परिचय

सूर्य को हमारे ग्रह के लिए ऊर्जा का प्राथमिक और मुख्य स्रोत माना जाता है। यह पूरी पृथ्वी को गर्म करता है, नदियों को गति देता है और हवा को शक्ति प्रदान करता है। इसकी किरणों के तहत, 1 क्वाड्रिलियन टन पौधे उगते हैं, जो बदले में 10 ट्रिलियन टन जानवरों और बैक्टीरिया को खिलाते हैं। उसी सूर्य के लिए धन्यवाद, पृथ्वी ने हाइड्रोकार्बन, यानी तेल, कोयला, पीट, आदि का भंडार जमा किया है, जिसे हम अब सक्रिय रूप से जला रहे हैं। आज मानवता को अपनी ऊर्जा जरूरतों को पूरा करने में सक्षम होने के लिए, एक वर्ष में लगभग 10 बिलियन टन मानक ईंधन की आवश्यकता होती है। (बराबर ईंधन के दहन की गर्मी 7,000 किलो कैलोरी / किग्रा है)।

कार्य:

मुख्य पर विचार करें भौतिक सिद्धांतऔर घटना;

· ज्ञान और कौशल बनाने के लिए, मुख्य मापदंडों की सैद्धांतिक गणना करने की अनुमति देना;

सौर ऊर्जा का उपयोग करने के फायदे और नुकसान पर विचार करें

से बिजली और गर्मी प्राप्त करने के तरीकों पर विचार करें सौर विकिरण

सौर ऊर्जा - किसी भी रूप में ऊर्जा प्राप्त करने के लिए सौर विकिरण का उपयोग। सौर ऊर्जा एक अक्षय ऊर्जा स्रोत का उपयोग करती है और भविष्य में पर्यावरण के अनुकूल बन सकती है, अर्थात यह हानिकारक अपशिष्ट उत्पन्न नहीं करती है।

सौर विकिरण व्यावहारिक रूप से है अटूट स्रोतऊर्जा, यह पृथ्वी के सभी कोनों में जाती है, किसी भी उपभोक्ता के लिए "हाथ में" है और यह पर्यावरण के अनुकूल और ऊर्जा का किफायती स्रोत है।

धूप और गर्मी का उपयोग स्वच्छ, सरल और प्राकृतिक तरीकाहमें आवश्यक सभी प्रकार की ऊर्जा प्राप्त करना। सौर संग्राहकों का उपयोग आवासीय और वाणिज्यिक भवनों को गर्म करने या आपूर्ति करने के लिए किया जा सकता है गर्म पानी... परवलयिक दर्पण (परावर्तक) द्वारा केंद्रित सूर्य के प्रकाश का उपयोग गर्मी उत्पन्न करने के लिए किया जाता है (कई हजार डिग्री सेल्सियस तक के तापमान के साथ)। इसका उपयोग हीटिंग या बिजली उत्पादन के लिए किया जा सकता है। इसके अलावा, सूर्य का उपयोग करके ऊर्जा उत्पन्न करने का एक और तरीका है - फोटोवोल्टिक तकनीक। फोटोवोल्टिक सेल ऐसे उपकरण हैं जो सौर विकिरण को सीधे बिजली में परिवर्तित करते हैं।

सौर ऊर्जा

सूर्य की ऊर्जा हमारे ग्रह पर जीवन का स्रोत है। सूर्य पृथ्वी के वातावरण और सतह को गर्म करता है। करने के लिए धन्यवाद सौर ऊर्जाहवाएँ चलती हैं, प्रकृति में जल चक्र चलता है, समुद्र और महासागर गर्म होते हैं, पौधे विकसित होते हैं, जानवरों का भोजन होता है। यह सौर विकिरण के लिए धन्यवाद है कि पृथ्वी पर जीवाश्म ईंधन मौजूद हैं। सौर ऊर्जा को गर्मी या ठंड, प्रणोदन और बिजली में परिवर्तित किया जा सकता है।

सौर विकिरण

सौर विकिरण विद्युत चुम्बकीय विकिरण है, जो मुख्य रूप से 0.28 ... 3.0 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य रेंज में केंद्रित है। सौर स्पेक्ट्रम में निम्न शामिल हैं:

0.28 ... 0.38 माइक्रोन की लंबाई वाली पराबैंगनी तरंगें, जो हमारी आंखों के लिए अदृश्य हैं और सौर स्पेक्ट्रम का लगभग 2% बनाती हैं;

