Проектно-исследовательская работа СОЛНЕЧНЫЙ АПГРЕЙД ЖИЛОГО ДОМА ЖЕЛЕЗНОГОРСК

Цель: Создать проект жилого дома с энергообеспечением от солнечных батарей. Цель: Создать проект жилого дома с энергообеспечением от солнечных батарей. Объект исследования: энергопотребление жилого дома в нашей местности. Предмет исследования: солнечные модули.

Задачи Изучить систему энергообеспечения на основе солнечных батарей. Провести наблюдения и собрать статистические данные по интенсивности солнечного излучения в нашей местности Выбрать объект для размещения солнечной энергосистемы, проанализировать его энергетические потребности Сделать расчёты Оценить рентабельность создаваемого проекта

Методы исследования Метод наблюдения Метод наблюдения Расчётов Расчётов Статистический метод Статистический метод Метод проектирования Метод проектирования

Солнце – источник энергии, который не иссякнет Запасы ископаемых источников энергии тают на глазах По утверждениям исследователей, годовая солнечная энергия составляет около 100 трлн. тонн – в переводе на условное топливо Актуальность Солнечная энергетика – энергетика будущего

Виды солнечных батарей Солнечные батареи Солнечные коллекторы Солнечные нагревательные низкотемпературные установки. Солнечные коллекторы Солнечные нагревательные низкотемпературные установки. Гелиоэлектростанции Концентрируют поступающую энергию и направляют ее на работу механизмов Гелиоэлектростанции Концентрируют поступающую энергию и направляют ее на работу механизмов Фотоэлектрические преобразователи Полупроводниковые устройства, прямо преобразующие солнечную энергию в электричество Фотоэлектрические преобразователи Полупроводниковые устройства, прямо преобразующие солнечную энергию в электричество

Принцип работы солнечных батарей

Параметры выбранного дома

Данные для расчетов Справочная таблица среднемесячной суммарной солнечной радиации, кВт*ч./м². Янв. Фев р. Мар т Апр.МайИюньИюльАвг.Сент.Окт. Нояб. Дек. В год * К Москва 20,6 53, , , ,7 1 Красноярск 30, ,530, ,5 1, 05 Краснодар 42,8 77, ,755, , 22 Махачкала 48, , , 35 Рязань 21, , 3 35, , 01 Таблица 2 «Сводные данные суммарной солнечной радиации по данным Гидрометеоцентра»

Данные по наблюдению за погодой

Данные для расчетов В процессе исследования мы установили – для работы фотоэлектрической системы в выбранном доме потребуется установить 1. Солнечные модули 2. Инвертор 3. Аккумуляторные батареи 4. Контроллер заряда 5. Соединительную аппаратуру

Расчеты энергопотребления выбранного объекта Нагрузка переменного тока, питаемая через инвертор Мощнос ть, Ватт Количест во час/ нед Втч/не д Музыкальный центр Персональный ПК Принтер45011 Телевизор Чайник100011,11100 Электропылесос70010,7490 Морозилка Микроволновая печь80011 Холодильник TV/DVD 19" Люминесцентные лампы 20 Вт Итого Eсут = Е/7 Eсут = 1654,25 /7=236,32А*ч Eсут - количество энергии, потребляемое электроприборами за сутки. Энергия потребителей в неделю с учетом потерь в инверторе Е= Е*1,2 =33085*1,2=39702 Вт*ч/нед Полная нагрузка переменного тока в А*ч\нед E=39702 Вт*ч/нед/24В= 1654,25А*ч/нед

Расчеты количества аккумуляторных батарей Количество электричества (АБ), которое необходимо запасти в аккумуляторные батареи- E=Eсут*n E= 236,32*13= 3072,18 А*ч n- количество последовательных пасмурных дней в декабре Количество электричества с учетом глубины разряда E1=E/0,3 Е1=1536,089/0,3=10240,6 А*ч Количество электричества с учетом температуры в помещении- E2= Е1*1,04 E2=10240,6*1,04=10650,22А*ч Количество батарей, соединенных параллельно. N=E2/С С - номинальная емкость АБ N - количество батарей. N=10650,22/300 = 36шт

Расчеты требуемого количества солнечных модулей I-ток, необходимый от солнечных батарей I=E 4 /Псч I=307,22/0,97=316,72А Количество солнечных батарей К=I/I 1 K=316,72/5,5 = 58 I 1 -ток фотоэлектрического модуля в точке максимальной мощности Количество электричества с учетом потери на заряд- разряд аккумулятора- E 4 =Eсут*1,2 E 4 =236,32*1,2=307,22А*ч

Расчет стоимости фотоэлектрической системы НаименованиеКоличествоЦена за шт.Цена Фотоэлектрический модуль Аккумуляторная батарея Инвертор Контроллер заряда Соединительная арматура Всего

Расчет стоимости фотоэлектрической системы НаименованиеКоличествоЦена за шт.Цена Фотоэлектрический модуль Аккумуляторная батарея Инвертор Контроллер заряда Соединительная арматура Всего

Размещение солнечных модулей на объекте В нашем случае 11 модулей размером 1190 х 560 х 28 мм, весом 8,9 кг будут размещены на южной стороне крыши под углом 40 0.

Практическая значимость солнечных батарей Экологически чистые Бесшумны в работе Не требуют обслуживания Модульный принцип наращивания мощности Надёжны и долговечны Экономически выгодны

Выводы Необходимо отметить, что солнечный апгрейд жилого дома будет экономически оправдан в следующем случае: если населённый пункт имеет малоэтажные здания если государство возьмёт на себя часть затрат населённый пункт должен находиться в экологически чистом районе фотоэлектрическую систему в нашей местности необходимо размещать в сочетании с центральной энергосистемой перевод на электроснабжение от солнечных модулей в нашей местности актуален

Бабин Алексей 8-(39197) , п. Подгорный г.Железногорск, МОУ СО школа 104, 9 класс Руководители: Колегова И.В.- учитель физики Лемешкова В. В. - учитель географии Автор