
mr
(27)
(Iи 1) = {Im) (cos D = = (IM)[cos(ф-ß)cos8(cosm) + sin(ф-ß)sin8], (28)
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 07 (147) 2014
© Scientific Technical Centre «TATA», 2014
В соответствии с этим среднесуточный за многолетний период приход солнечной энергии на единицу наклонной поверхности Ен, Вт ч/, м2 сут равен:
EH = (Iя)-12•(—^ 1,8<0
2юс
EH = (Iя)-12
2ю^
,8> 0,
(30)
(31)
Среднесуточное или среднемесячное значение интенсивности солнечного излучения для полностью ориентированной поверхности представляется в виде
<U=(I„>+<I,)^
+р( (Iu)(cos0)-(cos20»)I (34>
где 12(12ю3/|) или 12(12юС/|), ч/сут - число часов в светлое время суток. Соотношение между среднесуточными приходами солнечной энергии на горизонтальную и наклонную поверхности получается в виде
<e^=<ЕЛ ico;!+<Eд> ^+
+р (( + <E,)),
(32)
Среднемноголетний суточный приход или месячный приход солнечной энергии на полностью ориентиро-ван-ную поверхность БОР определяется по правилам (30) и равен
, . Еп 1 + (cos 9)
{ЕОР) = + Еп _ ' +
+Р
En
(cost
„2о\ I
(cos2 0)| 1 -(,
1 -г + En-i
(cos 0
cos t
(35)
где ЕП и Ед связаны соответственно с <1П>и<1д> выражениями типа (30).
Месячные приходы энергии определяются аналогично, как произведение соответствующей средней интенсивности солнечного излучения на число дневных часов в месяце.
В работе представлен другой универсальный метод расчета прихода солнечной энергии на наклонную поверхность с использованием эмпирического показателя облачности [5-7,9-13,19].
Теоретическое и методическое определения валового потенциала солнечной энергии региона
Практически важным является также случай ориентации поверхности перпендикулярно потоку прямого солнечного излучения, что достигается посредством использования специальных систем слежения за Солнцем и соответствующего вращения поверхности. В частности, при этом должно соблюдаться равенство угла наклона поверхности к горизонту и зенитного угла Солнца
Р = 0,
(32)
а суммарная интенсивность солнечного излучения при полной ориентации поверхности определяется зависимостью:
IOP IМ + IД
1 + cos 0 /Т т \1 - cos 0 ——+р (I„+^)——, (33)
где 1М, 1П - интенсивности прямого солнечного излучения, соответствующие выражениям (7), (8). Фактически это обеспечивает максимум прихода солнечной энергии на единицу площади поверхности.
Среднемноголетний годовой приход солнечной энергии представляет сумму среднемноголетних суточных или месячных приходов. Распределение по Туркменистану средней многолетней годовой суммы приходов энергии прямого солнечного излучения на нормальную к лучу поверхность и наибольшее значение прихода солнечной энергии на единицу поверхности составляет от 6000 до 6800 МДж/м2 [5-7,913,19].
Фотоэлектрическое преобразование солнечной энергии. Преобразование солнечной энергии в электрическую является важнейшим направлением в решении энергетических, экономических, экологических и социальных проблем населения, промышленности и сельского хозяйства. Представляя получение энергии в наиболее удобной форме, фотоэлектрический способ преобразования солнечной энергии является не только надежным, долговечным и экологически чистым, но и сам может быть использован для улучшения экологической обстановки в месте использования, а в перспективе - и для регулирования экологических условий на больших территориях.
В настоящее время в качестве физической основы фотоэлектрического преобразования солнечной энергии принимается фотовольтаический эффект в полупроводниках, хотя существуют и развиваются другие методы преобразования солнечной энергии в электрическую: термоэлектрический, термофотоэлектрический, фотоэлектрохимический и т.д., которые, однако, не получили широкого практического использования [4, 8,9,11,13,17,19].
Методика определения валового потенциала солнечной энергии зоны. В зависимости от объема и характера информации расчет валового потенциала солнечной энергии проводиться по двум следующим вариантам.
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 07 (147) 2014 © Научно-технический центр «TATA», 2014
В зоне расположена метеорологическая станция. Если имеются метеоданные по среднемноголетнему приходу солнечной энергии в каждый месяц года Е1 = ЕП1+ Ед1, то расчет производится по формулам:
Е=IE;
при i=1,2,...,12,
(36)
где суммирование производится по всем месяцам в году. Валовой потенциал зоны равен:
WB = Е ■ S.
(37)
Значения Е1, ЕП1 и Ед1 (для 1=1,2, ,..,12), Е и Wв заносятся в таблицу. Кроме того, в таблицу заносятся (если имеются) метеоданные по среднеквадратичному разбросу прихода солнечной энергии (в абсолютных значениях или процентах).
В зоне отсутствует метеорологическая станция. Если отсутствуют метеоданные по приходу солнечной энергии, но по данным соседних метеорологических станций можно найти средние значения продолжительности солнечного сияния ^ для каждого месяца, то расчет месячного прихода солнечной энергии производиться по формулам:
Теоретическое и методическое определения технического потенциала солнечной энергии региона
Определения и обозначения. Технический потенциал солнечной энергии региона - это среднемного-летняя суммарная энергия, которая может быть получена в регионе от солнечного излучения в течение одного года при современном уровне развития науки и техники и соблюдении экологических норм.
Технический потенциал солнечной энергии представляет сумму технических потенциалов тепловой энергии и электрической энергии, получаемых соответствующим преобразованием солнечного излучения.
Технический потенциал региона представляет сумму технических потенциалов составляющих его зон. Для каждой зоны используются следующие обозначения:
WТ, кВт-ч/год - технический потенциал солнечной энергии;
WТТ, кВт-ч/год - технический потенциал тепловой энергии от солнечного излучения;
WТф, кВт-ч/год - технический потенциал электроэнергии от солнечного излучения:
WT
W + W
"TT ТФ'
(44)
i
Е = Е„
t
Л
a + b —
1 1 +
\ tOi J
(38)
где а1, Ь1 - эмпирические коэффициенты (а1+Ь1 =1), рассчитанные для 144 трапеций территории бывшего СССР на каждый месяц;
EOi= ^м) (cos))
(39)
Бс, м , - площадь, которая по хозяйственным и экологическим соображениям представляется целесообразной для использования солнечной энергии; она равна части д общей площади Б, остающейся после вычитания площадей лесов, парков, сельскохозяйственных угодий и других территорий, на которых размещение установок затруднено или запрещено:
Sc = qS,
(45)
(Im) = 1000
1000 1360
, Вт/м2
(cos) = sin 5 ■ sin ф + cos 5 ■ cos ф
sinc
c
(40)
■(41)
кт - доля площади Бс, целесообразная для установки солнечных тепловых коллекторов; кф - доля площади Бс, целесообразная для установки солнечных фотоэлектрических батарей:
К + кф = 1.
(46)
M =
<J{cos8)2 + 0.06 + (cos)
(42)
5 и юб, рад, - средний угол солнечного склонения (табл. 1) и угол восхода - захода (12) в 1-й месяц соответственно;
tO = 12 ■ ni
Oi
f 2ös >
я
ч/мес,
(43)
где ni - число дней в i-м месяце [4, 8,9,11,13,17-19].