0.38 ... 0.78 µm की सीमा में प्रकाश तरंगें, स्पेक्ट्रम का लगभग 49% हिस्सा बनाती हैं;

इन्फ्रारेड तरंगें 0.78 ... 3.0 माइक्रोन की लंबाई के साथ, जो कि शेष 49% सौर स्पेक्ट्रम के अधिकांश के लिए जिम्मेदार हैं। शेष स्पेक्ट्रम इसमें एक छोटी भूमिका निभाता है गर्मी संतुलनधरती।

कितनी सौर ऊर्जा पृथ्वी से टकराती है?

सूरज चमक रहा है बड़ी राशिऊर्जा - लगभग 1.1x10 20 kWh प्रति सेकंड। एक किलोवाट घंटा 100 वाट के तापदीप्त प्रकाश बल्ब को 10 घंटे तक संचालित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा है। पृथ्वी के वायुमंडल की बाहरी परतें सूर्य द्वारा उत्सर्जित ऊर्जा का लगभग दस लाखवां हिस्सा या सालाना लगभग 1,500 क्वाड्रिलियन (1.5 x 10 18) kWh को अवरुद्ध करती हैं। हालांकि, वायुमंडलीय गैसों और एरोसोल द्वारा इसके प्रतिबिंब, प्रकीर्णन और अवशोषण के कारण, सभी ऊर्जा का केवल 47%, या लगभग 700 क्वाड्रिलियन (7 x 10 17) kWh, पृथ्वी की सतह तक पहुंचता है।

पृथ्वी के वायुमंडल में सौर विकिरण को वायुमंडल में निहित वायु, धूल, पानी आदि के कणों पर तथाकथित प्रत्यक्ष विकिरण और बिखरे हुए विकिरण में विभाजित किया गया है। उनका योग कुल सौर विकिरण बनाता है।

समय की प्रति इकाई क्षेत्र में गिरने वाली ऊर्जा की मात्रा कई कारकों पर निर्भर करती है: स्थानीय जलवायु का अक्षांश, वर्ष का मौसम और सूर्य के संबंध में सतह के झुकाव का कोण।

समय और स्थान

पृथ्वी की सतह पर पड़ने वाली सौर ऊर्जा की मात्रा सूर्य की गति के कारण बदल जाती है। ये परिवर्तन दिन के समय और वर्ष के समय पर निर्भर करते हैं। आमतौर पर, अधिक सौर विकिरण सुबह या देर शाम की तुलना में दोपहर के समय पृथ्वी से टकराता है। दोपहर के समय, सूर्य क्षितिज से ऊपर होता है, और पृथ्वी के वायुमंडल के माध्यम से सूर्य की किरणों के लिए पथ की लंबाई कम हो जाती है। नतीजतन, कम सौर विकिरण बिखरा हुआ और अवशोषित होता है, जिसका अर्थ है कि अधिक सतह तक पहुंचता है।

पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाली सौर ऊर्जा की मात्रा औसत वार्षिक मूल्य से भिन्न होती है: in सर्दियों का समय- यूरोप के उत्तर में प्रति दिन 0.8 kWh / m2 से कम और प्रति दिन 4 kWh / m2 से अधिक गर्मी का समयएक ही क्षेत्र में। जैसे-जैसे आप भूमध्य रेखा के करीब आते हैं यह अंतर कम होता जाता है।

सौर ऊर्जा की मात्रा साइट की भौगोलिक स्थिति पर भी निर्भर करती है: भूमध्य रेखा के जितना करीब होगा, उतना ही अधिक होगा। उदाहरण के लिए, एक क्षैतिज सतह पर औसत वार्षिक कुल सौर विकिरण घटना है: मध्य यूरोप, मध्य एशिया और कनाडा में - लगभग 1000 kWh / m2; भूमध्य सागर में - लगभग 1700 kWh / m 2; अफ्रीका, मध्य पूर्व और ऑस्ट्रेलिया के अधिकांश रेगिस्तानी क्षेत्रों में - लगभग 2200 kWh / m2।

इस प्रकार, सौर विकिरण की मात्रा मौसम के आधार पर महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होती है और भौगोलिक स्थान... सौर ऊर्जा का उपयोग करते समय इस कारक को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

