შესავალი

ცნობილია, რომ მზე არის ჩვენი პლანეტის ენერგიის ძირითადი და მთავარი წყარო. ის ათბობს მთელ დედამიწას, მდინარეებს მოძრაობაში აყენებს და ძალას ანიჭებს ქარს. მისი სხივების ქვეშ იზრდება 1 კვადრილიონი ტონა მცენარე, რომელიც კვებავს, თავის მხრივ, 10 ტრილიონ ტონა ცხოველს და ბაქტერიას. იგივე მზის წყალობით დედამიწამ დააგროვა ნახშირწყალბადების მარაგი, ანუ ნავთობი, ქვანახშირი, ტორფი და ა.შ, რომელსაც ახლა აქტიურად ვწვავთ. იმისთვის, რომ დღეს კაცობრიობამ შეძლოს ენერგეტიკული მოთხოვნილებების დაკმაყოფილება, წელიწადში დაახლოებით 10 მილიარდი ტონა სტანდარტული საწვავი სჭირდება. (ექვივალენტური საწვავის წვის სითბო არის 7000 კკალ/კგ).

Დავალებები:

განვიხილოთ მთავარი ფიზიკური პრინციპებიდა ფენომენები;

· ცოდნისა და უნარების ჩამოყალიბება, რაც საშუალებას იძლევა განხორციელდეს ძირითადი პარამეტრების თეორიული გამოთვლა;

განვიხილოთ მზის ენერგიის გამოყენების დადებითი და უარყოფითი მხარეები

განვიხილოთ ელექტროენერგიის და სითბოს მიღების გზები მზის რადიაცია

Მზის ენერგია - მზის რადიაციის გამოყენება ნებისმიერი ფორმით ენერგიის მისაღებად. მზის ენერგია იყენებს განახლებადი ენერგიის წყაროს და მომავალში შეიძლება გახდეს ეკოლოგიურად სუფთა, ანუ არ წარმოქმნის მავნე ნარჩენებს.

მზის რადიაცია პრაქტიკულად ამოუწურავი წყაროენერგია, ის მიდის დედამიწის ყველა კუთხეში, არის „ხელში“ ნებისმიერი მომხმარებლისთვის და არის ეკოლოგიურად სუფთა და ხელმისაწვდომი ენერგიის წყარო.

მზის და სითბოს გამოყენება არის სუფთა, მარტივი და ბუნებრივი გზაჩვენ გვჭირდება ყველა სახის ენერგიის მიღება. მზის კოლექტორები შეიძლება გამოყენებულ იქნას საცხოვრებელი და კომერციული შენობების გასათბობად ან მომარაგებისთვის ცხელი წყალი... მზის სინათლე, კონცენტრირებული პარაბოლური სარკეებით (რეფლექტორებით), გამოიყენება სითბოს წარმოქმნისთვის (ტემპერატურით რამდენიმე ათას გრადუს ცელსიუსამდე). მისი გამოყენება შესაძლებელია როგორც გათბობისთვის, ასევე ელექტროენერგიის წარმოებისთვის. გარდა ამისა, არსებობს მზის გამოყენებით ენერგიის გამომუშავების კიდევ ერთი გზა – ფოტოელექტრული ტექნოლოგია. ფოტოელექტრული უჯრედები არის მოწყობილობები, რომლებიც მზის გამოსხივებას პირდაპირ ელექტროენერგიად გარდაქმნიან.

ᲛᲖᲘᲡ ᲔᲜᲔᲠᲒᲘᲐ

მზის ენერგია არის სიცოცხლის წყარო ჩვენს პლანეტაზე. მზე ათბობს ატმოსფეროს და დედამიწის ზედაპირს. მადლობა მზის ენერგიაუბერავს ქარები, მიმდინარეობს წყლის ციკლი ბუნებაში, თბება ზღვები და ოკეანეები, ვითარდება მცენარეები, ცხოველებს აქვთ საკვები. დედამიწაზე წიაღისეული საწვავის არსებობა მზის რადიაციის წყალობით ხდება. მზის ენერგია შეიძლება გარდაიქმნას სიცხეში ან სიცივეში, ამძრავად და ელექტროენერგიად.