Значения д, кт, кф являются специфическими для каждой зоны. В то же время на основе опыта некоторых промышленно развитых стран можно сделать оценку: д < 0,01; на основе существующего соотношения между используемой тепловой энергией и электроэнергией в большинстве регионов России можно указать примерное соотношение: кт —0,9, кф—0.1
ТО1, К, - среднемесячная температура окружающей среды в дневное время (время работы установок) [4, 8,9,11,13,17,19].
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 07 (147) 2014
© Scientific Technical Centre «TATA», 2014
2
Методика определения технического потенциала электроэнергии от солнечного излучения. Расчет технического потенциала электроэнергии производится по формуле:
WT0 ,
(47)
где технический потенциал 1-го месяца равен:
ЖТф1 = Ег - кф - д- 5-ч-[1 -х(Тг -Т)], (48)
среднемесячная температура фотопреобразователей Т1, К, равна:
Е..
[а-ъ • (1 + х-Т)] + ))•Toí
T. =
Е
(49)
))--.--ъ-х
Ci
от традиционных источников, и при соблюдении экологических норм.
Экологический потенциал солнечной энергии представляет сумму экономических потенциалов тепловой энергии и электрической энергии, получаемых соответствующим преобразованием солнечного излучения.
Экономический потенциал солнечной энергии представляет сумму экономических потенциалов составляющих его зон. Для каждой зоны используются следующие обозначения:
WЭ, кВт-ч/год - экономический потенциал солнечной энергии;
WЭТ, кВт-ч/год - экономический потенциал тепловой энергии от солнечного излучения;
WЭф, кВт-ч/год - экономический потенциал электроэнергии от солнечного излучения:
W = W + W ■
" Э " ЭТ ^ ' ' ЭФ>
(50)
Порядок расчета. Фиксируются исходные данные: кф = 1-кТ и следующие значения параметров фотоэлектрических солнечных батарей, характеризующие современный технический уровень:
а = 0,97; ' = 0,13; " = 0,004 К-1; Т = 289 К; <"> = 40 Вт/(м2-К).
Рассчитывается среднемесячная температура Т1 (49) с использованием значений Е1, полученных из справочника. Рассчитываются технический потенциал 1-го месяца WТф1 (48). Суммированием по всем месяцам определяется потенциал WТТ (47). Значения Т1, WТф1, WТф вносятся в таблицу 3.
Расчет технического потенциала солнечной энергии региона. В отдельную таблицу вносятся месячные значения технического потенциала, WTl=WTTl+WTф1 (1=1, 2, ..., 12), а также итоговое значение технического потенциала солнечной энергии зоны, WT. После проведения расчета технического потенциала каждой зоны, в соответствии с вышеуказанным разделом, технический потенциал региона рассчитывается как сумма технических потенциалов его зон [4, 8,9,11,13,17-19].
Теоретическое и методическое определения экономического потенциала солнечной энергии в энергоэффективности
Определения и обозначения. Экономический потенциал солнечной энергии региона - это величина годовой выработки тепловой и электрической энергии в регионе от солнечного излучения, получение которой экономически оправдано для региона при существующем уровне цен на энергию, получаемую
ТОК, год - срок окупаемости солнечной энергетической установки;
ТСЛ, год - срок службы солнечной энергетической установки;
Э, ман - экономический эффект использования солнечных энергетических установок;
ЭТ, ман - экономический эффект использования солнечных тепловых коллекторов;
Эф, ман - экономический эффект использования солнечных фотоэлектрических установок;
Э--
■ Э + Э
(51)
ТО, К - среднегодовая температура окружающей среды в дневное время (время работы солнечных установок);
ТО1, К - среднемесячная температура окружающей среды в течении 1-го месяца в дневное время (время работы солнечных установок);
С, ман./м2 или долл./ м2 - удельная стоимость солнечной установки;
гЭ - региональный экологический фактор источника солнечной энергии;
гТЭ - региональный экологический фактор традиционного источника энергии;
ЦТ, ман./(кВт-ч) или долл./(кВт-ч) - удельная стоимость производства энергии от традиционного источника;
гР - региональный фактор стоимости энергии от традиционного источника;
Ор, кВт-ч/год - годовой дефицит энергии в регионе или годовая дополнительная потребность промышленного производства в энергии;
Цп, ман./(кВт-ч) - удельная цена потерь от недостатка энергии или удельная стоимость ценностей, производимых промышленностью;
т, кг/(чел.-сут.) - суточная норма потребления горячей воды на одного человека в быту;
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 07 (147) 2014 © Научно-технический центр «TATA», 2014
t
р, Вт/чел. - норма средней электрической мощности на одного человека, необходимая для удовлетворения основных бытовых потребностей.
Во втором варианте определение потенциала проводится при условии, что солнечные батареи полностью ориентированы на Солнце. При этом
Выражения для определения экономического потенциала электроэнергии от солнечного излучения [4-9,11-13,17,19].
E
—
E
cos) К
(57)
Расчет экономического потенциала электроэнергии производится по формуле:
W = VW
ГГЭФ ^ГГЭФ1'
i=1, 2, ... , 12,
(52)
где суммирование производится по всем месяцам в году.
Экономический потенциал 1-го месяца определяется выражением:
W = V ■ S
ЭФ1 у Ф1 иЭФ>
где
Vm = Еф1 ■[!-х^(Т -Т)],
m (cos Е) Е = Е = E -— +
^ Ф Hi ^т ' -> т
m,
(cos 6)
1 + cos ß
, 1 - cosß
-^Mi
где К - коэффициент концентрации солнечного излучения.
Экономический эффект использования солнечных фотоэлектрических установок. Расчет экономического эффекта солнечных тепловых установок производится по формуле:
ЭФ 1\Эф1 , i=1, 2, ...,
12,
(58)
(53)
(54)
Уф1, кВт-ч/(м -мес.) - объем выработки энергии единицей площади солнечной батареи в 1-й месяц;
Еф1, кВт-ч/(м2-мес) - среднемноголетний приход солнечной энергии на единицу поверхности солнечной батареи в 1-й месяц года;
БЭФ, м2 - экономически целесообразная площадь установленных солнечных батарей.
Определение экономического потенциала проводится в двух вариантах, включающих использование либо плоских фотоэлектрических солнечных батарей, либо солнечных батарей с концентраторами излучения.
В первом варианте определение потенциала проводится при условии, что солнечные батареи стационарно ориентированы под углом наклона к горизонту }. При этом
где суммирование производится по всем месяцам в году.
Экономический эффект 1-го месяца определяется выражениями:
@Фг = Тсл [(^эю _ 0>ПФ1)Цтрэ ~ Иэю ] _ КФг + Тсл0,ПФ1 цп,
(59)
где Кф1, ман./мес. - капитальные затраты, отнесенные к 1-му месяцу:
IКФ1 = гэ ■ С ■ S
(59)
ИЭк1, ман./мес. или долл./мес. - месячные издержки эксплуатации фотоэлектрических установок:
G@Ki = У кф1,
(60)
+Eш + р(Emi + E№) —(55)
где у, 1/год - норма издержек эксплуатации.
Опфь кВт-ч/мес. - дефицит или потребность промышленности в электроэнергии в 1-й месяц.