सौर सूर्यातपएक मात्रा है जो बीम द्वारा सतह के विकिरण की मात्रा निर्धारित करती है सूरज की किरणें(यहां तक ​​​​कि बादलों द्वारा परावर्तित या बिखरा हुआ)। सतह कुछ भी हो सकती है, जिसमें सौर पैनल भी शामिल है जो सूर्य की ऊर्जा को में परिवर्तित करता है विद्युत ऊर्जा... और यह आपका प्राकृतिक बिजली संयंत्र कितना प्रभावी होगा और सौर सूर्यातप के पैरामीटर को निर्धारित करता है। सूर्यातप को kW * h / m2 में मापा जाता है, अर्थात एक घंटे के दौरान सतह के एक वर्ग मीटर द्वारा प्राप्त सौर ऊर्जा की मात्रा। स्वाभाविक रूप से व्युत्पन्न मीट्रिक की गणना की जाती है आदर्श स्थितियां: पूर्ण अनुपस्थितिबादल और सूर्य की किरणें एक समकोण (लंबवत) पर सतह पर गिरती हैं।

सरल शब्दों में, सौर सूर्यातप प्रति दिन घंटों की औसत संख्या है जो सूर्य स्पष्ट मौसम में एक समकोण पर गणना की गई सतह पर चमकता है।

अक्सर लोग मानते हैं कि अगर सूरज सुबह 6 बजे उगता है और शाम 7 बजे अस्त होता है, तो सौर पैनल के दैनिक उत्पादन को सूर्य के चमकते समय 13 घंटे तक उसकी शक्ति का उत्पाद माना जाना चाहिए। यह मौलिक रूप से गलत है, क्योंकि बादल छाए हुए हैं, लेकिन मुख्य सूर्य आकाश में घूमता है, नीचे पृथ्वी की सतह पर किरणें डालता है। विभिन्न कोण... हां, आप निश्चित रूप से विशेष ट्रैकर्स का उपयोग कर सकते हैं जो आपके सौर पैनल को सूर्य की ओर घुमाएंगे, लेकिन यह महंगा है और शायद ही कभी आर्थिक रूप से उचित है। ट्रैकर्स का उपयोग तब किया जाता है जब प्रति यूनिट क्षेत्र में बिजली बढ़ाने की आवश्यकता होती है।

सौर गतिविधि डेटा कहां से आता है?

नेशनल एरोनॉटिक्स एंड स्पेस एडमिनिस्ट्रेशन (NASA) हमारे ग्रह के सभी क्षेत्रों में सौर गतिविधि का अध्ययन कर रहा है। उपग्रह चौबीसों घंटे सूर्य की गतिविधि की निगरानी करते हैं और प्राप्त सूचनाओं को तालिकाओं में दर्ज करते हैं। गणना पिछले 25 वर्षों के आंकड़ों को ध्यान में रखती है। सेंट पीटर्सबर्ग (59.944, 30.323) के लिए ऐसी तालिका का एक उदाहरण आप https://eosweb.larc.nasa.gov/ लिंक पर देख सकते हैं। यह संगठन अमेरिकी संघीय सरकार से संबंधित है और दुर्भाग्य से, उनकी वेबसाइट केवल अंग्रेज़ी में उपलब्ध है।

तालिका में सभी मूल्यों और गुणांकों को समझने की कोई आवश्यकता नहीं है, क्योंकि हम केवल दो में रुचि रखते हैं - यह कुछ महीनों (ऑप्ट) में सौर सूर्यातप का वास्तविक मूल्य और झुकाव के इष्टतम कोण का मूल्य है। सौर पैनल (ऑप्ट एएनजी)।

सूर्यातप मूल्यों के आधार पर सौर ऊर्जा संयंत्र के उत्पादन की गणना

मान लें कि हमारे पास सेंट पीटर्सबर्ग में 5 kW की क्षमता वाला एक नेटवर्क सौर ऊर्जा संयंत्र है और हम जून में इसके उत्पादन की गणना करना चाहते हैं। सौर मॉड्यूल एक इष्टतम कोण पर स्थापित किए जाते हैं।

5 kW * 5.76 kW * h / m2 * 30 दिन = 864 kW * h

* सूत्र सरल है, इसलिए सूत्र में गणना इकाइयाँ उत्तर से मेल नहीं खाएँगी। इसे सूत्र में पैरामीटर पेश करके ठीक किया जाता है सौर ऊर्जा संयंत्रऔर दिनों को घंटों में बदलना।