Მზის რადიაცია

მზის გამოსხივება არის ელექტრომაგნიტური გამოსხივება, რომელიც კონცენტრირებულია ძირითადად ტალღის სიგრძის დიაპაზონში 0,28 ... 3,0 მიკრონი. მზის სპექტრი შედგება:

ულტრაიისფერი ტალღები სიგრძით 0,28 ... 0,38 მიკრონი, უხილავი ჩვენი თვალისთვის და შეადგენს მზის სპექტრის დაახლოებით 2%-ს;

სინათლის ტალღები დიაპაზონში 0,38 ... 0,78 μm, რაც შეადგენს სპექტრის დაახლოებით 49%-ს;

ინფრაწითელი ტალღები სიგრძით 0,78 ... 3,0 მიკრონი, რომლებიც შეადგენენ მზის სპექტრის დარჩენილი 49%-ს. სპექტრის დანარჩენი ნაწილი უმნიშვნელო როლს თამაშობს სითბოს ბალანსიᲓედამიწა.

რამდენი მზის ენერგია ურტყამს დედამიწას?

მზე ასხივებს დიდი თანხაენერგია - დაახლოებით 1.1x10 20 კვტ/სთ წამში. კილოვატი საათი არის ენერგიის რაოდენობა, რომელიც საჭიროა 100 ვატიანი ინკანდესენტური ნათურის მუშაობისთვის 10 საათის განმავლობაში. დედამიწის ატმოსფეროს გარე ფენები წყვეტენ მზის მიერ გამოსხივებული ენერგიის დაახლოებით მემილიონედს, ანუ დაახლოებით 1500 კვადრილონი (1,5 x 10 18) კვტ/სთ ყოველწლიურად. თუმცა, ატმოსფერული აირებისა და აეროზოლების მიერ მისი არეკვლის, გაფანტვისა და შთანთქმის გამო, მთელი ენერგიის მხოლოდ 47%, ანუ დაახლოებით 700 კვადრილიონი (7 x 10 17) კვტ/სთ აღწევს დედამიწის ზედაპირს.

მზის გამოსხივება დედამიწის ატმოსფეროში იყოფა ეგრეთ წოდებულ პირდაპირ რადიაციად და გაბნეულ გამოსხივებად, ატმოსფეროში შემავალ ჰაერის, მტვრის, წყლის ნაწილაკებზე და ა.შ. მათი ჯამი ქმნის მზის მთლიან გამოსხივებას.

ენერგიის რაოდენობა ერთეულ ფართობზე დროის ერთეულზე დამოკიდებულია უამრავ ფაქტორზე: ადგილობრივი კლიმატის გრძედი, წელიწადის სეზონი და ზედაპირის დახრილობის კუთხე მზესთან მიმართებაში.

დრო და ადგილი

მზის ენერგიის რაოდენობა, რომელიც დედამიწის ზედაპირზე მოდის, იცვლება მზის მოძრაობის გამო. ეს ცვლილებები დამოკიდებულია დღის დროზე და წელიწადის დროზე. ჩვეულებრივ, უფრო მეტი მზის რადიაცია ეცემა დედამიწას შუადღისას, ვიდრე დილით ადრე ან გვიან საღამოს. შუადღისას მზე ჰორიზონტზე მაღლა დგას და მზის სხივების გზის სიგრძე დედამიწის ატმოსფეროში მცირდება. შესაბამისად, ნაკლები მზის რადიაცია იფანტება და შეიწოვება, რაც იმას ნიშნავს, რომ მეტი აღწევს ზედაპირზე.

მზის ენერგიის რაოდენობა, რომელიც აღწევს დედამიწის ზედაპირს, განსხვავდება საშუალო წლიური მნიშვნელობიდან: in ზამთრის დრო- 0,8 კვტ/მ2-ზე ნაკლები დღეში ჩრდილოეთ ევროპაში და 4 კვტ/მ2-ზე მეტი დღეში ზაფხულის დროიმავე რეგიონში. განსხვავება მცირდება ეკვატორთან მიახლოებისას.

მზის ენერგიის რაოდენობა ასევე დამოკიდებულია უბნის გეოგრაფიულ მდებარეობაზე: რაც უფრო ახლოს არის ეკვატორთან, მით მეტია იგი. მაგალითად, ჰორიზონტალურ ზედაპირზე მოხვედრილი მზის ჯამური გამოსხივების საშუალო წლიური რაოდენობაა: ცენტრალურ ევროპაში, ცენტრალურ აზიასა და კანადაში - დაახლოებით 1000 კვტ/მ2; ხმელთაშუა ზღვაში - დაახლოებით 1700 კვტსთ / მ 2; აფრიკის, ახლო აღმოსავლეთისა და ავსტრალიის უმეტეს უდაბნო რეგიონებში - დაახლოებით 2200 კვტ/სთ/მ2.

ამრიგად, მზის რადიაციის რაოდენობა მნიშვნელოვნად განსხვავდება სეზონის მიხედვით და გეოგრაფიული მდებარეობა... ეს ფაქტორი მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული მზის ენერგიის გამოყენებისას.