После подстановки приведенных выражений в (57) и суммирования по месяцам получаем величину экономического эффекта в виде
ЭФ = Тсл (^ЭФ ~ ^ЭТ Тфкр ) Цтрэ + Тсл О-ПФ (Цп ~ Цтрэ ),
(61)
м,
- С -с
'и1
0
1
ЕП1 и Ед1, а также <сos 8> находятся в разделе 2.2
(cosfy = cos (ф-ß) cos 8 sin + sin (ф - ß) sin 8, (56)
где WK<, кВт-ч/год - экономический потенциал электроэнергии,
W = V S
"эф гф^эф>
(62)
причем для каждого месяца принимается значение ß=Z - 5.
Vфi = Еф ч {1 - X ■ (Т - Т )], (63)
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 07 (147) 2014
© Scientific Technical Centre «TATA», 2014
Уф, кВт-ч/(м -год) - объем выработки энергии единицей площади солнечной батареи в год;
Еф, кВт-ч/(м2-год), - среднемноголетний приход солнечной энергии на единицу поверхности солнечной батареи в год:
6ф = ^^ , i=1, 2,
12,
(64)
экономический эффект использования установок является положительным при любой их площади.
Это означает, что в данном случае целесообразно использовать максимально возможную площадь фотоэлектрических солнечных батарей, так что экономический потенциал электрической энергии от солнечного излучения оказывается совпадающим с техническим потенциалом, представленным в разделе выше:
Уф КР, кВт-ч/(м -год) - критическое значение удельной энергии возобновляемого источника, в частности фотоэлектрической солнечной батареи, определяющее область экономической целесообразности его использования:
КкР = ( + V Тсл )• ГЭ
с
Тсл • Ц?РЭ
(65)
Т = Г
OK ' Э
с
Уф • Цтрэ - v
ГЭ •с
(66)
Эф > 0.
(67)
Тел > Т0
(68)
W = W
"ЭФ "тф-
(71)
Вариант II. Рассмотрим случай, когда срок службы установки меньше срока ее окупаемости
тел <ток,
(72)
Срок окупаемости установки приобретает выражение:
т.е. удельная выработка энергии тепловым коллектором меньше ее критического значения,
V < V
V Ф ^ V ФКР 5
(73)
Методика определения экономического потенциала электрической энергии от солнечного излучения [12-19].
В соответствии с определением экономический потенциал электрической энергии от солнечного излучения в регионе WЭф, кВт-ч/год представляет энергию, которая может быть выработана в год соответствующими солнечными энергетическими установками при условии, что их экономический эффект положителен:
то выполнение условия эффективности (67) соответствует следующему ограничению на полную мощность фотоэлектрических систем:
5Эф {УфКР - Уф ) Цтрэ < Опф (Цп - Цтрэ ), (74)
и одновременно
W > о
"эф ^ ИПФ ■>
(75)
При этом если срок службы близок к сроку окупаемости, а точнее, если
(
Т - т < Т • о
1 OK 1 сл — 1 сл ÍÍПФ
При анализе выполнимости этого условия возможны два варианта [4-13,17,19].
Вариант I. Если срок службы фотоэлектрической солнечной установки больше или равен сроку ее окупаемости,
ЦП_ Ц?
\
--1
v ^ трэ у
1
W
ТТ ГТ
(76)
ТФ
т.е.
V > V >
у ФКР — у Ф —
V
ФКР
1 + 0ПФ
^^Тт
ЦП -1
(77)
Ц
v^ трэ у
т. е., если удельная выработка энергии тепловым коллектором больше ее критического значения,
то экономический потенциал, как в варианте I, равен техническому потенциалу:
V > V
V Ф — V ФКР 5
(69)
W = W
" ЭФ "ТФ-
(78)
то в силу обычного условия
ЦП > ЦТРЭ
(70)
В области выполнения условия
lililí
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 07 (147) 2014 © Научно-технический центр «TATA», 2014
75
V,Ф
ФКР
1 + ОПФ
^WTT
ЦП -1
(79)
Ц
\М ТРЭ J
и одновременно условия (75), т.е.
V, >
уфкр ' цтрэ
ц.
(80)
П
экономическии потенциал тепловой солнечной энергии равен:
W =
" ЭФ
Опф ( Цп/Цтрэ - 1) V /V -1 '
' ФКР 1Г Ф
(81)
Наконец, в области
V,KP ' ЦТРЭ
Цп
(82)
экономическии потенциал равен нулю:
W@, = 0.
Условие (82) означает, что стоимость энергии, производимой солнечной фотоэлектрической установкой, настолько велика, что создаваемые с ее помощью товары промышленного производства по стоимости не покрывают расходов на электроэнергию, т. е. использование установки нецелесообразно.
В различных зонах региона для солнечных фотоэлектрических установок, даже одного типа, могут выполняться различные условия определения экономического потенциала, что в значительной мере зависит от климатических условий. Соответственно этому значению экономические потенциалы зон определяются формулами (71), (81) или (83).
Таким образом, экономический потенциал энергии от солнечного излучения в регионе WЭф имеет растущую зависимость от величины годового объема энергии, снимаемой с единицы поверхности солнечной батареи Уф, определяющуюся, как в случае теплового использования, тремя параметрами: критическим значением удельного съема энергии Уф КР -формула (77), экономическим параметром потребности промышленности региона в энергии 0Пф^ТФ, и ценовым параметром промышленного производства ЦП/ЦТРЭ. Характерный вид этой зависимости представлен на рис. 1 для экономического потенциала солнечной тепловой энергии.
(83)
■ ■
И п
1Ш11111П
Рис. 1. Распределения валового и технического потенциалов солнечной энергии от преобразования в тепловую энергию и электрическую в Юго-Восточных Каракумах по месяцам на 1 метр квадратный Fig. 1. Distributions of total and technical potentials of a solar energy from transformation to thermal energy and electric on
Southeastern Karakum on months on 1 metre square
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 07 (147) 2014
© Scientific Technical Centre «TATA», 2014
Общая потребность региона в электрической энергии Оф, кВт-ч/год представляет сумму потребностей производства ОПф, кВт-ч/год и бытовой потребности населения 0БФ, кВт-ч/год:
Оф йпФ + Qe0 ,
Обф = р-N
Ф'
(84)
(85)
где р, Вт/чел. - средняя норма потребления электроэнергии одним человеком в быту (освещение, радио, телефон, водоснабжение, бытовые электроинструменты; р=120 Вт/чел.); N0 - число людей в регионе, нуждающихся в обеспечении бытовой электроэнергией. Средняя требуемая площадь солнечных батарей на одного человека бф, м2/чел. оказывается равной:
='
Р
1фЪ-[1 -х-(( - Ti ))
, (86)
где 1ф, Вт/м - среднегодовая интенсивность освещения солнечных батарей,
ЕФ
1ф =
8.76
(87)
<Т>, К,- среднегодовая рабочая температура фотопреобразователей:
6 ^
V tc J
-[a-ъ -(1 + х-Т)+))-(Т0)
Е
,(88)
))-Т Ъ -
'п
х
<ТО>, К - среднегодовая температура окружающей среды в дневное время (время работы солнечных батарей).
Аналогично случаю с тепловыми коллекторами можно ввести понятие избытка экономического потенциала электрической энергии от солнечного излучения в регионе, ДWЭф, представляющего разницу между экономическим потенциалом и общей потребностью региона в электрической энергии:
AW = W - О
ЭФ ''ЭФ ^¿Ф-
(89)
Если ДWЭф>0 , то регион является экономически обоснованным потенциальным донором электрической энергии, если ДWЭд<0, то регион является потенциально дефицитным по электрической энергии.