लेकिन जनवरी में, वही बिजली संयंत्र केवल 5 * 1.13 * 30 = 169.5 kW * h उत्पन्न करेगा, इसलिए सेंट पीटर्सबर्ग सौर पैनल केवल गर्मियों में सक्रिय रूप से उपयोग किए जाते हैं।

ऐसा सोलर पावर प्लांट एक साल तक 5*3.4*365 = 6205 kW या 6.2 MW स्वच्छ बिजली प्राप्त कर सकेगा। क्या यह लाभदायक है? यह आप पर निर्भर है, क्योंकि ग्रिड पावर प्लांट का जीवन 50 वर्ष से अधिक है, और औद्योगिक बिजली के लिए टैरिफ हर साल कम से कम 10% बढ़ रहे हैं।

पृथ्वी पर पहुँचने वाले सूर्य के प्रकाश की तीव्रता दिन, वर्ष, स्थान और मौसम की स्थिति के अनुसार बदलती रहती है। प्रति दिन या प्रति वर्ष गणना की गई ऊर्जा की कुल मात्रा को विकिरण (या दूसरे शब्दों में, "सौर विकिरण का आगमन") कहा जाता है और यह दर्शाता है कि सौर विकिरण कितना शक्तिशाली था। विकिरण को W * h / m² प्रति दिन, या किसी अन्य अवधि में मापा जाता है।

पृथ्वी और सूर्य के बीच की औसत दूरी के बराबर दूरी पर मुक्त अंतरिक्ष में सौर विकिरण की तीव्रता को सौर स्थिरांक कहा जाता है। इसका मान 1353 W/m² है। वायुमंडल से गुजरते समय, सूर्य का प्रकाश मुख्य रूप से जल वाष्प द्वारा अवरक्त विकिरण के अवशोषण, ओजोन द्वारा पराबैंगनी विकिरण और वायुमंडलीय धूल कणों और एरोसोल द्वारा विकिरण के बिखरने के कारण क्षीण होता है। पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाले सौर विकिरण की तीव्रता पर वायुमंडलीय प्रभाव के संकेतक को "वायु द्रव्यमान" (AM) कहा जाता है। AM को सूर्य और आंचल के बीच के कोण के छेदक के रूप में परिभाषित किया गया है।

चित्र 1 सौर विकिरण की तीव्रता के वर्णक्रमीय वितरण को दर्शाता है अलग-अलग स्थितियां... ऊपरी वक्र (AM0) पृथ्वी के वायुमंडल के बाहर सौर स्पेक्ट्रम से मेल खाता है (उदाहरण के लिए, बोर्ड पर अंतरिक्ष यान), अर्थात। शून्य वायु द्रव्यमान पर। यह 5800 K के तापमान पर एक बिल्कुल काले शरीर की विकिरण तीव्रता के वितरण द्वारा अनुमानित है। वक्र AM1 और AM2 पृथ्वी की सतह पर सौर विकिरण के वर्णक्रमीय वितरण का वर्णन करते हैं जब सूर्य अपने चरम पर होता है और बीच के कोण पर होता है। सूर्य और आंचल क्रमशः 60 ° है। इस मामले में, कुल विकिरण शक्ति क्रमशः 925 और 691 W / m² है। पृथ्वी पर औसत विकिरण तीव्रता लगभग AM = 1.5 पर विकिरण की तीव्रता के साथ मेल खाती है (सूर्य क्षितिज से 45 ° के कोण पर है)।

पृथ्वी की सतह के पास, आप ले सकते हैं औसतसौर विकिरण की तीव्रता 635 W / m²। बहुत स्पष्ट धूप वाले दिन, यह मान 950 W / m² से 1220 W / m² तक होता है। औसत मूल्य लगभग 1000 डब्ल्यू / एम² है। उदाहरण: ज्यूरिख में कुल विकिरण की तीव्रता (47 ° 30 N, समुद्र तल से 400 मीटर ऊपर) विकिरण के लंबवत सतह पर: 1 मई 12:00 1080 W / m2; 21 दिसंबर 12:00 930 W / m2 .. .

