Ներածություն

Հայտնի է, որ արևը մեր մոլորակի էներգիայի հիմնական և հիմնական աղբյուրն է: Այն տաքացնում է ամբողջ Երկիրը, շարժման մեջ է դնում գետերը և ուժ է հաղորդում քամուն: Նրա ճառագայթների տակ աճում է 1 կվադրիլիոն տոննա բույս՝ կերակրելով, իր հերթին՝ 10 տրիլիոն տոննա կենդանիների ու բակտերիաների։ Նույն Արեգակի շնորհիվ երկիրը կուտակել է ածխաջրածինների պաշարներ, այսինքն՝ նավթ, ածուխ, տորֆ և այլն, որոնք մենք այժմ ակտիվորեն այրում ենք։ Որպեսզի մարդկությունն այսօր կարողանա բավարարել իր էներգետիկ կարիքները, անհրաժեշտ է տարեկան մոտ 10 միլիարդ տոննա ստանդարտ վառելիք: (Համարժեք վառելիքի այրման ջերմությունը 7000 կկալ/կգ է):

Առաջադրանքներ.

Դիտարկենք հիմնականը ֆիզիկական սկզբունքներև երևույթներ;

· Ձևավորել գիտելիքներ և հմտություններ՝ թույլ տալով իրականացնել հիմնական պարամետրերի տեսական հաշվարկ.

Դիտարկենք արևային էներգիայի օգտագործման առավելություններն ու թերությունները

Դիտարկենք էլեկտրաէներգիա և ջերմություն ստանալու ուղիները արեւային ճառագայթում

Արեւային էներգիա - արեգակնային ճառագայթման օգտագործումը ցանկացած ձևով էներգիա ստանալու համար. Արևային էներգիան օգտագործում է վերականգնվող էներգիայի աղբյուր և ապագայում կարող է դառնալ էկոլոգիապես մաքուր, այսինքն՝ վնասակար թափոններ չի արտադրում։

Արեգակնային ճառագայթումը գործնականում անսպառ աղբյուրէներգիան, այն գնում է Երկրի բոլոր անկյունները, «ձեռքի տակ» է ցանկացած սպառողի համար և էկոլոգիապես մաքուր և մատչելի էներգիայի աղբյուր է:

Արևի լույսի և ջերմության օգտագործումը մաքուր է, պարզ և բնական ճանապարհովստանալով մեզ անհրաժեշտ էներգիայի բոլոր ձևերը: Արևային կոլեկտորները կարող են օգտագործվել բնակելի և առևտրային շենքերի ջեռուցման կամ մատակարարման համար տաք ջուր... Արևի լույսը, որը կենտրոնացված է պարաբոլիկ հայելիներով (ռեֆլեկտորներով), օգտագործվում է ջերմություն առաջացնելու համար (մինչև մի քանի հազար աստիճան Ցելսիուսի ջերմաստիճանով): Այն կարող է օգտագործվել ջեռուցման կամ էլեկտրաէներգիայի արտադրության համար։ Բացի այդ, կա արևի միջոցով էներգիա արտադրելու ևս մեկ միջոց՝ ֆոտոգալվանային տեխնոլոգիան։ Ֆոտովոլտային բջիջները սարքեր են, որոնք արեգակնային ճառագայթումն ուղղակիորեն վերածում են էլեկտրականության:

ԱՐԵՒԱՅԻՆ ԷՆԵՐԳԻԱ

Արեգակի էներգիան մեր մոլորակի կյանքի աղբյուրն է։ Արևը տաքացնում է Երկրի մթնոլորտը և մակերեսը։ Շնորհիվ արեւային էներգիաքամիներ են փչում, բնության մեջ ջրի շրջապտույտը կատարվում է, ծովերն ու օվկիանոսները տաքանում են, բույսերը զարգանում են, կենդանիները սնունդ ունեն։ Արեգակնային ճառագայթման շնորհիվ է, որ հանածո վառելիքը գոյություն ունի Երկրի վրա: Արեգակնային էներգիան կարող է վերածվել ջերմության կամ սառըության, շարժիչի և էլեկտրականության:

Արեւային ճառագայթում

Արեգակնային ճառագայթումը էլեկտրամագնիսական ճառագայթում է, որը կենտրոնացած է հիմնականում 0,28 ... 3,0 մկմ ալիքի երկարության միջակայքում: Արեգակնային սպեկտրը բաղկացած է.