Расчеты по вариантам ориентации солнечных батарей и концентрации солнечного излучения
I. Плоские солнечные батареи стационарно ориентированы под углом наклона к горизонту р.
Фиксируются исходные данные, характеризующие технический уровень, стоимость установки С=1000 долл/м2, срок службы ТСЛ, значения удельных параметров: ЦТ, ЦП, ИЭК; факторы стоимости: гР, гЭ, гТЭ; потребности промышленности в тепловой энергии 0Пф1 (1=1, 2, ..., 12); число нуждающихся в электроэнергии людей N5,.
С использованием значений параметров прихода солнечной энергии, рабочей температуры фотопреобразователей и температуры окружающей среды, полученных в предыдущих разделах, последовательно рассчитываются Уф1 (54) для 1=1, 2, ..., 12; Уф (64) и Уфкр (66).
Анализом условий (70), (78), (80), (81), (83) определяется область определения экономического потенциала. Рассчитывается значение потенциала WЭф.
Рассчитываются 0Б< и 0Ф, (87) и (86), и избыток потенциала ДWЭТ (89).
II. Солнечные батареи с концентраторами излучения полностью ориентированы на Солнце. Исходные значения такие же, как и по варианту I за исключением стоимости солнечной установки С, которая, в соответствии с практическими данными, для варианта II принимается равной С/3 при значении К=13 и температурного коэффициента КПД, который теоретически и практически оказывается меньше и принимается равным "=0,003 К-1.
После проведения расчетов Еф1 (54) для 1=1,2,. 12 и суммирования с получением годового прихода энергии Еф, остальные расчеты проводятся в том же порядке, как и по варианту I [4, 8,9-11,13-17,19].
Расчет экономического потенциала солнечной энергии региона. Сравнением значений экономического потенциала по представленным двум вариантам ориентации солнечных батарей и концентрации солнечного излучения, выбирается наибольшее значение, которое принимается как экономический потенциал электроэнергии зоны WЭФ от солнечного излучения. Экономический потенциал солнечной энергии получается суммированием потенциалов тепловой и электрической энергии:
W = W + W
'' Э ЭТ ЭФ '
(90)
После проведения расчета экономического потенциала каждой зоны, экономический потенциал региона рассчитывается как сумма экономических потенциалов зон. Обобщенные результаты теоретических и методических расчетов приведены в таблице 1.
111111
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 07 (147) 2014 © Научно-технический центр «TATA», 2014
77
Результаты расчетов солнечно-энергетических ресурсов в Юго-Восточных Каракумах.
Территория Туркменистана достаточно велика и расположена между 35о 0' и 42о 48' северной широты и 52о 27' и 66о 41' восточной долготы. Протяженность с запада на восток - 1100 км, с юга на север -650 км. Площадь государства - 491.2 тыс. кв. км, естественно, что солнечный радиационный режим в велаятах - административных единицах Туркменистана - отличается [1-5,13,16].
Юго-восточная часть Туркменистана охватывает Юго-Восточные Каракумы, пески, степь и лежит в
очень сухой зоне (рис. 2). Преобразование солнечной энергии с помощью фотопреобразователей зависит от валового, технического потенциала солнечной радиации.
Климат юго-восточной части Каракумов отличается не только высокой температурой, но и продолжительностью солнечного сияния: в среднем за год она достигает 2800 - 3100 час, в январе колеблется в пределах 100 - 150 и в июле - 320 - 400 час или 80 -93% [20-24].
Температура воздуха в светлое время суток для различных месяцев года представлена в табл. 3 (С. 83).
Рис. 2. Агроклиматическая карта округов Туркменистана I -Нижнеамударьинский, II- Северо-Каракумский, III- Южно-Каракумский, IV- Закопетдагский, V- Мургабо-Тедженский, VI - Каракумский Юго-Восточный, VII - Предгорно-Горный [2] Fig. 2. Agrarian climate map of districts of Turkmenistan I-Nizhneamudariinsky, II - North Kara Kum, III - South Kara Kum, IV - Zakopetdagsky, V - Murgabo-Tedzhensky, VI - Kara Kum
Southeast, VII - the Precity board of education-mountain [2]
Валовой потенциал солнечной энергии. В соответствии с определением валового потенциала по формуле, необходимо получение данных по месячному приходу солнечной энергии на горизонтальную поверхность Е1 (1=1, 2, ..., 12).
Рассчитанные и приведенные в табл. 3 значения Е1 относятся к семи наиболее солнечным месяцам с 1=3-9. Для расчета прихода солнечной энергии в другие месяцы 1=1, 2, 10, 11, 12 целесообразно ис-
пользовать данные по месячному приходу энергии на наклонную поверхность в соответствии с методикой.
Средний параметр угла наклона прямого солнечного излучения к нормали <соб 9> и месячный приход прямой солнечной энергии на нормально ориентированную поверхность
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 07 (147) 2014
© Scientific Technical Centre «TATA», 2014
Е = Еп
(eos 0) (eos 0)
(1 "е) Е 2
v ; ' =2065,611 кВт-ч/(м2-мес)
(91)
за 10 часов (с 7 часов до 17 часов) представлены в табл. 1.
Суммарное поступление солнечной энергии на единицу горизонтальной поверхности в год за 10 часов в сутки (с 7 часов до17 часов), Е, оказывается равным:
Е = ^ Ег = 1895,9 кВт-ч/(м2-год), (92)
I
а валовой потенциал Юго-Восточных Каракумов равен:
WB=ES=1895,9-S кВт-ч/год,
(93)
W
" ТТ
ST
■ = EF
(та)-Ul (Т -TOÍ)cos(<p-8)Е
E
= 1296,779 кВт-ч/год
(94)
где Бт=ктдБ - площадь, отводимая под солнечные тепловые установки), полученных с использованием значений Е1, приведены в табл. 1 для наиболее солнечных месяцев года.
В осенне-зимние месяцы (октябрь-февраль) используются коллекторы с представленными техническими параметрами для получения горячей воды с температурой тГ=60оС, а соответствующие WTTl равны нулю.
Суммированием по всем месяцам определяется потенциал солнечной тепловой энергии Wтт за 10 часов в сутки (с 7 часов до17 часов):
WTT=1296,779 ST, кВт-ч/год,
(95)
где ST, м , - площадь, отводимая под солнечные тепловые установки.
Технический потенциал электроэнергии от солнечного излучения. Исходные данные: кф=1-кТ; значения параметров фотоэлектрических солнечных батарей, характеризующие современный технический уровень: а=0,97; '1=0,13; "=0,004 К-1; ^=298 К; <">=40 Вт/(м2-К).
Рассчитанные значения среднемесячной рабочей температуры Т1
Е
-f [а-$1 (1 + %Т)) + (А) Та
Т = zpi_
' = Е
<&Ь 6 $1%
I Di
(96)
с использованием значений ТО1, Е1 представлены в табл. 3. Рассчитанные значения месячных технических потенциалов, приходящихся на единицу отводимой площади,
где Б, м - площадь.
Технический потенциал тепловой энергии от солнечного излучения. Исходные данные: температура горячей воды Т=60 оС; значения параметров солнечных тепловых коллекторов, характеризующие современный технический уровень: Р(та)=0,9; Еиь=0,005 кВт/(м2-°С); экспериментально определенные среднемесячные температуры т01 и углы склонения 5 для 1 = 2, 3, ..., 10 (табл. 3).