सौर ऊर्जा इनपुट की गणना को सरल बनाने के लिए, इसे आमतौर पर धूप के घंटों में 1000 W / m² की तीव्रता पर व्यक्त किया जाता है। वे। 1 घंटा 1000 W * h / m² के सौर विकिरण के आगमन से मेल खाता है। यह मोटे तौर पर उस अवधि से मेल खाती है जब सूरज गर्मियों में धूप वाले बादल रहित दिन के बीच में सूरज की किरणों के लंबवत सतह पर चमकता है।

उदाहरण
सूर्य की किरणों के लंबवत सतह पर चमकीला सूरज 1000 W / m² की तीव्रता के साथ चमकता है। 1 घंटे के लिए, 1 kWh ऊर्जा प्रति 1 m² गिरती है (ऊर्जा शक्ति और समय के उत्पाद के बराबर होती है)। इसी तरह, दिन के दौरान 5 kWh / m² का औसत सौर विकिरण प्रति दिन धूप के 5 चरम घंटों के अनुरूप होता है। पीक आवर्स को वास्तविक अवधि के साथ भ्रमित न करें दिन के उजाले घंटे... दिन के उजाले के दौरान सूरज अलग-अलग तीव्रता से चमकता है, लेकिन कुल मिलाकर यह उतनी ही ऊर्जा देता है मानो अधिकतम तीव्रता से 5 घंटे तक चमकता है। यह धूप के चरम घंटे हैं जिनका उपयोग सौर ऊर्जा संयंत्रों की गणना में किया जाता है।

सौर विकिरण का आगमन पूरे दिन और जगह-जगह बदलता रहता है, खासकर पर्वतीय क्षेत्रों में। विकिरण औसतन प्रति वर्ष 1000 kW * h / m2 से उत्तरी यूरोपीय देशों के लिए, 2000-2500 kW * h / m2 प्रति वर्ष रेगिस्तान के लिए भिन्न होता है। मौसम की स्थिति और सूर्य की गिरावट (जो क्षेत्र के अक्षांश पर निर्भर करती है) भी सौर विकिरण के आगमन में अंतर पैदा करती है।

रूस में, आम धारणा के विपरीत, ऐसे बहुत से स्थान हैं जहां सौर ऊर्जा का उपयोग करके बिजली में परिवर्तित करना लाभदायक है। नीचे रूस में सौर ऊर्जा संसाधनों का एक नक्शा है। जैसा कि आप देख सकते हैं, अधिकांश रूस में इसे मौसमी मोड में सफलतापूर्वक उपयोग किया जा सकता है, और 2000 घंटे से अधिक धूप / वर्ष वाले क्षेत्रों में - साल भर... स्वाभाविक रूप से, में सर्दियों की अवधिसौर पैनलों से ऊर्जा का उत्पादन काफी कम हो गया है, लेकिन फिर भी सौर ऊर्जा संयंत्र से बिजली की लागत डीजल या गैसोलीन जनरेटर की तुलना में काफी कम है।

इसका उपयोग करना विशेष रूप से फायदेमंद है जहां कोई केंद्रीकृत विद्युत नेटवर्क नहीं है और डीजल जनरेटर द्वारा बिजली की आपूर्ति प्रदान की जाती है। और रूस में ऐसे बहुत से क्षेत्र हैं।

इसके अलावा, जहां ग्रिड है, वहां भी ग्रिड के समानांतर काम करने वाले सौर पैनलों के उपयोग से ऊर्जा लागत में काफी कमी आ सकती है। रूस के प्राकृतिक ऊर्जा एकाधिकार के लिए उच्च टैरिफ की मौजूदा प्रवृत्ति के साथ, सौर पैनल स्थापित करना एक स्मार्ट निवेश बन रहा है।

सौर बैटरी सौर मॉड्यूल की एक श्रृंखला है जो सौर ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करती है और इलेक्ट्रोड का उपयोग करके इसे अन्य रूपांतरण उपकरणों तक पहुंचाती है। प्रत्यक्ष धारा से एक प्रत्यावर्ती धारा बनाने के लिए उत्तरार्द्ध की आवश्यकता होती है, जो देखने में सक्षम है घरेलू बिजली के उपकरण... प्रत्यक्ष धारा तब प्राप्त होती है जब सौर कोशिकाओं द्वारा सौर ऊर्जा प्राप्त की जाती है और फोटॉन की ऊर्जा को विद्युत प्रवाह में परिवर्तित किया जाता है।