მზის იზოლაციაარის სიდიდე, რომელიც განსაზღვრავს სხივის მიერ ზედაპირის დასხივების რაოდენობას მზის სხივები(თუნდაც ღრუბლებით არეკლილი ან მიმოფანტული). ზედაპირი შეიძლება იყოს ნებისმიერი, მათ შორის მზის პანელი, რომელიც მზის ენერგიას გარდაქმნის ელექტრული ენერგია... და აი, რამდენად ეფექტური იქნება თქვენი ბუნებრივი ელექტროსადგური და განსაზღვრავს მზის იზოლაციის პარამეტრს. ინსოლაცია იზომება კვტ*სთ/მ2-ში, ანუ მზის ენერგიის რაოდენობას, რომელსაც ზედაპირზე ერთი კვადრატული მეტრი იღებს ერთი საათის განმავლობაში. გამოითვლება ბუნებრივად მიღებული მეტრიკა იდეალური პირობები: სრული არარსებობაღრუბლები და მზის სხივები, რომლებიც ეცემა ზედაპირზე მართი კუთხით (პერპენდიკულარული).

მარტივი სიტყვებით, მზის ინსოლაცია არის საათების საშუალო რაოდენობა დღეში, როდესაც მზე ანათებს გამოთვლილ ზედაპირზე სწორი კუთხით ნათელ ამინდში.

ხშირად ადამიანებს სჯერათ, რომ თუ მზე დილის 6 საათზე ამოვა და საღამოს 7 საათზე ჩავა, მაშინ მზის პანელის ყოველდღიური გამომუშავება უნდა ჩაითვალოს მისი სიმძლავრის პროდუქტად 13 საათის განმავლობაში, სანამ მზე ანათებდა. ეს ფუნდამენტურად არასწორია, რადგან ღრუბლიანობაა, მაგრამ მთავარი მზე მოძრაობს ცაზე და აფრქვევს სხივებს დედამიწის ზედაპირზე. სხვადასხვა კუთხით... დიახ, რა თქმა უნდა, შეგიძლიათ გამოიყენოთ სპეციალური ტრეკერები, რომლებიც თქვენს მზის პანელს მზისკენ მოაბრუნებენ, მაგრამ ეს ძვირია და იშვიათად ეკონომიკურად გამართლებულია. ტრეკერები გამოიყენება მაშინ, როდესაც საჭიროა სიმძლავრის გაზრდა ერთეულ ფართობზე.

საიდან მოდის მზის აქტივობის მონაცემები?

აერონავტიკისა და კოსმოსის ეროვნული ადმინისტრაცია (NASA) სწავლობს მზის აქტივობას ჩვენი პლანეტის ყველა რეგიონში. თანამგზავრები აკვირდებიან მზის აქტივობას მთელი საათის განმავლობაში და მიღებულ ინფორმაციას ათავსებენ ცხრილებში. გათვლები ითვალისწინებს ბოლო 25 წლის მონაცემებს. ასეთი მაგიდის მაგალითი სანქტ-პეტერბურგისთვის (59.944, 30.323) შეგიძლიათ იხილოთ ბმულზე https://eosweb.larc.nasa.gov/. ეს ორგანიზაცია ეკუთვნის აშშ-ს ფედერალურ მთავრობას და, სამწუხაროდ, მათი ვებ-გვერდი მხოლოდ ინგლისურ ენაზეა ხელმისაწვდომი.

არ არის საჭირო ცხრილში ყველა მნიშვნელობისა და კოეფიციენტის გაშიფვრა, რადგან ჩვენ გვაინტერესებს მხოლოდ ორი - ეს არის მზის ინსოლაციის რეალური მნიშვნელობა გარკვეულ თვეებში (OPT) და დახრილობის ოპტიმალური კუთხის მნიშვნელობა. მზის პანელი (OPT ANG).

მზის ელექტროსადგურის გამომუშავების გაანგარიშება ინსოლაციის მნიშვნელობებზე დაყრდნობით

ვთქვათ, სანქტ-პეტერბურგში გვაქვს ქსელური მზის ელექტროსადგური, რომლის სიმძლავრეა 5 კვტ და გვინდა გამოვთვალოთ მისი გამომუშავება ივნისში. მზის მოდულები დამონტაჟებულია ოპტიმალური კუთხით.

5 კვტ * 5,76 კვტ * სთ / მ2 * 30 დღე = 864 კვტ * სთ

* ფორმულა გამარტივებულია, ამიტომ ფორმულაში გამოთვლითი ერთეულები არ ემთხვევა პასუხს. ეს გამოსწორებულია ფორმულაში პარამეტრების შეყვანით მზის ელექტროსადგურიდა დღეების საათებად გადაქცევა.