Рассчитанные значения продолжительности солнечного сияния в течение 1-го месяца 1с1, ч/мес., число ясных и полупасмурных часов, продолжительность рабочего времени 1Р1, ч/мес., а также месячных потенциалов, приходящихся на единицу отводимой площади в течение рабочего времени (с 7 до 17 ч),
W
г ' Тг
■ = Е$1 [1 - % ( - Т1)) = 248,5547 кВт-ч/год,
(97)
где Бф=кф-д-Б, м - площадь, отводимая под солнечные фотоэлектрические установки, приведенные в табл. 3.
Суммированием по всем определяется потенциал Wтф:
WT< =248,5547 S®, кВт-ч/год,
(98)
Технический потенциал солнечной энергии. Значение технического потенциала солнечной энергии равно:
WT=W+W = 1296,779ST+248,5547;
(99)
Бф = [1296,779 кт+ 248,5547 (1- кт)]дБ, кВт-ч/год.
Следует отметить, что Wтт представляет энергию в форме тепла, а WТф - энергию в электрической форме.
Определение экономического потенциала солнечной энергии в юго-восточных Каракумах Туркменистана. Экономический потенциал солнечной энергии региона - это величина годовой выработки тепловой и электрической энергии в регионе от солнечного излучения, получение которой экономически оправдано для региона при существующем уровне цен на энергию, получаемую от традиционных источников, и при соблюдении экологических норм.
Экономический потенциал солнечной энергии представляет сумму экономических потенциалов составляющих его зон. Для каждой зоны используются следующие данные:
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 07 (147) 2014 © Научно-технический центр «TATA», 2014
S
- экономическии потенциал тепловой энергии от солнечного излучения; экономический потенциал электроэнергии от солнечного излучения: срок окупаемости солнечной энергетической установки; срок службы солнечной энергетической установки; экономический эффект использования солнечных энергетических установок; экономический эффект использования солнечных тепловых коллекторов; экономический эффект использования солнечных фотоэлектрических установок;
- среднегодовая температура окружающей среды в дневное время (время работы солнечных установок); среднемесячная температура окружающей среды в течение 1-го месяца в дневное время (время работы солнечных установок); удельная стоимость солнечной установки; региональный экологический фактор источника солнечной энергии; региональный экологический фактор традиционного источника энергии; удельная стоимость производства энергии от традиционного источника; региональный фактор стоимости энергии от традиционного источника; годовой дефицит энергии в регионе или годовая дополнительная потребность промышленного производства в энергии; удельная цена потерь от недостатка энергии или удельная стоимость ценностей, производимых промышленностью; суточная норма потребления горячей воды на одного человека в быту; норма средней электрической мощности на одного человека, необходимой для удовлетворения основных бытовых потребностей [4- 8,9,11-13,17-19].
Определение экономического потенциала проводится при условии, что солнечные тепловые коллекторы стационарно ориентированы под углом наклона к горизонту }. Расчет экономического потенциала тепловой энергии проводится по формуле
W@T = YW@n, i=l, 2,
12,
(100)
Бэт, м , - экономически целесообразная установленная площадь тепловых коллекторов.
УТ1 - объем выработки энергии единицей площади теплового коллектора в 1-й месяц, кВтч/(м2-мес.); ЕН1 - суммарный месячный приход солнечной энергии, кВт-ч/(м2-мес.); Р(та) = 0,9; Гнъ = 0,005 - значение параметров солнечных тепловых коллекторов, характеризующих современный технический уровень, кВт/(м-°С); ТО1 - среднемесячная температура окружающей среды в течение 1-го месяца в дневное время (время работы солнечных установок), К; 1с -эмпирическая продолжительность солнечного сияния для данной местности в течение 1-ого месяца, ч/мес.; Бэт - экономически целесообразная установленная площадь тепловых коллекторов, м2. Результаты расчетов представлены на рисунке 3.
Основная проблема широкого использования солнечных тепловых установок связана с их экономической эффективностью и конкурентоспособностью по сравнению с традиционными системами, что определяется более высокой стоимостью энергии, вырабатываемой солнечными установками, чем получаемой при использовании традиционных установок. Срок окупаемости солнечной тепловой установки при различных сроках службы солнечных коллекторов, в зависимости от их изготовления в России или зарубежных странах, представлены ниже.
Срок окупаемости установки горячего водоснабжения равен:
- 1,04-2,8 года при стоимости 200-500 долл. США (российского производства);
- 2,80-6,6 года при стоимости 500-1000 долл. США 2 (производства зарубежных фирм).
Срок окупаемости системы отопления и горячего водоснабжения равен:
- 3,5-8,4 года при стоимости 600-1200 долл. США (российского производства);
- 11,8-19,5 года при стоимости 1500-2000 долл. США (производства зарубежных фирм).
где 1 = 1, 2, ..., 12, суммирование производится по всем месяцам в году.
Экономический потенциал 1-го месяца определяется выражениями:
W = V • S
''@Ti у Ti °ЭТ 5
где
Vt i = Еш • F
(та)- UL (T - T0i)
= 1378,102 кВт-ч/(м-год).
(101)
EH
(102)
Определение экономического потенциала тепловой энергии от солнечного излучения. В соответствии с определением, экономический потенциал тепловой энергии от солнечного излучения в регионе Шэт, кВт-ч/год, представляет энергию, которая может быть выработана в год соответствующими солнечными энергетическими установками при условии, что их экономический эффект положителен, и которая равна 588,56 кВт-ч/год при КПД 0,5.
В различных зонах региона для солнечных энергетических установок даже одного типа могут выполняться различные условия определения экономического потенциала, что в значительной мере зависит от климатических условий [4-13].
УТ1, кВт-ч/(м -мес.), - объем выработки энергии единицей площади теплового коллектора в 1-й месяц;
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 07 (147) 2014
© Scientific Technical Centre «TATA», 2014
Рис. 3. Средние удельные энергетические параметры солнечной тепловой Vt, фотоэлектрической Уф установки в
Туркменистане в течение года. Fig. 3. Average specific power paramétrés solar thermal Vt, photo-electric Уф installations in Turkmenistan within a year
Таким образом, экономический потенциал тепловой энергии от солнечного излучения в регионе WЭТ имеет растущую зависимость от величины годового объема энергии, снимаемой с единицы поверхности теплового коллектора, определяющуюся тремя параметрами: критическим значением удельного съема энергии, экономическим параметром потребности промышленности региона в энергии и ценовым параметром промышленного производства. Данная зависимость в действительности является единой для любого нового источника энергии, замещающего традиционное топливо, как для тепловой энергии, так и для электрической энергии от солнечного излучения.
Определение экономического потенциала электроэнергии от солнечного излучения. Расчет экономического потенциала электроэнергии производится так же, как и в вышеизложенном варианте.
Экономический потенциал 1-го месяца определяется выражением:
W = V • S
" ЭФ v Фi иЭФ '
(104)
целесообразная площадь установленных солнечных батарей.