0,28 ... 0,38 մկմ երկարությամբ ուլտրամանուշակագույն ալիքներ, որոնք անտեսանելի են մեր աչքերին և կազմում են արեգակնային սպեկտրի մոտավորապես 2%-ը.

Լույսի ալիքները 0,38 ... 0,78 մկմ միջակայքում, կազմում են սպեկտրի մոտավորապես 49%-ը;

Ինֆրակարմիր ալիքներ՝ 0,78 ... 3,0 մկմ երկարությամբ, որոնք կազմում են արեգակնային սպեկտրի մնացած 49%-ի մեծ մասը: Սպեկտրի մնացած մասը փոքր դեր է խաղում ջերմային հավասարակշռությունԵրկիր.

Որքա՞ն արեգակնային էներգիա է հարվածում Երկրին:

Արևը ճառագայթում է մեծ գումարէներգիա՝ մոտավորապես 1,1x10 20 կՎտժ/վրկ։ Կվտ ժամը 100 վտ հզորությամբ շիկացած լամպը 10 ժամ աշխատելու համար պահանջվող էներգիայի քանակն է: Երկրի մթնոլորտի արտաքին շերտերը ընդհատում են Արեգակի արտանետվող էներգիայի մոտավորապես մեկ միլիոներորդ մասը, կամ տարեկան մոտավորապես 1500 կվադրիլիոն (1,5 x 10 18) կՎտժ: Այնուամենայնիվ, մթնոլորտային գազերի և աերոզոլների կողմից դրա արտացոլման, ցրման և կլանման շնորհիվ ամբողջ էներգիայի միայն 47%-ը կամ մոտավորապես 700 կվադրիլիոն (7 x 10 17) կՎտժ է հասնում Երկրի մակերեսին:

Երկրի մթնոլորտում արևային ճառագայթումը բաժանվում է այսպես կոչված ուղիղ ճառագայթման և ցրված ճառագայթման՝ մթնոլորտում պարունակվող օդի, փոշու, ջրի մասնիկների վրա և այլն։ Դրանց գումարը կազմում է արեգակնային ընդհանուր ճառագայթումը։

Մեկ միավորի տարածքի վրա ընկնող էներգիայի քանակը ժամանակի միավորի վրա կախված է մի շարք գործոններից՝ տեղական կլիմայի լայնությունից, տարվա եղանակից և Արեգակի նկատմամբ մակերեսի թեքության անկյունից։

Ժամանակն ու տեղը

Երկրի մակերեւույթին ընկնող արեգակնային էներգիայի քանակությունը փոխվում է Արեգակի շարժման պատճառով։ Այս փոփոխությունները կախված են օրվա ժամից և տարվա եղանակից: Սովորաբար կեսօրին ավելի շատ արեգակնային ճառագայթ է հարվածում Երկրին, քան վաղ առավոտյան կամ ուշ երեկոյան: Կեսօրին Արևը հորիզոնից բարձր է, և Երկրի մթնոլորտով Արեգակի ճառագայթների ճանապարհի երկարությունը կրճատվում է: Հետևաբար, արևի ավելի քիչ ճառագայթումը ցրվում և կլանում է, ինչը նշանակում է, որ ավելի շատ է հասնում մակերեսին:

Երկրի մակերեսին հասնող արեգակնային էներգիայի քանակը տարբերվում է միջին տարեկան արժեքից՝ in ձմեռային ժամանակ- 0,8 կՎտժ/մ2-ից պակաս օրական Եվրոպայի հյուսիսում և ավելի քան 4 կՎտժ/մ2 օրական ամառային ժամանակնույն տարածաշրջանում։ Տարբերությունը նվազում է, երբ մոտենում ես հասարակածին:

Արեգակնային էներգիայի քանակությունը կախված է նաև տեղանքի աշխարհագրական դիրքից՝ որքան մոտ է հասարակածին, այնքան շատ է այն։ Օրինակ, հորիզոնական մակերևույթի վրա ընկնող միջին տարեկան ընդհանուր արևային ճառագայթումը կազմում է. Կենտրոնական Եվրոպայում, Կենտրոնական Ասիայում և Կանադայում՝ մոտավորապես 1000 կՎտժ/մ2; Միջերկրական ծովում - մոտավորապես 1700 կՎտժ / մ 2; Աֆրիկայի, Մերձավոր Արևելքի և Ավստրալիայի անապատային շրջանների մեծ մասում՝ մոտ 2200 կՎտժ/մ2:

Այսպիսով, արեգակնային ճառագայթման քանակությունը զգալիորեն տարբերվում է՝ կախված սեզոնից և աշխարհագրական դիրքը... Այս գործոնը պետք է հաշվի առնել արևային էներգիան օգտագործելիս։

Արևային մեկուսացումՄեծություն է, որը որոշում է ճառագայթի մակերևույթի ճառագայթման չափը արեւի ճառագայթները(նույնիսկ արտացոլված կամ ցրված ամպերով): Մակերեսը կարող է լինել ցանկացած բան, ներառյալ արևային մարտկոցը, որը փոխակերպում է արևի էներգիան էլեկտրական էներգիա... Եվ ահա թե որքան արդյունավետ կլինի ձեր բնական էլեկտրակայանը և որոշում է արևային մեկուսացման պարամետրը։ Ինսոլյացիան չափվում է կՎտ*ժ/մ2-ով, այսինքն՝ մեկ ժամվա ընթացքում մակերեսի մեկ քառակուսի մետրի ստացած արևային էներգիայի քանակությունը։ Բնականաբար ստացված չափումները հաշվարկվում են իդեալական պայմաններ: լիակատար բացակայությունամպերը և արևի ճառագայթները, որոնք ընկնում են մակերեսի վրա ուղիղ անկյան տակ (ուղղահայաց):

Պարզ բառերով, արեգակնային ինսոլյացիան օրական միջին ժամերի քանակն է, երբ արևը պարզ եղանակին ուղիղ անկյան տակ շողում է հաշվարկված մակերեսին։

Շատ հաճախ մարդիկ կարծում են, որ եթե արևը ծագում է առավոտյան ժամը 6-ին և մայր է մտնում երեկոյան 7-ին, ապա արևային մարտկոցի օրական թողարկումը պետք է դիտարկել որպես դրա էներգիայի արդյունք 13 ժամվա ընթացքում, երբ արևը փայլում էր: Սա սկզբունքորեն սխալ է, քանի որ կա ամպամածություն, բայց հիմնական արևը շարժվում է երկնքով՝ ճառագայթներ գցելով երկրի մակերևույթի տակ։ տարբեր անկյուններ... Այո, դուք, անշուշտ, կարող եք օգտագործել հատուկ հետքեր, որոնք կպտտեն ձեր արևային մարտկոցը դեպի արևը, բայց դա թանկ է և հազվադեպ է տնտեսապես արդարացված: Թրեքերները օգտագործվում են, երբ անհրաժեշտ է ավելացնել հզորությունը մեկ միավորի տարածքի համար:

Որտեղի՞ց են գալիս արևային ակտիվության տվյալները:

Օդագնացության և տիեզերագնացության ազգային վարչությունը (NASA) ուսումնասիրում է արեգակնային ակտիվությունը մեր մոլորակի բոլոր շրջաններում։ Արբանյակները շուրջօրյա վերահսկում են արևի ակտիվությունը և ստացված տեղեկատվությունը մուտքագրում աղյուսակների մեջ: Հաշվարկներում հաշվի են առնվել վերջին 25 տարվա տվյալները։ Նման սեղանի օրինակ Սանկտ Պետերբուրգի համար (59.944, 30.323) կարող եք տեսնել https://eosweb.larc.nasa.gov/ հղումով: Այս կազմակերպությունը պատկանում է ԱՄՆ դաշնային կառավարությանը և, ցավոք, նրանց կայքը հասանելի է միայն անգլերեն լեզվով:

Աղյուսակի բոլոր արժեքներն ու գործակիցները վերծանելու կարիք չկա, քանի որ մեզ հետաքրքրում է միայն երկուսը. սա որոշակի ամիսների արևային մեկուսացման իրական արժեքն է (OPT) և թեքության օպտիմալ անկյան արժեքը: արևային մարտկոց (OPT ANG):

Արեգակնային էլեկտրակայանի ելքի հաշվարկը՝ հիմնվելով ինսոլացիայի արժեքների վրա

Ենթադրենք, մենք Սանկտ Պետերբուրգում ունենք 5 կՎտ հզորությամբ ցանցային արևային էլեկտրակայան և ուզում ենք դրա թողարկումը հաշվարկել հունիսին։ Արևային մոդուլները տեղադրվում են օպտիմալ անկյան տակ:

5 կՎտ * 5,76 կՎտ * ժ / մ2 * 30 օր = 864 կՎտ * ժ

* Բանաձևը պարզեցված է, ուստի բանաձևի հաշվարկման միավորները չեն համընկնի պատասխանի հետ: Սա ուղղվում է բանաձևի մեջ պարամետրեր ներմուծելով արևային էլեկտրակայանև օրերը ժամերի վերածելով:

Բայց հունվարին նույն էլեկտրակայանը կստեղծի ընդամենը 5 * 1,13 * 30 = 169,5 կՎտ * ժ, ուստի Սանկտ Պետերբուրգի արևային մարտկոցները ակտիվորեն օգտագործվում են միայն ամռանը:

Մեկ տարվա ընթացքում նման արևային էլեկտրակայանը կկարողանա ստանալ 5 * 3,4 * 365 = 6205 կՎտ կամ 6,2 ՄՎտ մաքուր էլեկտրաէներգիա։ Արդյո՞ք դա ձեռնտու է: Դա ձեզնից է կախված, քանի որ ցանցային էլեկտրակայանի կյանքը 50 տարուց ավելի է, իսկ արդյունաբերական էլեկտրաէներգիայի սակագները ամեն տարի աճում են առնվազն 10%-ով։

Արևի լույսի ինտենսիվությունը, որը հասնում է Երկիր, տատանվում է՝ կախված օրվա ժամանակից, տարվանից, գտնվելու վայրից և եղանակային պայմաններից: Օրական կամ տարեկան հաշվարկված էներգիայի ընդհանուր քանակությունը կոչվում է ճառագայթում (կամ այլ կերպ ասած՝ «արևային ճառագայթման ժամանումը») և ցույց է տալիս, թե որքան հզոր էր արևի ճառագայթումը։ Ճառագայթումը չափվում է W * h/m² մեկ օրում կամ մեկ այլ ժամանակահատվածում:

Արեգակնային ճառագայթման ինտենսիվությունը ազատ տարածության վրա, որը հավասար է Երկրի և Արեգակի միջին հեռավորությանը, կոչվում է արեգակնային հաստատուն: Դրա արժեքը 1353 Վտ / մ² է: Մթնոլորտի միջով անցնելիս արևի լույսը թուլանում է հիմնականում ինֆրակարմիր ճառագայթման ջրային գոլորշիների, ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման՝ օզոնի և մթնոլորտային փոշու մասնիկների և աերոզոլների միջոցով ճառագայթման ցրման պատճառով: Երկրի մակերևույթին հասնող արեգակնային ճառագայթման ինտենսիվության վրա մթնոլորտային ազդեցության ցուցիչը կոչվում է «օդի զանգված» (AM): AM-ը սահմանվում է որպես Արեգակի և զենիթի միջև անկյան հատված:

Նկար 1-ում ներկայացված է արեգակնային ճառագայթման ինտենսիվության սպեկտրալ բաշխումը տարբեր պայմաններ... Վերին կորը (AM0) համապատասխանում է արեգակնային սպեկտրին երկրագնդի մթնոլորտից դուրս (օրինակ՝ նավի վրա տիեզերանավ), այսինքն. զրոյական օդի զանգվածում: Այն մոտավոր է 5800 Կ ջերմաստիճանում բացարձակ սև մարմնի ճառագայթման ինտենսիվության բաշխմամբ: AM1 և AM2 կորերը ցույց են տալիս արեգակնային ճառագայթման սպեկտրալ բաշխումը Երկրի մակերեսին, երբ Արևը գտնվում է իր զենիթում և անկյան տակ: Արևը և 60 ° զենիթը, համապատասխանաբար: Այս դեպքում ճառագայթման ընդհանուր հզորությունը համապատասխանաբար կազմում է մոտ 925 և 691 Վտ / մ²: Երկրի վրա ճառագայթման միջին ինտենսիվությունը մոտավորապես համընկնում է AM = 1,5 ճառագայթման ինտենսիվության հետ (Արևը գտնվում է հորիզոնի նկատմամբ 45 ° անկյան տակ):

Երկրի մակերեսին մոտ կարող եք վերցնել միջինԱրեգակնային ճառագայթման ինտենսիվությունը 635 Վտ/մ²: Շատ պարզ արևոտ օրը այս արժեքը տատանվում է 950 Վտ/մ²-ից մինչև 1220 Վտ/մ²: Միջին արժեքը մոտ 1000 Վտ / մ² է: Օրինակ՝ Ցյուրիխում ընդհանուր ճառագայթման ինտենսիվությունը (47 ° 30 ′ հյուսիս, ծովի մակարդակից 400 մ բարձրության վրա) ճառագայթմանը ուղղահայաց մակերևույթի վրա. .