फोटोकेल पर कितने फोटॉन हिट करते हैं यह निर्धारित करता है कि सौर बैटरी कितनी ऊर्जा देती है। इस कारण से, बैटरी का प्रदर्शन न केवल फोटोकेल की सामग्री से, बल्कि मात्रा से भी प्रभावित होता है खिली धूप वाले दिनएक वर्ष में, किसी व्यक्ति के नियंत्रण से परे बैटरी और अन्य कारकों पर सूर्य के प्रकाश की घटना का कोण।

एक सौर सेल कितनी शक्ति उत्पन्न करता है इसे प्रभावित करने वाले पहलू

सबसे पहले, सौर पैनलों का प्रदर्शन निर्माण और उत्पादन तकनीक की सामग्री पर निर्भर करता है। बाजार में उपलब्ध बैटरी से आप 5 से 22% तक के प्रदर्शन वाली बैटरी पा सकते हैं। सभी सौर पैनल सिलिकॉन और फिल्म में विभाजित हैं।

सिलिकॉन मॉड्यूल प्रदर्शन:

• मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन पैनल - 22% तक।
• पॉलीक्रिस्टलाइन पैनल - 18% तक।
• अनाकार (लचीला) - 5% तक।

फिल्म मॉड्यूल प्रदर्शन:

• कैडमियम टेलुराइड पर आधारित - 12% तक।
• मेली-इंडियम-गैलियम सेलेनाइड पर आधारित - 20% तक।
• पॉलिमर-आधारित - 5% तक।

वे भी हैं मिश्रित प्रकारपैनल, जो एक प्रकार के फायदे के साथ, दूसरे के नुकसान को कवर करने की अनुमति देते हैं, जिससे मॉड्यूल की दक्षता में वृद्धि होती है।

साथ ही, सौर बैटरी कितनी ऊर्जा प्रदान करती है यह प्रति वर्ष स्पष्ट दिनों की संख्या से प्रभावित होता है। यह ज्ञात है कि यदि आपके क्षेत्र में वर्ष में 200 दिनों से भी कम समय में पूरे दिन सूर्य दिखाई देता है, तो सौर पैनलों की स्थापना और उपयोग शायद ही लाभदायक होगा।

इसके अलावा, बैटरी का ताप तापमान भी पैनलों की दक्षता को प्रभावित करता है। इसलिए, जब 1 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है, तो उत्पादकता क्रमशः 0.5% गिर जाती है, जब 10 डिग्री सेल्सियस गर्म किया जाता है, तो हमारे पास आधी दक्षता होती है। ऐसी परेशानियों को रोकने के लिए, शीतलन प्रणाली स्थापित की जाती है, जिसमें ऊर्जा की खपत की भी आवश्यकता होती है।

बचाने के लिए उच्च प्रदर्शनसौर ट्रैकिंग सिस्टम दिन के दौरान स्थापित किए जाते हैं, जो सौर पैनलों पर किरणों के समकोण को बनाए रखने में मदद करते हैं। लेकिन ये सिस्टम काफी महंगे हैं, बैटरियों का उल्लेख नहीं करने के लिए, इसलिए हर कोई अपने घर को बिजली देने के लिए उन्हें स्थापित करने का जोखिम नहीं उठा सकता है।

सौर बैटरी कितनी ऊर्जा उत्पन्न करती है यह भी स्थापित मॉड्यूल के कुल क्षेत्रफल पर निर्भर करता है, क्योंकि प्रत्येक सौर सेल सीमित मात्रा में प्राप्त कर सकता है।

कैसे गणना करें कि आपके घर के लिए सौर पैनल कितनी ऊर्जा प्रदान करता है?

उपरोक्त बिंदुओं के आधार पर जिन्हें सौर पैनल खरीदते समय ध्यान में रखा जाना चाहिए, हम एक सरल सूत्र प्राप्त कर सकते हैं जिसके द्वारा हम गणना कर सकते हैं कि एक मॉड्यूल कितनी ऊर्जा का उत्पादन करेगा।

मान लें कि आपने 2 m2 के क्षेत्र के साथ सबसे अधिक उत्पादक मॉड्यूल में से एक को चुना है। एक सामान्य धूप वाले दिन में सौर ऊर्जा की मात्रा लगभग 1000 वाट प्रति मी2 होती है। परिणामस्वरूप, हमें निम्न सूत्र प्राप्त होता है: सौर ऊर्जा (1000 W / m2) × उत्पादकता (20%) × मॉड्यूल क्षेत्र (2 m2) = शक्ति (400 W)।