მაგრამ იანვარში იგივე ელექტროსადგური გამოიმუშავებს მხოლოდ 5 * 1.13 * 30 = 169.5 კვტ * სთ, ამიტომ პეტერბურგის მზის პანელები აქტიურად გამოიყენება მხოლოდ ზაფხულში.

ერთი წლის განმავლობაში ასეთი მზის ელექტროსადგური შეძლებს მიიღოს 5 * 3.4 * 365 = 6205 კვტ ან 6.2 მგვტ სუფთა ელექტროენერგია. მომგებიანია? ეს თქვენზეა დამოკიდებული, რადგან ქსელის ელექტროსადგურის სიცოცხლე 50 წელზე მეტია, ხოლო სამრეწველო ელექტროენერგიის ტარიფები ყოველწლიურად იზრდება მინიმუმ 10%-ით.

მზის შუქის ინტენსივობა, რომელიც დედამიწამდე აღწევს, იცვლება დღის, წლის, მდებარეობისა და ამინდის პირობების მიხედვით. ენერგიის მთლიან რაოდენობას, რომელიც გამოითვლება დღეში ან წელიწადში, ეწოდება დასხივება (ან სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, "მზის გამოსხივების ჩამოსვლა") და აჩვენებს, თუ რამდენად ძლიერი იყო მზის გამოსხივება. დასხივება იზომება W * სთ / მ² დღეში, ან სხვა პერიოდში.

მზის გამოსხივების ინტენსივობას თავისუფალ სივრცეში დედამიწასა და მზეს შორის საშუალო მანძილის ტოლ მანძილზე მზის მუდმივი ეწოდება. მისი ღირებულებაა 1353 W/m². ატმოსფეროში გავლისას მზის შუქი სუსტდება ძირითადად ინფრაწითელი გამოსხივების წყლის ორთქლის შთანთქმის, ოზონის ულტრაიისფერი გამოსხივების და ატმოსფერული მტვრის ნაწილაკების და აეროზოლების მიერ გამოსხივების გაფანტვის გამო. ატმოსფერული გავლენის ინდიკატორს მზის რადიაციის ინტენსივობაზე, რომელიც აღწევს დედამიწის ზედაპირზე, ეწოდება "ჰაერის მასა" (AM). AM განისაზღვრება, როგორც კუთხის სეკანტი მზესა და ზენიტს შორის.

სურათი 1 გვიჩვენებს მზის რადიაციის ინტენსივობის სპექტრულ განაწილებას სხვადასხვა პირობები... ზედა მრუდი (AM0) შეესაბამება მზის სპექტრს დედამიწის ატმოსფეროს გარეთ (მაგალითად, ბორტზე კოსმოსური ხომალდი), ე.ი. ჰაერის ნულოვანი მასის დროს. იგი მიახლოებულია აბსოლუტურად შავი სხეულის გამოსხივების ინტენსივობის განაწილებით 5800 K ტემპერატურაზე. მრუდები AM1 და AM2 ასახავს მზის რადიაციის სპექტრულ განაწილებას დედამიწის ზედაპირზე, როდესაც მზე ზენიტშია და კუთხეს შორის მზე და ზენიტი 60 °, შესაბამისად. ამ შემთხვევაში, რადიაციული სიმძლავრე არის დაახლოებით 925 და 691 W / m², შესაბამისად. დედამიწაზე გამოსხივების საშუალო ინტენსივობა უხეშად ემთხვევა გამოსხივების ინტენსივობას AM = 1,5 (მზე ჰორიზონტთან 45 ° კუთხით არის).

დედამიწის ზედაპირთან ახლოს, შეგიძლიათ აიღოთ საშუალომზის გამოსხივების ინტენსივობა 635 ვტ/მ². ძალიან ნათელ მზიან დღეს, ეს მნიშვნელობა მერყეობს 950 ვტ/მ²-დან 1220 ვტ/მ²-მდე. საშუალო ღირებულება არის დაახლოებით 1000 W / m². მაგალითი: ჯამური გამოსხივების ინტენსივობა ციურიხში (47 ° 30 ′ N, 400 მ ზღვის დონიდან) რადიაციის პერპენდიკულარულ ზედაპირზე: 1 მაისი 12:00 სთ 1080 ვტ/მ2; 21 დეკემბერი 12:00 სთ 930 ვტ/მ2 ...