Արեգակնային էներգիայի ներդրման հաշվարկը պարզեցնելու համար այն սովորաբար արտահայտվում է արևի ժամերով 1000 Վտ/մ² ինտենսիվությամբ: Նրանք. 1 ժամը համապատասխանում է 1000 Վտ * ժ/մ² արևային ճառագայթման ժամանումին: Սա մոտավորապես համապատասխանում է այն ժամանակաշրջանին, երբ արևը փայլում է ամռանը արևի ճառագայթներին ուղղահայաց մակերևույթի վրա արևոտ անամպ օրվա կեսին:

Օրինակ
Պայծառ արևը փայլում է 1000 Վտ / մ² ինտենսիվությամբ արևի ճառագայթներին ուղղահայաց մակերեսի վրա: 1 ժամվա ընթացքում 1 մ²-ի վրա ընկնում է 1 կՎտժ էներգիա (էներգիան հավասար է հզորության և ժամանակի արտադրյալին): Նմանապես, 5 կՎտժ/մ² միջին արևային ճառագայթումը օրվա ընթացքում համապատասխանում է օրական 5 պիկ ժամերին: Մի շփոթեք պիկ ժամերը իրական տևողության հետ ցերեկային ժամեր... Ցերեկային ժամերին արևը շողում է տարբեր ինտենսիվությամբ, բայց ընդհանուր առմամբ տալիս է նույն քանակությամբ էներգիա, կարծես 5 ժամ փայլել է առավելագույն ինտենսիվությամբ։ Հենց արևի պիկ ժամերն են օգտագործվում արևային էլեկտրակայանների հաշվարկներում։

Արեգակնային ճառագայթման ժամանումը տատանվում է օրվա ընթացքում և տեղից տեղ, հատկապես լեռնային շրջաններում: Ճառագայթումը միջինում տատանվում է տարեկան 1000 կՎտ*ժ/մ2-ից Հյուսիսային Եվրոպայի երկրների համար, մինչև 2000-2500 կՎտ*ժ/մ2 տարեկան անապատների համար: Եղանակային պայմանները և արևի անկումը (որը կախված է տարածքի լայնությունից) նույնպես հանգեցնում են արևային ճառագայթման ժամանման տարբերությունների:

Ռուսաստանում, ի հեճուկս տարածված կարծիքի, կան բազմաթիվ վայրեր, որտեղ ձեռնտու է արևային էներգիան էլեկտրաէներգիայի վերածելը: Ստորև ներկայացված է Ռուսաստանի արևային էներգիայի ռեսուրսների քարտեզը: Ինչպես տեսնում եք, Ռուսաստանի մեծ մասում այն ​​կարող է հաջողությամբ օգտագործվել սեզոնային ռեժիմով, իսկ արևի ավելի քան 2000 ժամ/տարի շրջաններում. ամբողջ տարին... Բնականաբար, ներս ձմեռային շրջանԱրևային մարտկոցներից էներգիայի արտադրությունը զգալիորեն կրճատվել է, բայց դեռևս արևային էլեկտրակայանից էլեկտրաէներգիայի արժեքը մնում է զգալիորեն ցածր, քան դիզելային կամ բենզինային գեներատորից:

Հատկապես ձեռնտու է այն օգտագործել այնտեղ, որտեղ չկան կենտրոնացված էլեկտրական ցանցեր, և էլեկտրամատակարարումն իրականացվում է դիզելային գեներատորներով։ Իսկ Ռուսաստանում նման շրջանները շատ են։

Ավելին, նույնիսկ այնտեղ, որտեղ կա ցանց, ցանցին զուգահեռ աշխատող արևային մարտկոցների օգտագործումը կարող է զգալիորեն նվազեցնել էներգիայի ծախսերը։ Ռուսաստանի բնական էներգիայի մենաշնորհների համար ավելի բարձր սակագների ներկայիս միտումով արևային մարտկոցների տեղադրումը դառնում է խելացի ներդրում:

Արևային մարտկոցը արևային մոդուլների մի շարք է, որոնք արեգակնային էներգիան վերածում են էլեկտրականության և, օգտագործելով էլեկտրոդներ, այն հետագայում փոխանցում են փոխակերպման այլ սարքեր: Վերջիններս անհրաժեշտ են ուղղակի հոսանքից այլընտրանքային հոսանք ստեղծելու համար, որն ընդունակ է ընկալել կենցաղային էլեկտրական տեխնիկա... Ուղղակի հոսանքը ստացվում է, երբ արեգակնային էներգիան ստանում են արևային բջիջներով, իսկ ֆոտոնների էներգիան վերածվում է էլեկտրական հոսանքի։