Экономический потенциал солнечной энергии получается путем суммирования потенциалов тепловой и электрической энергии:
W3 = W:ЭГ + W.ЭФ = 1296,448т + 248,5 8ф. (105)
В результате определение потенциала проводиться при условии, что солнечные батареи стационарно ориентированы под углом наклона к горизонту }=30,45,60,75,90. При этом
E = E = E Пm (cos ^ t E 1 t cos ß t
Ф, Hi ni I___n\ T 0 T
+P i En¡ t ЕД1 )
nS (cos( 1 - cos ß 2 '
(106)
где: Уф1, кВт-ч/(м -мес.) - объем выработки энергии единицей площади солнечной батареи в 1-й месяц равен 248,5 кВт-ч/(м2-год); Еф1, кВт-ч/(м2-мес) - сред-немноголетний приход солнечной энергии на единицу поверхности солнечной батареи в 1-й месяц года равен 1895,9 кВт-ч/(м2-год); 8Эф, м2 - экономически
ЕП1 и ЕД1 - прямая и рассеянная солнечная радиация, а также <tos 9>, где <сos 9> - средний параметр угла наклона прихода прямого солнечного излучения на нормально ориентированную поверхность; <tos Х> -угловой параметр, находится по формуле:
(cos^) = cos(cp-P)cosSsinmm + sin(pp-P)sin8, (107)
ismee
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 07 (147) 2014 © Научно-технический центр «TATA», 2014
S1
причем для каждого месяца принимается значение } = ф - 5; Бш - среднемноголетний приход прямого потока солнечной энергии на единицу горизонтальной поверхности в 1-й месяц года, кВт-ч/(м2-мес.); БД1 - среднемноголетний приход рассеянной солнечной энергии на единицу горизонтальной поверхности в 1-й месяц года, кВт-ч/(м2-мес.); р - коэффициент отражения (альбедо); 9 - угол между направлениями зенита и Солнца (угол падения на горизонтальную поверхность); X - угол между направлением на Солнце и нормалью к наклонной поверхности (угол падения на наклонную поверхность), ориентированной на юг; 5 - угол склонения, т.е. угловое положение Солнца в солнечный полдень относительно плоскости экватора; ф - широта местности; ю - часовой угол движения Солнца, равный 0 в солнечный полдень; каждый час времени 1 соответствует 15° долготы, причем значения часового угла до полудня считаются положительными; } - угол наклона к горизонту.
Определение оптимального угла наклона солнечных модулей в Юго-Восточных Каракумах. В таблицах 1, 3 представлены значения параметров пересчета интенсивности прямого солнечного излучения на горизонтальную поверхность 1Н1/1П = собХ/собГ в зависимости от часового угла солнца ю и угла склонения 5 при различных углах наклона } для северной широты ф = 45°, т.е. примерно для средней широты Туркменистана.
Результаты расчета определения оптимального угла наклона солнечных модулей в Юго-Восточных Каракумах, с учетом реального поступления солнечной энергии, включают определение полного потока солнечной энергии на наклонную поверхность в течение определенного периода времени (например, за месяц) при различных углах наклона посредством интегрирования по времени. Расчеты показывают наиболее эффективное значение }=60о для января, февраля, ноября, декабря; }=30о с апреля по сентябрь; }=45о - март, октябрь [3].
Экологический потенциал от преобразования солнечной энергии в электрическую. Экологический потенциал ВИЭ - часть технического потенциала, преобразованного в тепловую и электрическую энергию, которая переходит в используемую полезную чистую энергию. Экологический потенциал в данном случае состоит в сокращении вредных выбросов в окружающую среду от ископаемого органического топлива при преобразовании его в тепловую, электрическую и другие виды энергии от оборудования, установок, станций и транспортных средств и др. загрязнителей.
В выражениях, определяющих экономическую эффективность, не учитывается влияние вводимых
установок на окружающую природу, на социальные условия жизни и деятельность человека, что в целом определяется как экологические условия. Возобновляемые источники энергии, по сравнению с традиционными, обладают важным преимуществом, заключенным в возможности обеспечения экологической чистоты вводимых установок, а в некоторых случаях - возможности улучшения экологической обстановки.
Экологический потенциал солнечной энергии представляет сумму экономических потенциалов тепловой энергии и электрической энергии, получаемых соответствующим преобразованием солнечного излучения.
Одной из форм учета влияния вводимых источников энергии на экологию региона может быть введение в удельную стоимость получаемой энергии регионального экологического фактора источника, учитывающего относительные расходы на компенсацию вредных последствий ввода единицы энергии того или иного источника в регионе. Коэффициент регионального экологического фактора больше единицы для источника, приводящего к ухудшению экологической обстановки в регионе, и коэффициент регионального экологического фактора меньше единицы - для источника, улучшающего экологическую обстановку в регионе. Один и тот же источник может изменять величину экологического коэффициента, становиться больше или меньше единицы, в различных регионах.
Таким образом, с учетом регионального фактора стоимости топлива и регионального экологического фактора, срок окупаемости и экономический эффект от использования солнечной установки определяются включением коэффициента регионального экологического фактора, механизма чистого развития Ки-отского протокола Маракешского соглашения [5,9,11-13]. Результаты расчетов приведены в виде гистограммы на рис. 4.
Ожидаемое сокращение выбросов различных вредных веществ в окружающую среду в Юго-Восточных Каракумах в Туркменистане при использовании солнечной фотоэлектрической станции составит: при годовой выработке с 1 кв. м 248,5 кВт ч/год, экономия расхода топлива 99,4 кг у.т./год, сокращение выбросов: диоксид серы 802 - 2,06; оксид азота N0^1,11; оксид углерода С0-0,144; метан СН4 -0,303; двуокись углерода С02 -0,158; твердых веществ - 0,216 кг/год; от преобразования тепловой энергии - 1296,8 кВт ч/год, экономия расхода топлива 518,7 кг у.т./год, сокращение выбросов 802 -10,78; Ж)х - 5,8; С0-0,754; СН4 -1,58; С02 -829,34; твердых веществ - 1,13 кг/год [4- 9,12-14].