მზის ენერგიის შეყვანის გაანგარიშების გასამარტივებლად, ის ჩვეულებრივ გამოიხატება მზის საათებში 1000 W/m² ინტენსივობით. იმათ. 1 საათი შეესაბამება მზის გამოსხივების ჩამოსვლას 1000 W * სთ / მ². ეს დაახლოებით შეესაბამება იმ პერიოდს, როდესაც მზე ანათებს ზაფხულში მზის სხივების პერპენდიკულარულ ზედაპირზე მზიანი უღრუბლო დღის შუაგულში.

მაგალითი
კაშკაშა მზე ანათებს 1000 ვტ/მ² ინტენსივობით მზის სხივების პერპენდიკულარულ ზედაპირზე. 1 საათის განმავლობაში 1 მ²-ზე ეცემა 1 კვტ/სთ ენერგია (ენერგია უდრის სიმძლავრისა და დროის ნამრავლს). ანალოგიურად, მზის საშუალო გამოსხივება 5 კვტ/სთ/მ² დღის განმავლობაში შეესაბამება მზის მზის 5 პიკ საათს დღეში. არ აურიოთ პიკის საათები რეალურ ხანგრძლივობასთან დღის საათები... დღის საათებში მზე ანათებს სხვადასხვა ინტენსივობით, მაგრამ მთლიანობაში იძლევა იმავე რაოდენობის ენერგიას, თითქოს 5 საათის განმავლობაში ანათებდა მაქსიმალური ინტენსივობით. მზის შუქის პიკის საათები გამოიყენება მზის ელექტროსადგურების გამოთვლებში.

მზის რადიაციის ჩამოსვლა იცვლება დღის განმავლობაში და ადგილიდან მეორეზე, განსაკუთრებით მთიან რეგიონებში. დასხივება მერყეობს საშუალოდ 1000 კვტ*სთ/მ2 წელიწადში ჩრდილოეთ ევროპის ქვეყნებისთვის, უდაბნოებისთვის 2000-2500 კვტ*სთ/მ2 წელიწადში. ამინდის პირობები და მზის დაქვეითება (რაც დამოკიდებულია ტერიტორიის განედზე) ასევე განაპირობებს მზის რადიაციის ჩამოსვლას.

რუსეთში, პოპულარული რწმენის საწინააღმდეგოდ, არის უამრავი ადგილი, სადაც მომგებიანია მზის ენერგიის ელექტროენერგიად გადაქცევა. ქვემოთ მოცემულია რუსეთის მზის ენერგიის რესურსების რუკა. როგორც ხედავთ, რუსეთის უმეტეს ნაწილში მისი წარმატებით გამოყენება შესაძლებელია სეზონურ რეჟიმში და 2000 საათზე მეტი მზის შუქის მქონე ადგილებში - წელიწადში - მთელი წლის განმავლობაში... ბუნებრივია, ქ ზამთრის პერიოდიმზის პანელებიდან ენერგიის გამომუშავება მნიშვნელოვნად შემცირდა, მაგრამ მაინც მზის ელექტროსადგურიდან ელექტროენერგიის ღირებულება მნიშვნელოვნად დაბალია, ვიდრე დიზელის ან ბენზინის გენერატორისგან.

განსაკუთრებით ხელსაყრელია მისი გამოყენება იქ, სადაც არ არის ცენტრალიზებული ელექტრო ქსელები და ელექტრომომარაგება უზრუნველყოფილია დიზელის გენერატორებით. და რუსეთში უამრავი ასეთი რეგიონია.

უფრო მეტიც, იქაც კი, სადაც არის ქსელი, ქსელის პარალელურად მომუშავე მზის პანელების გამოყენებამ შეიძლება მნიშვნელოვნად შეამციროს ენერგიის ხარჯები. რუსეთის ბუნებრივი ენერგეტიკული მონოპოლიებისთვის უფრო მაღალი ტარიფების ამჟამინდელი ტენდენციით, მზის პანელების დაყენება ხდება ჭკვიანი ინვესტიცია.

მზის ბატარეა არის მზის მოდულების სერია, რომელიც მზის ენერგიას ელექტროენერგიად გარდაქმნის და ელექტროდების გამოყენებით შემდგომ გადასცემს მას სხვა კონვერტაციის მოწყობილობებზე. ეს უკანასკნელი საჭიროა იმისათვის, რომ მოხდეს პირდაპირი დენისგან ალტერნატიული დენი, რომელსაც შეუძლია აღქმა საყოფაცხოვრებო ელექტრო ტექნიკა... პირდაპირი დენი მიიღება, როდესაც მზის ენერგია მიიღება მზის უჯრედებით და ფოტონების ენერგია გარდაიქმნება ელექტრო დენად.