Քանի ֆոտոն է դիպչում ֆոտոբջիջին, որոշում է, թե որքան էներգիա է տալիս արևային մարտկոցը: Այդ իսկ պատճառով մարտկոցի աշխատանքի վրա ազդում է ոչ միայն ֆոտոբջիջի նյութը, այլև քանակությունը արևոտ օրերմեկ տարվա ընթացքում մարտկոցի վրա արևի լույսի անկման անկյունը և մարդու վերահսկողությունից դուրս այլ գործոններ:

Ասպեկտներ, որոնք ազդում են արևային մարտկոցի արտադրած էներգիայի քանակի վրա

Առաջին հերթին, արևային մարտկոցների աշխատանքը կախված է արտադրության նյութից և արտադրության տեխնոլոգիայից: Շուկայում առկաներից կարող եք գտնել մարտկոցներ, որոնց արդյունավետությունը տատանվում է 5-ից մինչև 22%: Բոլոր արևային մարտկոցները բաժանված են սիլիցիումի և թաղանթի:

Սիլիկոնային մոդուլի կատարումը.

• Մոնոկրիստալային սիլիկոնային վահանակներ `մինչև 22%:
• Պոլիկյուրիստական ​​վահանակներ `մինչև 18%:
• Ամորֆ (ճկուն) - մինչև 5%:

Ֆիլմի մոդուլների կատարումը.

• Կադմիումի տելուրիդի հիման վրա `մինչև 12%:
• Մելի-ինդիում-գալիում սելենիդի հիման վրա `մինչև 20%:
• Պոլիմերային հիմքով `մինչև 5%:

Այնտեղ կան նաեւ խառը տեսակներվահանակներ, որոնք մի տեսակի առավելություններով թույլ են տալիս ծածկել մյուսի թերությունները՝ դրանով իսկ բարձրացնելով մոդուլի արդյունավետությունը։

Նաև, թե որքան էներգիա է տալիս արևային մարտկոցը, ազդում է տարվա պարզ օրերի քանակից: Հայտնի է, որ եթե ձեր տարածքում արևը մի ամբողջ օր հայտնվի տարվա մեջ 200 օրից պակաս ժամանակում, ապա դժվար թե արևային մարտկոցների տեղադրումն ու օգտագործումը ձեռնտու լինի։

Բացի այդ, մարտկոցի ջեռուցման ջերմաստիճանը նույնպես ազդում է վահանակների արդյունավետության վրա: Այսպիսով, երբ տաքացվում է 1 ° C-ով, արտադրողականությունը նվազում է համապատասխանաբար 0,5% -ով, երբ տաքացվում է 10 ° C-ով, մենք ունենք արդյունավետության կեսը: Նման անախորժություններից խուսափելու համար տեղադրվում են հովացման համակարգեր, որոնք նույնպես պահանջում են էներգիայի սպառում։

Պահպանել բարձր կատարողականՕրվա ընթացքում տեղադրվում են արևային հետագծման համակարգեր, որոնք օգնում են պահպանել արևային մարտկոցների վրա ճառագայթների անկման ճիշտ անկյունը: Բայց այս համակարգերը բավականին թանկ են, էլ չեմ խոսում մարտկոցների մասին, ուստի ոչ բոլորը կարող են իրենց թույլ տալ տեղադրել դրանք իրենց տունը սնուցելու համար:

Թե որքան էներգիա է արտադրում արևային մարտկոցը, կախված է նաև տեղադրված մոդուլների ընդհանուր մակերեսից, քանի որ յուրաքանչյուր արևային մարտկոց կարող է ստանալ սահմանափակ քանակությամբ:

Ինչպե՞ս հաշվարկել, թե արևային մարտկոցը որքան էներգիա է ապահովում ձեր տան համար:

Ելնելով վերը նշված կետերից, որոնք պետք է հաշվի առնել արևային մարտկոցներ գնելիս, մենք կարող ենք ստանալ մի պարզ բանաձև, որով կարող ենք հաշվարկել, թե որքան էներգիա կարտադրի մեկ մոդուլը:

Ենթադրենք, դուք ընտրել եք ամենաարդյունավետ մոդուլներից մեկը՝ 2 մ2 մակերեսով։ Սովորական արևոտ օրվա ընթացքում արևային էներգիայի քանակը կազմում է մոտավորապես 1000 վտ/մ2: Արդյունքում ստանում ենք հետևյալ բանաձևը՝ արևային էներգիա (1000 Վտ/մ2) × արտադրողականություն (20%) × մոդուլի տարածք (2 մ2) = հզորություն (400 Վտ):