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 07 (147) 2014
© Scientific Technical Centre «TATA», 2014
Таблица 3
Обобщенные результаты теоретических и методических расчетов солнечно-энергетических ресурсов в Юго-Восточных
Каракумах
Table 3
The generalised results of theoretical and methodical calculation of solo-power resources on Southeast KaraKum
Ei 66,3 93,1 132,7 172,2 235,1 252,6 250,2 231,6 181,6 138,5 82,6 59,4 1895,9 157,9917
Tpi 48 95 161 244 321 382 395 371 322 272 148 56 2815 234,5833
Toi 2,3 5,6 11,8 19,9 26,7 31,2 32,9 31 25,3 17,8 9,8 4,2 218,5 18,20833
s 0,14 0,24 0,25 0,21 0,29 0,31 0,32 0,28 0,21 0,24 0,19 0,18 2,86 0,238333
cosV-30 0,806529 0,866509 0,862173 0,865993 0,801173 0,759098 0,776498 0,836835 0,834686 0,867759 0,817548 0,799558 9,894356 0,82453
cosV-45 0,832138 0,870255 0,824525 0,792824 0,694109 0,635707 0,659351 0,746669 0,775051 0,853669 0,832826 0,834021 9,351147 0,779262
cosV-60 0,690434 0,725384 0,65085 0,613214 0,497181 0,430982 0,457738 0,557997 0,58616 0,694799 0,683099 0,701139 7,288979 0,607415
cosV-75 0,501963 0,53138 0,433089 0,392068 0,266577 0,197065 0,225121 0,331529 0,357565 0,488867 0,487102 0,520765 4,73309 0,394424
cosV-90 0,279492 0,301382 0,185993 0,144365 0,017916 -0,0502 -0,02275 0,082605 0,10475 0,249821 0,25811 0,305118 1,856605 0,154717
Ti 2,3285992 5,620333 11,81717 19,91477 26,7154 31,21394 32,91337 31,01316 25,31185 17,81065 9,81161 4,22198849 218,692825 18,22440208
cosd 0,453609 0,571392 0,660156 0,76728 0,793599 0,797334 0,797241 0,782965 0,685028 0,610359 0,485439 0,431036 7,835438 0,652953
p 0,26 0,26 0,23 0,22 0,23 0,23 0,23 0,22 0,22 0,23 0,24 0,25 2,82 0,235
Epri 34,9 52,4 69,8 103,5 165,3 193,2 217,8 183,9 138,5 97,7 52,3 30,2 1339,5 111,625
Edi 31,4 40,7 62,9 68,7 69,8 59,4 32,4 47,7 43,1 40,8 30,3 29,2 556,4 46,36667
w 20,6 20,8 28,5 30,5 36,7 39,9 38,6 33,6 33,2 24,4 22,5 18,5
г -21,2 -12,8 -2,2 9,7 18,8 23,3 21,6 14,2 3,1 -8,4 -18,4 -23,3 4,4 0,366667
cosL 0,484609 0,606838 0,742313 0,864209 0,932732 0,958078 0,949185 0,900916 0,800864 0,665853 0,526634 0,45233
Ehí 89,9109 117,0348 150,0748 183,5561 236,1967 243,3109 245,1051 244,4018 211,5609 178,265 115,9782 81,40134 2096,797 174,733
We 66,3 93,1 132,7 172,2 235,1 252,6 250,2 231,6 181,6 138,5 82,6 59,4 1895,9 157,9917
Wmm/Sm 52,75282 67,76032 90,18992 112,295 161,4342 174,3975 174,1171 159,5985 118,1383 85,70597 54,23476 46,1543 1296,779 108,0649
Wmbi /Sb 9,400619 13,04121 18,16067 22,84135 30,35329 32,02179 31,49644 29,38382 23,57855 18,52278 11,39037 8,363791 248,5547 20,71289
V mi 67,07868 79,501 96,28017 116,2965 159,1553 163,9984 167,0985 166,191 134,5569 103,061 67,24095 57,64336 1378,102 114,8418
Уф, 10,62845 14,03512 18,48095 23,37692 30,91627 32,41661 32,87226 32,53644 27,53722 22,50801 14,16117 9,702668 269,1721 22,43101
Eopi 125,6985 123,8309 150,7597 177,299 210,3341 218,5959 213,406 212,975 209,428 172,4558 137,8258 113,0022 2065,611 172,1343
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 07 (147) 2014 © Научно-технический центр «TATA», 2014
Рис. 4. Экологический потенциал сокращения вредных веществ от преобразования солнечной энергии
в тепловую, электрическую в течение года
Fig. 4. Ecological potential of reduction of harmful substances from transformation of a solar energy in thermal,
electric within a year
Выводы
На основании теоретических исследований и методических расчетов солнечно-энергетических ресурсов с учетом интенсивности солнечного излучения, альбедо, географических, климатических и неблагоприятных погодных условий получены энергетические потенциалы на 1 квадратный метр Юго-Восточных Каракумов: валовой потенциал -1895,9 кВт ч/ м2 год; технический потенциал преобразования в тепловую энергию -1296,8 кВт ч/ м2 год, в электрическую энергию - 248,5 кВт ч/ м2 год. Подробные результаты расчетов по месяцам приведены в таблице 3.
Технико-экономические и теоретические расчеты экономических потенциалов позволят составить технико-экономическое обоснование при строительстве солнечно-энергетических станций, установок, сооружений для внедрения в пустынной зоне и дадут возможность экономии органического топлива при преобразовании в тепловую энергию -1378,1 кВт ч/ год, а в электрическую энергию - 269,2 кВт ч/год.
Ожидаемый экологический потенциал сокращения выбросов различных вредных веществ в окружающую среду в Юго-восточных Каракумах при использовании солнечной фотоэлектрической станции составит: при годовой выработке с 1 кв. м 248,5 кВт ч/год, экономия расхода топлива 99,4 кг у.т./год, сокращение выбросов: диоксид серы 802 - 2,06; оксид азота М0х -1,11; оксид углерода С0-0,144; метан СН4 -0,303; двуокись углерода С02 -0,158; твердых веществ - 0,216 кг/год; от преобразования тепловой энергии - 1296,8 кВт ч/год, экономия расхода топлива 518,7 кг у.т./год, сокращение выбросов 802 -10,78; Шх - 5,8; С0-0,754; СН4 -1,58; С02 -829,34; твердых веществ - 1,13 кг/год. На основании теоретических и исследовательских работ использования солнечно-энергетических установок можно составить проектное предложение для углеродного фонда Всемирного банка.
Учет результатов вышеизложенных расчетов потенциалов солнечно-энергетических ресурсов в Юго-Восточных Каракумах позволит решать энергетические и социально-экономические проблемы регио-
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 07 (147) 2014
© Scientific Technical Centre «TATA», 2014
нов, удаленных от централизованных энергосистем, поселков, населенных пунктов, объектов дайханских и пастбищных хозяйств, формально находящихся в зонах централизованного энергоснабжения, но фактически в труднодоступных местностях. Другим существенным положительным фактором использования солнечных энергетических ресурсов является возможность сохранения экологической безопасности заповедной зоны или даже улучшения ее экосистемы.
Список литературы
1.Бердымухамедов Г.М. Государственное регулирование социально-экономического развития Туркменистана. А.: Туркменская государственная издательская служба, 2010. Т. 1.
2. Бабаев А.Г. Проблемы освоения пустынь. Изд-во «Ылым», 2012. С. 340.
3. Байрамов Р., Сейткурбанов С. Опреснение с помощью солнечной энергии. Под ред. В.А. Баума. Ашхабад: «Ылым», 1977. С. 148.
4. Пенджиев А.М. Экологические проблемы энергетики и роль альтернативных источников энергии в Центрально-азиатском регионе // Альтернативная энергетика и экология. 2012. № 5-6. С. 76-91.
5. Пенджиев А.М. Расчет потенциала солнечной энергии в областях Туркменистана. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2008. № 12, С. 47.
6. Пенджиев А.М. Экономический, технический и экологический потенциалы солнечной энергии в пастбищных районах Туркменистана // Труды 7-й Межд. науч.-техн. конф. «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве». М.: ГНУ ВИЭСХ, 2010. Ч. 4, С. 95-105.
7. Пенджиев А. М. Экоэнергетические ресурсы солнечной энергии в странах Содружества Независимых Государств // Альтернативная энергетика и экология. 2013. № 05 (125). С. 13-30.
8. Пенджиев А.М. Экологические проблемы энергетики и роль альтернативных источников энергии в Центрально-азиатском регионе // Альтернативная энергетика и экология. 2012. № 5-6. С. 76-91.
9. Пенджиев А.М. Ожидаемая эколого - экономическая эффективность использования фотоэлектрической станции в пустынной зоне Туркменистана // Альтернативная энергетика и экология. 2007. № 5. С. 81-92.
10. Пенджиев А.М. Агротехника выращивания дынного дерева (Carica papaya L.) в условиях защищенного грунта в Туркменистане // Автореферат диссертации на соискание уч. степени доктора сель-хоз. наук. М. 2000. С. 54.
