Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение Поспелихинская сельская средняя общеобразовательная школа Исследовательская работа на тему: Использование солнечной энергии для автономного электроснабжения жилых помещений Автор: Стрельцов Владислав, ученик 8 класса МКОУ «Поспелихинская сельская СОШ» Учитель: Стрельцов Игорь Александрович, учитель физики МКОУ «Поспелихинская сельская СОШ»

Объект исследования Автономное электроснабжение жилого помещения.

Предмет исследования Возможность осуществления бесперебойного электроснабжения жилого помещения с использованием солнечной энергии, преобразованной и запасенной в виде электроэнергии.

Гипотеза Количество электроэнергии, вырабатываемой с помощью фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии (солнечных батарей) в нашей местности, позволит отказаться от централизованного производства и распределения электроэнергии.

Цель исследования Доказать возможность (или невозможность) эффективного автономного энергоснабжения в нашей местности при помощи солнечной энергии.

Задачи исследования 1. Проанализировать источники информации по теме исследования. 2. Провести исследования: – мониторинг среднемесячного и среднесуточного расхода электроэнергии в жилом помещении; – измерить мощность солнечных батарей в разное время суток; – проанализировать количество солнечных дней в году 3. Изучить среднесуточную выработку электроэнергии различными комплектами солнечных электростанций. 4. Провести сравнительный анализ рентабельности и окупаемости солнечных электростанций.

Практическая значимость В случае, если предположения будут верны, решится проблема получения бесплатной, экологически чистой электроэнергии, отпадет необходимость передачи электроэнергии по проводам, сопряжённая с большими потерями энергии.

Электрическая энергия Самый «чистый» вид энергии. Легко преобразуется в другие виды энергии (световая, тепловая, механическая). Большинство бытовых приборов используют её в своей работе. Основные источники получения электроэнергии: ГЭС, ТЭС, АЭС и другие.

Солнечная энергия За 20 минут Солнце дает Земле столько энергии, которое Человечество производит в течение года.

Схема преобразования солнечной энергии Солнечная батарея Аккумуляторная батарея Инвертор Контроллер заряда

Среднегодовое потребление электроэнергии 2011 год Месяц январ ь феврал ьмарт апрел ьмайиюньиюльавгуст сентяб рь октяб рь ноябр ь декаб рьитогосреднее Расход кВт*ч ,00160,08 Средний расход эл.энергии в сутки (кВт*ч)4,842,575,556,375,295,574,585,396,673,905,776,52 Оплата за электроэнергию (руб.) 312,9 0150,19 358, , , , , ,3 6417,20 252, , , ,21333, год Месяц январ ь феврал ьмарт апрел ьмайиюньиюльавгуст сентяб рь октяб рь ноябр ь декаб рьитогосреднее Расход электроэнергии (кВт*ч) ,00163,67 Средний расход эл.энергии в сутки (кВт*ч)3,237,715,816,404,774,734,354,841,578,066,476,77 Оплата за электроэнергию (руб.) 208,6 0450,58 375, , , , , ,9 098,04 521, , , ,90341,41

Неравномерность энергопотребления в большей мере связана с нерегулярностью снятия показаний счетчика электроэнергии.

Максимум энергопотребления приходиться на осенне-зимний период.

Общее число ясных и малооблачных дней – 208. По данным сайта - погода (архив погоды) c. Поспелиха.

Измерение мощности солнечной батареи БСК – 1 Установка для измерения: БСК-1, магазин сопротивлений Ом, амперметр М42170, вольтметр М42172, вольтомметр Ц4286, ключ, соединительные провода. Измерение максимальной мощности (лучи света падают перпендикулярно поверхности солнечной батареи).

Изменение мощности в ясный весенний день Мощность вырабатываемой электроэнергии зависит от угла подъёма Солнца над горизонтом. Наибольшее значение мощности получено, когда плоскость батареи перпендикулярна солнечным лучам.

Изменение мощности в пасмурный весенний день Мощность вырабатываемой электроэнергии уменьшается с уплотнением облаков. При очень сильной облачности горизонтально лежащая батарея вырабатывает больше электроэнергии, чем ориентированная на Солнце.

Размеры БСК-1 Размеры крыши Длина – 11 см Длина – 10 м Ширина – 17 см Ширина – 6 м Площадь см 2 Площадь – 60 м 2 На крыше уместится батарей БСК-1, общей мощностью от 20 Вт до 70 Вт (оценка).

Распределение вырабатываемой среднесуточной электроэнергии по месяцам (кВт*ч) Комплект и вырабатываетая им электроэнергия янва рь феврал ь март апре ль майиюньиюль авгус т сентя брь октяб рь нояб рь дека брь "Оптимум" 940/30001,62,53,64554,94,332,21,41,1 «Независимость» 2115/60003,25,68,19,411,2 11,19,86,84,83,12,8 Максимум выработки электроэнергии приходится на летние месяцы. В зимние месяцы (с октября по февраль) с потребляемой мощностью не справляется даже комплект «Независимость».

Стоимость и окупаемость комплектов энергоснабжения Комплект "Оптимум" 940/3000 "Независимость" 2115/6000 Мощность (нагрузки максимальная), Вт Стоимость (без установки) ,00р ,00р. Окупаемость (лет) Окупаемость приведена с учетом среднегодовой оплаты за электроэнергию по существующим тарифам – рублей в год (среднее за 2 года).

Выводы 1.В результате проведенного исследования выяснено, что материальная база для осуществления бесперебойного электроснабжения с помощью солнечной энергии существует. 2.Необходимые мощности можно нарастить при помощи увеличения числа солнечных модулей. 3.Стоимость полученной при этом электроэнергии во много раз превосходит стоимость электроэнергии, получаемой централизованно. 4.Данный способ получения электроэнергии можно применять в летнее время там, куда трудно провести линии электропередач.

Литература. Перышкин А.В. Физика-8.-М.: Дрофа, 2010 Г.Я Мякишев, Б.Б. Буховцев, В.М. Чаругин. Физика-11.-М.: Просвещение, 2010 Википедия «Солнечная батарея» Гелиос-Ресурс. Эффективное энергосбережение.html Солнечная энергетика Sun Shines. Проектирование и монтаж систем автономного и резервного электроснабжения на основе солнечных батарей - погода (архив погоды) п. Поспелихинский