Եթե ​​ցանկանում եք հաշվարկել, թե որքան արևային էներգիա է ընկալվում մարտկոցի կողմից երեկոյան և ամպամած օրերին, կարող եք օգտագործել հետևյալ բանաձևը. ամպամած օրվա ընթացքում փոխարկվող էներգիան = որքան արևային էներգիան ի վերջո փոխակերպում է մարտկոցը: Օրինակ, ասենք, որ երեկոյան ժամերին ճառագայթների անկման անկյունը 30̊ է։ Ստանում ենք հետևյալ հաշվարկը՝ 1000 Վտ / մ2 × sin30̊ × 60% = 300 Վտ / մ 2, իսկ հզորությունը հաշվարկելու համար հիմք ենք ընդունում վերջին թիվը։

Ռուսաստանում էներգակիրների գների աճը ստիպում է հետաքրքրվել էժան էներգակիրների նկատմամբ։ Արեգակնային էներգիան ամենահեշտ հասանելին է: Երկրի վրա ընկնող արեգակնային ճառագայթման էներգիան 10000 անգամ գերազանցում է մարդկության կողմից արտադրվող էներգիայի քանակը։ Խնդիրներ են առաջանում էներգիայի հավաքագրման տեխնոլոգիայի և արևային կայանների էներգիայի անհավասար մատակարարման հետ կապված։ Հետևաբար, արևային կոլեկտորները և արևային վահանակները օգտագործվում են կա՛մ էներգիայի պահպանման սարքերի հետ միասին, կա՛մ որպես հիմնական էլեկտրակայանի լրացուցիչ լիցքավորման միջոց:

Մեր երկիրը ընդարձակ է, և նրա տարածքում արևային էներգիայի բաշխման պատկերը շատ բազմազան է։

Միջին արևային մուտքային տվյալներ

Արեգակնային էներգիայի ներդրման ինտենսիվությունը

Արեգակնային ճառագայթման առավելագույն ինտենսիվության տարածքներ. 1 քմ-ին մատակարարվում է 5 կՎտ-ից ավելի: ժամ. արևային էներգիան օրական.

Ռուսաստանի հարավային սահմանի երկայնքով Բայկալից մինչև Վլադիվոստոկ, Յակուտսկի մարզում, Տիվայի Հանրապետության և Բուրյաթիայի Հանրապետության հարավում, տարօրինակ կերպով, Արկտիկական շրջանից այն կողմ, Սեվերնայա Զեմլյաի արևելյան մասում:

Արևային էներգիայի ներդրում 4-ից մինչև 4,5 կՎտ: ժամ 1 քառ. մետր օրական

Կրասնոդարի մարզ, Հյուսիսային Կովկաս, Ռոստովի մարզ, Վոլգայի շրջանի հարավային մասը, Նովոսիբիրսկի հարավային շրջանները, Իրկուտսկի շրջաններ, Բուրյաթիա, Տուվա, Խակասիա, Պրիմորսկի և Խաբարովսկի շրջան, Ամուրի շրջան, Սախալին կղզի, ընդարձակ տարածքներ Կրասնոյարսկի երկրամասդեպի Մագադան, Սեվերնայա Զեմլյա, Յամալո-Նենեց ինքնավար շրջանից հյուսիս-արևելք։

2,5-ից մինչև 3 կՎտ: ժամ մեկ քառ. մետր օրական

Արևմտյան կամարի երկայնքով - Նիժնի Նովգորոդ, Մոսկվա, Սանկտ Պետերբուրգ, Սալեխարդ, Չուկոտկայի արևելյան և Կամչատկայի շրջանները։

3-ից 4 կՎտ. ժամ 1 քառ. մետր օրական

Երկրի մնացած մասը.

Տարեկան արևի տեւողությունը

Էներգիայի հոսքն առավել ինտենսիվ է մայիսին, հունիսին և հուլիսին: Այս ընթացքում Կենտրոնական Ռուսաստանում 1 քառ. մետր մակերեսը կազմում է 5 կՎտ: օրական ժամ: Ամենացածր ինտենսիվությունը դեկտեմբեր-հունվար ամիսներին է, երբ 1 քառ. մետր մակերեսը կազմում է 0,7 կՎտ: օրական ժամ:

Տեղադրման առանձնահատկությունները

Եթե ​​արևային կոլեկտորը տեղադրված է մակերևույթի նկատմամբ 30 աստիճան անկյան տակ, ապա հնարավոր է ապահովել էներգիայի հեռացում առավելագույն և նվազագույն ռեժիմներում, համապատասխանաբար, 4,5 և 1,5 կՎտժ 1 քառ. մետր։ մեկ օրում.