რამდენი ფოტონი მოხვდება ფოტოცელში, განსაზღვრავს რამდენ ენერგიას იძლევა მზის ბატარეა. ამ მიზეზით, ბატარეის მუშაობაზე გავლენას ახდენს არა მხოლოდ ფოტოცელის მასალა, არამედ რაოდენობაც მზიანი დღეებიერთი წლის განმავლობაში, მზის სხივების დაცემის კუთხე ბატარეაზე და სხვა ფაქტორები, რომლებიც ადამიანის კონტროლს არ ექვემდებარება.

ასპექტები, რომლებიც გავლენას ახდენენ იმაზე, თუ რამდენ ენერგიას გამოიმუშავებს მზის ელემენტი

უპირველეს ყოვლისა, მზის პანელების შესრულება დამოკიდებულია წარმოების მასალაზე და წარმოების ტექნოლოგიაზე. ბაზარზე არსებული ბატარეებიდან შეგიძლიათ იპოვოთ ბატარეები 5-დან 22%-მდე მუშაობის ხარისხით. ყველა მზის პანელი იყოფა სილიკონად და ფილმად.

სილიკონის მოდულის შესრულება:

• მონოკრისტალური სილიკონის პანელები - 22% -მდე.
• პოლიკრისტალური პანელები - 18% -მდე.
• ამორფული (მოქნილი) - 5%-მდე.

ფილმის მოდულების შესრულება:

• კადმიუმის ტელურიდის საფუძველზე - 12%-მდე.
• მელი-ინდიუმ-გალიუმის სელენიდის საფუძველზე - 20%-მდე.
• პოლიმერზე დაფუძნებული - 5% -მდე.

ასევე არსებობს შერეული ტიპებიპანელები, რომლებიც ერთი ტიპის უპირატესობებით იძლევა მეორის ნაკლოვანებების დაფარვის საშუალებას, რითაც გაზრდის მოდულის ეფექტურობას.

ასევე იმაზე, თუ რამდენ ენერგიას უზრუნველყოფს მზის ბატარეა, გავლენას ახდენს წელიწადში წმინდა დღეების რაოდენობაზე. ცნობილია, რომ თუ თქვენს მხარეში მზე ჩნდება მთელი დღის განმავლობაში წელიწადში 200 დღეზე ნაკლებ დროში, მაშინ მზის პანელების დაყენება და გამოყენება ძნელად მომგებიანი იქნება.

გარდა ამისა, ბატარეის გათბობის ტემპერატურა ასევე გავლენას ახდენს პანელების ეფექტურობაზე. ასე რომ, 1°C-ით გაცხელებისას პროდუქტიულობა ეცემა 0,5%-ით, შესაბამისად, 10°C-ით გაცხელებისას გვაქვს ეფექტურობის ნახევარი. ასეთი უსიამოვნებების თავიდან ასაცილებლად დამონტაჟებულია გაგრილების სისტემები, რომლებიც ასევე საჭიროებენ ენერგიის მოხმარებას.

Შენახვა მაღალი დონის შესრულებადღის განმავლობაში დამონტაჟებულია მზის თვალთვალის სისტემები, რაც ხელს უწყობს მზის პანელებზე სხივების დაცემის სწორი კუთხის შენარჩუნებას. მაგრამ ეს სისტემები საკმაოდ ძვირია, რომ აღარაფერი ვთქვათ თავად ბატარეებზე, ამიტომ ყველას არ შეუძლია მათი დაყენების საშუალება სახლის კვებისათვის.

რამდენ ენერგიას გამოიმუშავებს მზის ბატარეა, ასევე დამოკიდებულია დამონტაჟებული მოდულების მთლიან ფართობზე, რადგან თითოეულ მზის ელემენტს შეუძლია მიიღოს შეზღუდული რაოდენობა.

როგორ გამოვთვალოთ რამდენ ენერგიას უზრუნველყოფს მზის პანელი თქვენს სახლს?

ზემოაღნიშნული პუნქტებიდან გამომდინარე, რომლებიც გასათვალისწინებელია მზის პანელების ყიდვისას, შეგვიძლია გამოვიტანოთ მარტივი ფორმულა, რომლითაც შეგვიძლია გამოვთვალოთ რამდენ ენერგიას გამოიმუშავებს ერთი მოდული.

ვთქვათ, თქვენ აირჩიეთ ერთ-ერთი ყველაზე პროდუქტიული მოდული 2 მ2 ფართობით. მზის ენერგიის რაოდენობა ჩვეულებრივ მზიან დღეს არის დაახლოებით 1000 ვატი მ2-ზე. შედეგად ვიღებთ შემდეგ ფორმულას: მზის ენერგია (1000 ვტ/მ2) × პროდუქტიულობა (20%) × მოდულის ფართობი (2 მ2) = სიმძლავრე (400 ვტ).