11. Пенджиев А.М. Астанов Н.Г. Исследования ВАХ солнечных фотоэлектрических модулей для создания мобильной автономной энергетической станции в пастбищных хозяйствах юго-восточного Туркменистана // Материалы Международного науч-
но-практического форума «Природные ресурсы и экология Дальневосточного региона». Из - во: ТОГУ, 2013. С. 397-401.
12. Пенджиев A.M., Астанов Н.Г., Пенжиев М.А. Использование солнечно-энергетических установок в заповедных зонах Туркменистана для улучшения аридной экосистемы // Альтернативная энергетика и экология. 2011. № 5. С. 26-32.
13. Стребков Д. С., Пенджиев A.M., Мамедсахатов Б.Д. Развитие солнечной энергетики в Туркменистане. Монография. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2012. С. 496.
14. Рыбакова Л.Е., Пенжиев A.M. Энергия барада сохбет. Магарыф, 1994. С. 90.
15. Национальная программа "Стратегия экономического, политического и культурного развития до 2020 года". "Нейтральный Туркменистан " от 27. 08.2003.
16. Агроклиматические ресурсы Туркменской ССР / Ответ. ред. Орловский Н.С. Л.: Гидрометиоиз-дат, 1971. С. 287.
17. Использование солнечной энергии. Под редакцией профессора Рыбаковой Л.Е. Ашхабад: Ылым, 1985.
18. Научно - прикладной справочник по климату СССР. Л.: 1989. Сер. 3, 4.1-16, Вып. 1-30, С. 502.
19. Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников энергии в России / Коллектив авторов. СПб.: Наука, 2002. 314.
References
1. Berdyhmukhamedov GH.M. Ghosudarstvennoe reghulyrovanye sotsyaljno-ehkonomytcheskogho razvy-tyja Turkmenystana. Tom 1. A.: Turkmenskaja ghosu-darstvennaja yzdateljskaja sluzhba, 2010.
2. Babaev A.GH. Problemyh osvoenyja pustyhnj. Yzd-vo «Yhlyhm», 2012. S. 340.
3. Bajramov R., Sejtkurbanov S. Opresnenye s po-moshtchjju solnetchnoj ehnerghyy. Pod red. V.A. Bau-ma. Ashkhabad: «Yhlyhm», 1977. S. 148.
4. Pendhzhyev A.M. Ehkologhytcheskye problemyh eherghetyky y rolj aljternatyvnyjjkh ystotchykov eh-nerghyy v Tsentraljno-azyathskom reghyone // Aljterna-tyvnaja ehnerghetyka y ehkologhyja. 2012. № 5-6. S. 7691.
5. Pendhzhyev A.M. Rastchet potentsyala solnetchnoj ehnerghyy v oblastjakh Turkmenystana. // Mekha-nyzatsyja y ehlektryfykatsyja seljskogho khozjajstva. 2008. № 12, S. 47.
6. Pendhzhyev A.M. Ehkonomytcheskyj, tekhnytcheskyj y ehkologhytcheskyj potentsyalyh solnetchnoj ehnerghyy v pastbyshtchnyhkh rajhonakh Turkmenystana // Trudyh 7-j Mezhd. nautch.-tekhn. konf. «Eherghoobespetchenye y eherghosberezhenye v seljskom khozjajstve». M.: GHNU VYEHSKH, 2010. Tch. 4, S .95-105.
7. Pendzhyev A.M. Ehkoehnerghetytcheskye resursyh solnetchnoj ehnerghyy v stranakh Sodruzhestva Nezavysymyhkh Ghosudarstv // Aljternatyvnaja
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 07 (147) 2014 © Научно-технический центр «TATA», 2014
ehnerghetyka y ehkologhyja. 20i3. № 05 (125). S. 1330.
8. Pendhzhyev ЛМ. Ehkologhytcheskye problemyh ehnerghetyky y rolj aljternatyvnyhkh ystotchnykov ehnerghyy v Tsentraljno-azyathskom reghyone // Лljternatyvnaja ehnerghetyka y ehkologhyja. 20i2. № 56. S. 76-9i.
9. Pendhzhyev ЛМ. 0zhydaemaja ehkologho -ehkonomytcheskaja ehffektyvnostj yspoljzovanyja fotoehlektrytcheskoj stantsyy v pustyhnnoj zone Turkmenystana // Äljternatyvnaja ehnerghetyka y ehkologhyja. 2007. № 5. S. 8i-92.
10. Pendhzhyev ЛМ. Лghrotekhnyka vyhrashtchyvanyja dyhnnogho dereva (Carica papaya L.) v uslovyjakh zashtchyshtchennogho ghrunta v Turkmenystane // Л-vtoreferat dyssertatsyy na soyskanye utch. stepeny doktora seljkhoz. nauk. M.: 2000. S. 54.
11. Pendzhyev ЛМ. Лstanov N.GH. Yssledovanyja VAKH solnetchnyhkh fotoehlektrytcheskykh modulej dlja sozdanyja mobyljnoj avtonomnoj ehnerghetytcheskoj stantsyy v pastbyshtchnyhkh khozjajstvakh jugho-vostotchnogho Turkmenystana // Materyalyh Mezhdunarodnogho nautchno-praktytcheskogho forma «Pryrodnyhe resursyh y ehkologhyja Da^nevostotchnogho reghyona». Yz - vo: T0GHU, 2013. S. 397-401.
12. Pendhzhyev ЛЖ, Лstanov N.GH., Penzhyev MA. Yspoljzovanye solnetchno-ehnerghetytcheskykh
ustanovok v zapovednyhkh zonakh Turkmenystana dlja ulutchshenyja arydnoj ehkosystemyh //Лljternatyvnaja ehnerghetyka y ehkologhyja. 2011. № 5. S. 26-32.
13. Strebkov D.S., Pendhzhyev ЛМ, Mamedsakhatov B.D. Razvytye solnetchnoj ehnerghetyky v Turkmenystane. Monoghrafyja. M.: GHNU VYEHSKH, 20i2. S. 496.
14. Ryhbakova L.E., Penzhyev Л'M' Ehnerghyja barada sokhbet. Magharyhf, 1994. S. 90.
15. Natsyonaljnaja proghramma "Strateghyja ehkonomytcheskogho, polytytcheskogho y kuljturnogho razvytyja do 2020 ghoda". "Nejtrajnyhj Turkmenystan " ot 27. 08.2003.
16. Aghroklymatytcheskye resursyh Turkmenskoj SSR / 0tvet. red. 0rlovskyj N.S. L.: Ghydrometyoyzdat, i97i. S. 287.
17. Yspoljzovanye solnetchnoj ehnerghyy. Pod re-daktsyej professora Ryhbakovoj L.E. Ashkhabad: Yh-lyhm, 1985.
18. Nautchno - prykladnoj spravotchnyk po klymatu SSSR' L.: 1989. Ser. 3, Tch.1-16, Vyhp. i-30, S. 502.
19. Resursyh y ehffektyvnostj yspoljzovanyja vozob-novljaemyhkh ystotchnykov ehnerghyy v Rossyy / Kol-lektyv avtorov. SPb.: Nauka, 2002. 3i4.
Транслитерация по ISO 9:1995
"SS"
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 07 (147) 2014
© Scientific Technical Centre «TATA», 2014