यदि आप गणना करना चाहते हैं कि शाम को और बादल वाले दिन बैटरी द्वारा कितनी सौर ऊर्जा का अनुभव किया जाता है, तो आप निम्न सूत्र का उपयोग कर सकते हैं: एक स्पष्ट दिन पर सौर ऊर्जा की मात्रा × सूर्य के प्रकाश के कोण और पैनल की सतह × प्रतिशत एक बादल दिन में परिवर्तित ऊर्जा की = कितनी सौर ऊर्जा अंततः बैटरी को परिवर्तित करती है। उदाहरण के लिए, मान लें कि शाम के समय किरणों का आपतन कोण 30̊ होता है। हमें निम्नलिखित गणना मिलती है: 1000 डब्ल्यू / एम 2 × पाप 30̊ × 60% = 300 डब्ल्यू / एम 2, और हम शक्ति की गणना के लिए आधार के रूप में अंतिम संख्या का उपयोग करते हैं।

रूस में ऊर्जा की कीमतों में वृद्धि सस्ते ऊर्जा स्रोतों में रुचि को मजबूर कर रही है। सौर ऊर्जा सबसे आसानी से उपलब्ध है। पृथ्वी पर पड़ने वाले सौर विकिरण की ऊर्जा मानव द्वारा उत्पन्न ऊर्जा की मात्रा से 10,000 गुना अधिक है। ऊर्जा संग्रह की तकनीक में और सौर संयंत्रों को ऊर्जा की असमान आपूर्ति के संबंध में समस्याएं उत्पन्न होती हैं। इसलिए, सौर कलेक्टरों और सौर पैनलों का उपयोग या तो ऊर्जा भंडारण उपकरणों के संयोजन में या मुख्य बिजली संयंत्र के लिए अतिरिक्त रिचार्ज के साधन के रूप में किया जाता है।

हमारा देश विशाल है और इसके क्षेत्र में सौर ऊर्जा के वितरण की तस्वीर बहुत विविध है।

औसत सौर इनपुट डेटा

सौर ऊर्जा इनपुट की तीव्रता

अधिकतम सौर विकिरण तीव्रता वाले क्षेत्र। प्रति 1 वर्ग मीटर में 5 kW से अधिक की आपूर्ति की जाती है। घंटा। प्रति दिन सौर ऊर्जा।

रूस की दक्षिणी सीमा के साथ बाइकाल से व्लादिवोस्तोक तक, याकुत्स्क क्षेत्र में, दक्षिण में टावा गणराज्य और बुरातिया गणराज्य में, विचित्र रूप से पर्याप्त, आर्कटिक सर्कल से परे सेवरनाया ज़ेमल्या के पूर्वी भाग में।

सौर ऊर्जा इनपुट 4 से 4.5 kW तक। 1 वर्ग के लिए घंटा। प्रति दिन मीटर

क्रास्नोडार क्षेत्र, उत्तरी काकेशस, रोस्तोव क्षेत्र, वोल्गा क्षेत्र का दक्षिणी भाग, नोवोसिबिर्स्क के दक्षिणी क्षेत्र, इरकुत्स्क क्षेत्र, बुराटिया, तुवा, खाकासिया, प्रिमोर्स्की और खाबरोवस्क क्षेत्र, अमूर क्षेत्र, सखालिन द्वीप, से विशाल प्रदेश क्रास्नोयार्स्क क्षेत्रयमलो-नेनेट्स स्वायत्त जिले के उत्तर-पूर्व में मगदान, सेवरनाया ज़ेमल्या तक।

2.5 से 3 किलोवाट तक। घंटा प्रति वर्ग प्रति दिन मीटर

पश्चिमी चाप के साथ - निज़नी नावोगरट, मास्को, सेंट पीटर्सबर्ग, सालेखार्ड, चुकोटका और कामचटका का पूर्वी भाग।

3 से 4 किलोवाट तक। 1 वर्ग के लिए घंटा। प्रति दिन मीटर

बाकी देश।

प्रति वर्ष धूप की अवधि

मई, जून और जुलाई में ऊर्जा का प्रवाह सबसे तीव्र होता है। इस अवधि के दौरान, मध्य रूस में, 1 वर्ग। सतह का मीटर 5 kW है। घंटे एक दिन। सबसे कम तीव्रता दिसंबर-जनवरी में होती है, जब 1 वर्गमीटर। सतह का मीटर 0.7 kW है। घंटे एक दिन।