თუ გსურთ გამოთვალოთ რამდენი მზის ენერგია აღიქმება ბატარეის მიერ საღამოს და მოღრუბლულ დღეს, შეგიძლიათ გამოიყენოთ შემდეგი ფორმულა: მზის ენერგიის რაოდენობა ნათელ დღეს × მზის კუთხის სინუსი და პანელის ზედაპირი × პროცენტი მოღრუბლულ დღეს გარდაქმნილი ენერგიის = რამდენი მზის ენერგია გარდაქმნის საბოლოოდ ბატარეას. მაგალითად, ვთქვათ, რომ საღამოს სხივების დაცემის კუთხე არის 30̊. ჩვენ ვიღებთ შემდეგ გაანგარიშებას: 1000 W / m2 × sin30̊ × 60% = 300 W / m2 და ბოლო რიცხვს ვიყენებთ სიმძლავრის გამოსათვლელად.

ენერგორესურსების ფასების ზრდა რუსეთში აიძულებს ინტერესს იაფი ენერგიის წყაროების მიმართ. მზის ენერგია ყველაზე ხელმისაწვდომია. დედამიწაზე დაცემული მზის გამოსხივების ენერგია 10000-ჯერ აღემატება კაცობრიობის მიერ გამომუშავებულ ენერგიას. პრობლემები წარმოიქმნება ენერგიის შეგროვების ტექნოლოგიაში და მზის ელექტროსადგურების ენერგიის არათანაბარ მიწოდებასთან დაკავშირებით. ამიტომ, მზის კოლექტორები და მზის პანელები გამოიყენება ენერგიის შესანახ მოწყობილობებთან ერთად ან ძირითადი ელექტროსადგურის დამატებითი დატენვის საშუალებად.

ჩვენი ქვეყანა ვრცელია და მის ტერიტორიაზე მზის ენერგიის განაწილების სურათი ძალიან მრავალფეროვანია.

მზის შეყვანის საშუალო მონაცემები

მზის ენერგიის შეყვანის ინტენსივობა

მზის რადიაციის მაქსიმალური ინტენსივობის უბნები. 1 კვადრატულ მეტრზე 5 კვტ-ზე მეტი მიეწოდება. საათი. მზის ენერგია დღეში.

რუსეთის სამხრეთ საზღვრის გასწვრივ ბაიკალიდან ვლადივოსტოკამდე, იაკუტსკის რეგიონში, ტივას რესპუბლიკისა და ბურიატიის რესპუბლიკის სამხრეთით, უცნაურად საკმარისია, არქტიკული წრის მიღმა, სევერნაია ზემლიას აღმოსავლეთ ნაწილში.

მზის ენერგიის შეყვანა 4-დან 4,5 კვტ-მდე. საათი 1 კვ. მეტრი დღეში

კრასნოდარის ოლქი, ჩრდილოეთ კავკასია, როსტოვის რეგიონივოლგის რეგიონის სამხრეთი ნაწილი, ნოვოსიბირსკის სამხრეთ რეგიონები, ირკუტსკის რეგიონები, ბურიატია, ტუვა, ხაკასია, პრიმორსკი და ხაბაროვსკის ოლქი, ამურის რეგიონი, სახალინის კუნძული, უზარმაზარი ტერიტორიები კრასნოიარსკის ტერიტორიამაგადანამდე, სევერნაია ზემლია, იამალო-ნენეცის ავტონომიური ოლქის ჩრდილო-აღმოსავლეთით.

2,5-დან 3 კვტ-მდე. საათი კვ. მეტრი დღეში

დასავლეთ რკალის გასწვრივ - ნიჟნი ნოვგოროდი, მოსკოვი, პეტერბურგი, სალეხარდი, ჩუკოტკას აღმოსავლეთი ნაწილი და კამჩატკა.

3-დან 4 კვტ-მდე. საათი 1 კვ. მეტრი დღეში

დანარჩენი ქვეყანა.

მზის ნათების ხანგრძლივობა წელიწადში

ენერგიის ნაკადი ყველაზე ინტენსიურია მაისში, ივნისსა და ივლისში. ამ პერიოდში ცენტრალურ რუსეთში 1 კვ. ზედაპირის მეტრი შეადგენს 5 კვტ. საათი დღეში. ყველაზე დაბალი ინტენსივობა დეკემბერ-იანვარშია, როდესაც 1 კვ. ზედაპირის მეტრი შეადგენს 0,7 კვტ. საათი დღეში.