Արեգակնային ճառագայթման ինտենսիվության բաշխումը Կենտրոնական Ռուսաստանում ըստ ամիսների

Տվյալ տվյալների հիման վրա կարելի է հաշվարկել հարթ արևային կոլեկտորների տարածքը, որն անհրաժեշտ է անհատական ​​տան 4 հոգանոց ընտանիքի համար տաք ջրամատակարարում ապահովելու համար: Հունիսին 5 աստիճանից մինչև 55 աստիճան 300 լիտր ջուր տաքացնելը կարող են ապահովել 5,4 քմ մակերեսով կոլեկտորները, դեկտեմբերի 18 քմ. մետր։ Եթե ​​օգտագործվում են ավելի արդյունավետ վակուումային կոլեկտորներ, կոլեկտորի պահանջվող տարածքը մոտավորապես կրկնակի կրճատվում է:

Արևային ջերմային ջրի ծածկույթ

Գործնականում նպատակահարմար է օգտագործել արևային կոլեկտորները ոչ թե որպես տաք ջրի մատակարարման հիմնական աղբյուր, այլ որպես ջեռուցման կայանք մտնող ջուրը տաքացնելու սարք։ Այս դեպքում վառելիքի սպառումը կտրուկ նվազում է։ Սա ապահովում է անխափան մատակարարում տաք ջուրև տաք ջրամատակարարման և տան ջեռուցման վրա գումար խնայելը, եթե դա մշտական ​​բնակության տուն է։ Տնակներում ամռանը տաք ջուր ստանալու համար օգտագործում են տարբեր տեսակներարևային կոլեկտորներ. Գործարանային կոլեկտորներից մինչև ջարդոն նյութերից պատրաստված տնական սարքեր: Դրանք տարբերվում են առաջին հերթին արդյունավետությամբ։ Գործարանային արտադրությունն ավելի արդյունավետ է, բայց ավելի թանկ: Գրեթե անվճար, դուք կարող եք կոլեկտոր պատրաստել ջերմափոխանակիչով հին սառնարանից:

Ռուսաստանում արևային կոլեկտորների տեղադրումը կարգավորվում է RD 34.20.115-89 « Մեթոդական ցուցումներարևային ջեռուցման համակարգերի հաշվարկի և նախագծման համար «, VSN 52-86 (RTF ձևաչափով, 11 Մբ)» Տաք արևային ջրամատակարարման տեղադրումներ. Դիզայնի ստանդարտներ: Կան առաջարկություններ անասնաբուծության, կերերի արտադրության, գյուղացիական տնտեսությունների և գյուղական բնակարանների ոլորտում էներգիայի ոչ ավանդական աղբյուրների օգտագործման վերաբերյալ, որոնք մշակվել են 2002 թվականին Գյուղատնտեսության նախարարության խնդրանքով: ԳՕՍՏ Ռ 51595 Արևային կոլեկտորներ: Տեխնիկական պահանջներ ", ԳՕՍՏ Ռ 51594" Արևային էներգիա. Տերմիններ և սահմանումներ»,

Այս փաստաթղթերը որոշ մանրամասն նկարագրում են օգտագործվող և ամենաշատ արևային կոլեկտորների սխեմաները արդյունավետ ուղիներդրանց կիրառումը տարբեր կլիմայական պայմաններում:

Արևային կոլեկտորներ Գերմանիայում

Գերմանիայում պետությունը սուբսիդավորում է արևային կոլեկտորների տեղադրման ծախսերը, ուստի դրանց օգտագործումը անշեղորեն աճում է։ 2006 թվականին տեղադրվել է 1 մլն 300 հազ քառակուսի մետրկոլեկցիոներներ. Այս գումարից մոտավորապես 10%-ը ավելի թանկ և արդյունավետ վակուումային կոլեկտորներ են: Մինչ օրս տեղադրված արևային կոլեկտորների ընդհանուր մակերեսը կազմում է մոտ 12 միլիոն քառակուսի մետր։

Նյութերը և գրաֆիկան տրամադրվել է Viessmann-ի կողմից