Оценка ресурсов солнечной энергии России на основе базы данных NASA Коломиец Ю.Г., Терехова Е.Н. Объединенный институт высоких температур РАН МГУ им. М.В.Ломоносова географический факультет

2

Пункты актинометрических наблюдений, расположенные на территории бывшего СССР[Пивоварова,1977]

4 NASA Surface meteorology and Solar Energy (SSE)

5 NASA КАК ИСТОЧНИК АКТИНОМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ База данных Форма доступа Область применения Принципы создания Периоды измерений Детализация значений Число пунктов, разрешение NASA SSE Интернет Всемирная Радиационный баланс + модели атмосф 1983-наст. время Среднемесячные данные 1 х 1 геогр. градус Достоинства БД NASA : Вся территория России; Вся территория России; Доступность; Доступность; Длительный период наблюдения Длительный период наблюдения Данные базы NASA основаны на непрерывном и последовательном 10-летнем ряде спутниковых измерений радиационного баланса земной поверхности для ячеек 1 о х 1 о по всему земному шару (спутниковые наблюдения – World Climate Research Programs International Satellite and Cloud Climatology Program (ISCCP)). Используются также метеорологические данные, полученные с помощью наземной системы наблюдений GEOS-1(Goddard Earth Observation System).

6 Разработка метода определения сумм солнечной радиации осуществлялась с участием следующих организаций : The DOE National Renewable Energy Laboratory (NREL) The DOE National Renewable Energy Laboratory (NREL) The World Radiation Data Center (WRDC) in St. Petersburg, Russia (Главной геофизической обсерватории им. А.И.Воейкова) The World Radiation Data Center (WRDC) in St. Petersburg, Russia (Главной геофизической обсерватории им. А.И.Воейкова) The Swiss Federal Institute of Technology in Zurich (the Global Energy Budget Archive (GEBA)) The Swiss Federal Institute of Technology in Zurich (the Global Energy Budget Archive (GEBA)) Natural Resources Canada (RETScreen data base) Natural Resources Canada (RETScreen data base) The NOAA Climate Monitoring and Diagnostics Laboratory (CMDL). The NOAA Climate Monitoring and Diagnostics Laboratory (CMDL).

7 Результаты сравнения спутниковых измерений NASA и данных наземной актинометрической станции МО МГУ. Период осреднения: а гг., б гг.

8 Среднемесячная суммарная солнечная радиация. Период осреднения: а гг., б гг.Относительное отклонение [(NASA- МОМГУ)/NASA], % а)б)

9 SSE -данные непрерывны и содержат результаты многолетних наблюдений за солнечной радиацией и метеорологические данные для сети 1º×1º, покрывающей всю поверхность Земли. непрерывны и содержат результаты многолетних наблюдений за солнечной радиацией и метеорологические данные для сети 1º×1º, покрывающей всю поверхность Земли. С другой стороны данные не отражают микроклимат отдельных территорий данные не отражают микроклимат отдельных территорий Использование данных позволяет восполнить недостаток наземных измерений и дополнить их там, где они проводятся. восполнить недостаток наземных измерений и дополнить их там, где они проводятся. подсчитать потенциал возобновляемой энергетики практически для любого региона. подсчитать потенциал возобновляемой энергетики практически для любого региона. проанализировать динамику актинометрических показателей, получить более подробную статистику (временные распределения, максимумы, минимумы и т.д.) проанализировать динамику актинометрических показателей, получить более подробную статистику (временные распределения, максимумы, минимумы и т.д.) С одной стороны

10 Лаборатория возобновляемых источников энергии и энергосбережения ИВТ РАН Лаборатория возобновляемых источников энергии географического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова +

11 NASA Surface meteorology and Solar Energy - Available Tables At Latitude 43 and Longitude 114 Monthly Averaged Radiation Incident On An Equator-Pointed Tilted Surface / RETScreen Method (kWh/m 2 /day) Lat 43 JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNov De c Annual Lon 114 Averag e SSE HRZ2,172,814,095,676,556,786,225,364,633,292,4 1,7 84,31 K0,590,540,560,6 0,580,550,540,570,550,58 0,5 50,57 Erbs DIF0,640,951,51,872,192,362,342,091,651,080,730,61,5 RET DNR4,824,244,986,436,516,95,875,175,165,114,82 4,1 35,35 Tilt 02,162,754,065,646,56,86,195,334,563,262,38 1,7 84,29 Tilt 283,743,914,976,136,496,466,035,545,324,483,9 3,1 85,02 Tilt 434,34,255,15,946,025,875,535,265,344,84,42 3,6 95,05 Tilt 584,64,344,965,455,255,014,784,735,094,854,67 3,9 74,81 Tilt 904,313,733,833,653,132,882,833,043,724,064,28 3,7 93,6 OPT4,644,345,16,136,646,826,255,585,374,864,69 4,0 35,38 OPT ANG ,5