ინსტალაციის მახასიათებლები

თუ მზის კოლექტორი დაყენებულია ზედაპირის მიმართ 30 გრადუსიანი კუთხით, მაშინ შესაძლებელია ენერგიის მოცილების უზრუნველყოფა მაქსიმალურ და მინიმალურ რეჟიმში, შესაბამისად, 4,5 და 1,5 კვტ/სთ 1 კვ. მეტრი. დღეში.

მზის რადიაციის ინტენსივობის განაწილება ცენტრალურ რუსეთში თვეების მიხედვით

მოცემული მონაცემებიდან გამომდინარე, შესაძლებელია გამოვთვალოთ ბრტყელი მზის კოლექტორების ფართობი, რომელიც საჭიროა ინდივიდუალური სახლის 4 კაციანი ოჯახისთვის ცხელი წყლით მომარაგებისთვის. ივნისში 5 გრადუსიდან 55 გრადუსამდე 300 ლიტრი წყლის გაცხელება შესაძლებელია 5,4 კვადრატული მეტრი ფართობის კოლექტორებით, დეკემბერში 18 კვ.მ. მეტრი. თუ უფრო ეფექტური ვაკუუმ კოლექტორები გამოიყენება, საჭირო კოლექტორის ფართობი დაახლოებით განახევრდება.

მზის DHW დაფარვა

პრაქტიკაში, მიზანშეწონილია გამოიყენოთ მზის კოლექტორები არა როგორც ცხელი წყლით მომარაგების მთავარი წყარო, არამედ როგორც მოწყობილობა გათბობის ინსტალაციაში შემავალი წყლის გასათბობად. ამ შემთხვევაში, საწვავის მოხმარება მკვეთრად მცირდება. ეს უზრუნველყოფს უწყვეტ მიწოდებას ცხელი წყალიდა ფულის დაზოგვა ცხელი წყლით მომარაგებისა და სახლის გათბობაზე, თუ ეს არის სახლი მუდმივი საცხოვრებლისთვის. აგარაკებზე, ზაფხულში, ცხელი წყლის მისაღებად იყენებენ განსხვავებული სახეობებიმზის კოლექტორები. ქარხნული კოლექციონერებიდან დაწყებული ხელნაკეთი მოწყობილობებით, რომლებიც დამზადებულია ჯართის მასალებისგან. ისინი განსხვავდებიან, პირველ რიგში, ეფექტურობის თვალსაზრისით. ქარხნულად დამზადებული უფრო ეფექტურია, მაგრამ უფრო ძვირი. თითქმის უფასოდ, შეგიძლიათ გააკეთოთ კოლექტორი სითბოს გადამცვლელით ძველი მაცივრიდან.

რუსეთში, მზის კოლექტორების დაყენება რეგულირდება RD 34.20.115-89 " მეთოდური ინსტრუქციებიმზის გათბობის სისტემების გაანგარიშებისა და დიზაინისთვის ", VSN 52-86 (RTF ფორმატში, 11 Mb)" ცხელი მზის წყალმომარაგების ინსტალაციები. დიზაინის სტანდარტები ". არსებობს რეკომენდაციები არატრადიციული ენერგიის წყაროების გამოყენების შესახებ მეცხოველეობაში, საკვების წარმოებაში, გლეხის მეურნეობებში და სოფლის საბინაო სექტორში, შემუშავებული 2002 წელს სოფლის მეურნეობის სამინისტროს მოთხოვნით. GOST R 51595" მზის კოლექტორები. ტექნიკური მოთხოვნები ", GOST R 51594" მზის ენერგია. ტერმინები და განმარტებები",

ეს დოკუმენტები გარკვეულწილად აღწერს გამოყენებული მზის კოლექტორების სქემებს და ყველაზე მეტად ეფექტური გზებიმათი გამოყენება სხვადასხვა კლიმატურ პირობებში.

მზის კოლექტორები გერმანიაში

გერმანიაში სახელმწიფო სუბსიდირებს მზის კოლექტორების დაყენების ხარჯებს, ამიტომ მათი გამოყენება სტაბილურად იზრდება. 2006 წელს დამონტაჟდა 1 მილიონ 300 ათასი კვადრატული მეტრიკოლექციონერები. ამ თანხიდან, დაახლოებით 10% უფრო ძვირი და ეფექტური ვაკუუმ კოლექტორებია. დღეისათვის დაყენებული მზის კოლექტორების საერთო ფართობი დაახლოებით 12 მილიონი კვადრატული მეტრია.

მასალები და გრაფიკა მოწოდებულია Viessmann-ის მიერ