स्थापना सुविधाएँ

यदि सौर कलेक्टर सतह पर 30 डिग्री के कोण पर स्थापित किया जाता है, तो अधिकतम और न्यूनतम मोड में क्रमशः 4.5 और 1.5 kWh प्रति 1 वर्ग मीटर में ऊर्जा की निकासी सुनिश्चित करना संभव है। मीटर। एक दिन में।

मध्य रूस में महीनों तक सौर विकिरण की तीव्रता का वितरण

दिए गए आंकड़ों के आधार पर, एक व्यक्तिगत घर में 4 के परिवार के लिए गर्म पानी की आपूर्ति प्रदान करने के लिए आवश्यक फ्लैट सौर कलेक्टरों के क्षेत्र की गणना करना संभव है। जून में 300 लीटर पानी को 5 डिग्री से 55 डिग्री तक गर्म करना कलेक्टरों द्वारा 5.4 वर्ग मीटर के क्षेत्र के साथ दिसंबर 18 वर्ग मीटर में प्रदान किया जा सकता है। मीटर। यदि अधिक कुशल वैक्यूम संग्राहकों का उपयोग किया जाता है, तो आवश्यक संग्राहक क्षेत्र लगभग आधा हो जाता है।

सौर डीएचडब्ल्यू कवरेज

व्यवहार में, सौर कलेक्टरों का उपयोग गर्म पानी की आपूर्ति के मुख्य स्रोत के रूप में नहीं, बल्कि हीटिंग इंस्टॉलेशन में प्रवेश करने वाले पानी को गर्म करने के लिए एक उपकरण के रूप में करने की सलाह दी जाती है। इस मामले में, ईंधन की खपत तेजी से कम हो जाती है। यह निर्बाध आपूर्ति सुनिश्चित करता है गर्म पानीऔर गर्म पानी की आपूर्ति और घर को गर्म करने पर पैसे की बचत, अगर यह स्थायी निवास के लिए एक घर है। दचाओं में, गर्मियों में, गर्म पानी प्राप्त करने के लिए इनका उपयोग किया जाता है विभिन्न प्रकारसौर संग्राहक। फैक्ट्री-निर्मित कलेक्टरों से लेकर स्क्रैप सामग्री से बने घरेलू उपकरणों तक। वे भिन्न हैं, सबसे पहले, दक्षता के मामले में। फैक्ट्री-निर्मित अधिक कुशल है, लेकिन अधिक महंगा है। लगभग नि: शुल्क, आप एक पुराने रेफ्रिजरेटर से हीट एक्सचेंजर के साथ एक कलेक्टर बना सकते हैं।

रूस में, सौर कलेक्टरों की स्थापना को आरडी 34.20.115-89 द्वारा नियंत्रित किया जाता है " विधिवत निर्देशसौर ताप प्रणालियों की गणना और डिजाइन के लिए ", वीएसएन 52-86 (आरटीएफ प्रारूप में, 11 एमबी)" गर्म सौर जल आपूर्ति की स्थापना। डिजाइन मानक "। 2002 में कृषि मंत्रालय के अनुरोध पर विकसित पशुपालन, चारा उत्पादन, किसान खेतों और ग्रामीण आवास क्षेत्र में गैर-पारंपरिक ऊर्जा स्रोतों के उपयोग के लिए सिफारिशें हैं। GOST R 51595" सौर कलेक्टर। तकनीकी आवश्यकताएं ", GOST R 51594" सौर ऊर्जा। शब्द और परिभाषाएं",

ये दस्तावेज़ कुछ विस्तार से उपयोग किए गए सौर संग्राहकों की योजनाओं का वर्णन करते हैं और सबसे अधिक प्रभावी तरीकेविभिन्न जलवायु परिस्थितियों में उनका अनुप्रयोग।

जर्मनी में सौर संग्राहक

जर्मनी में, राज्य सौर कलेक्टरों को स्थापित करने की लागत पर सब्सिडी देता है, इसलिए उनका उपयोग लगातार बढ़ रहा है। 2006 में, 1 मिलियन 300 हजार स्थापित किए गए थे वर्ग मीटरसंग्राहक इस राशि में से लगभग 10% अधिक महंगे और कुशल वैक्यूम संग्राहक हैं। आज तक स्थापित सौर संग्राहकों का कुल क्षेत्रफल लगभग 12 मिलियन वर्ग मीटर है।

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