12 LATLONMODEL TYP EJANFEBMARAPR MA YJUNJUL AU G SE POCTNOVDECYEAR RETScreen SSE HRZ0,080,551,62,313,435,354,5731,870,70,150,021, RETScreenK0,250,350,40,320,340,460,420,360,370,30,250,220, RETScreenERBS DIF0,30,841,452,062,452,281,711,060,431, RETScreen RET DNR1,52,572,072,876,194,892,892,351,272, RETScreen00,541,582,323,475,394,633,011,850,692, RETScreen15-1,432,632,653,385,024,433,282,591,362, RETScreen0+1,542,672,53,14,534,023,042,551,412, RETScreen15+1,562,562,262,733,983,522,732,381,42, RETScreen901,522,422,052,433,463,112,462,21,342, RETScreenOPT1,572,672,683,635,474,773,372,591,423, RETScreen OPT ANG , Perez_Page SSE HRZ0,080,551,62,313,435,354,5731,870,70,150,021, Perez_PageK0,250,350,40,320,340,460,420,360,370,30,250,220, Perez_Page PAG E DIF0,060,391,061,752,513,152,92,111,310,540,120,011, Perez_Page PAG E DNR0,271,0621,512,135,263,892,191,790,850,340,111, Perez_Page00,070,541,5816,93,475,384,623,0116,80,690,144, Perez_Page15-0,431,432,724,323,635,264,673,272,451,180,572, Perez_Page0+0,491,562,822,743,444,774,263,022,381,220,642, Perez_Page15+0,521,612,792,643,144,13,662,652,211,190,672, Perez_Page900,521,592,72,522,893,493,172,342,041,140,672, Perez_PageOPT0,521,612,8225,83,745,634,953,3816,81,220,676, Perez_Page OPT ANG , Perez_Erbs SSE HRZ0,080,551,62,313,435,354,5731,870,70,150,021, Perez_ErbsK0,250,350,40,320,340,460,420,360,370,30,250,220, Perez_ErbsERBS DIF0,30,841,452,062,452,281,711,060,431, Perez_Erbs RET DNR1,52,572,072,876,194,892,892,351,272, Perez_Erbs00,541,582,323,475,384,623,011,850,692, Perez_Erbs15-1,863,253,183,875,574,963,582,931,633, Perez_Erbs0+2,063,433,183,75,074,543,352,921,743, Perez_Erbs15+2,143,433,073,424,413,942,992,761,743, Perez_Erbs902,123,322,923,153,753,432,662,561,692, Perez_ErbsOPT2,143,453,193,925,825,133,642,951,753, Perez_Erbs OPT ANG ,3

13 Тип карты Временной период 1. Карта распределения суммарной солнечной радиации на горизонтальную поверхность Год, лето, теплые полгода (апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь; среднее значение за весь период) 1. Карта распределения суммарной солнечной радиации на оптимальную поверхность Год 1. Карта распределения суммарной солнечной радиации на поверхность, ориентированную по широте Год, лето, теплые полгода (среднее). 1. Карта распределения суммарной солнечной радиации на поверхность, ориентированную по ( широте - 15º) Год, лето, теплые полгода (среднее). 1. Карта распределения суммарной солнечной радиации на поверхность, ориентированную по ( широте + 15º) Год, теплые полгода холодные полгода 1. Карта распределения суммарной солнечной радиации на вертикальную поверхность. Год, теплые полгода, холодные полгода Перечень построенных карт

14 Примеры карт

15

16 1 – солнечный коллектор; 2 – бак-аккумулятор, 3 – вывод горячей воды к потребителю, 4 – ввод холодной воды; 5 – блок автоматики; 6 – циркуляционный насос; 7 – резервный нагреватель Принципиальная схема СВУ

17 Периоды времени, в течение которого гарантированно можно получать на данной установке с площадью солнечного коллектора 2 м 2 горячую воду заданных параметров в Краснодаре – в течение более 80% летних дней, в Краснодаре – в течение более 80% летних дней, в Москве - 70%, в Москве - 70%, в Салехарде – около 60%. в Салехарде – около 60%.