X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Использование энергии, которая находиться в свободном доступе вокруг человека, была всегда одной из самых привлекательных идей для человека. Это такие источники энергии как ветровая, солнечная, тепловая энергия Земли, энергия течения рек, приливов морей. Данные виды энергии ограничены местным использованием, например, ветры дуют в определенных местах с усиленной силой, течение рек увеличивается с уменьшением русла реки, солнечная активность в разных частях планеты различна и т.д. Данная проблема решена с внедрением электрической энергии, теперь транспортировка энергии на 1000 км, проходит без большого труда и удаленность физического источника не является большой проблемой. Новой проблемой на пути стало преобразование энергии Земли в электрическую энергию. Ветровая, энергия рек и приливов — это физическое перемещение воздушных или водных масс, что возможно использовать для вращения лопастей генераторной установки. Что делать с тепловой энергией Земли и солнечной энергией. Возможно, ее использовать для нагрева воды, и использовать пар для раскручивания турбогенераторной установки. Но есть и другой способ преобразования солнечной энергии - фотоэлектрический, основанный на явление фотоэффекта, открытое Герцем в 1887 году. Фотоэффект возникает в результате воздействия солнечного излучения на поверхностный слой полупроводника, который в свою очередь высвобождает некоторое количество электронов.

Возможность использования солнечного излучения в качестве источника энергии, в связи с непостоянством данного ресурса, возможна только при накоплении энергии. Накопление может осуществляться с помощью аккумуляторных батарей, преобразование энергии в химическое топливо (например, водород) и дальнейшее его сжигания для раскручивания генераторной машины, накопление энергии механическим способом (например, перекачивание воды в верхний бак, накопление давления в емкости для дальнейшего использования механической работы переливание воды за счет силы тяжести или уравнивание давление в соединяющихся емкостях).

Рассмотрим потенциал солнечной энергии для города Казань. При расчете потенциала солнечной энергии для того или иного региона России, основную роль играет инсоляция, которая может быть определена только на основе фактических наблюдений (инсоляция – облучение поверхностей солнечной радиацией).

Дневная сумма солнечной радиации, кВт*ч/м² горизонтальная площадка

Город	Янв	Фев	Март	Апр	Май	Июнь	Июль	Авг	Сент	Окт	Нояб	Дек	За год
Казань	0,68	1,44	2,82	4,29	5,52	5,93	5,72	4,49	2,86	1,51	0,83	0,54	3,06

Данные показатели показаны для горизонтальных областей, но их можно усилить, размещая панель под оптимальным углом наклона, установленная таким образом панель может воспринимать в 1,2-1,4 раза больше энергии по с равнению с горизонтальной, если она будет поворачиваться за Солнцем, то прибавка будет 1,4-1,8 раз больше.

Основными потерями при работе солнечного элемента являются потери связанные с увеличением температуры солнечной панели, зависимость КПД панели от температуры выражена формулой:

где КПД солнечной панели, %

КПД солнечной панели при температуре 25 , %

температура поверхности солнечной панели, , смотри рисунок 1.

Рис.1. Расчетные данные температуры панели в г.Казань в самый холодный и самый теплый день 2017 года.

Рассмотрим значения КПД на примере солнечной панели Eclipse SRP-290-E11B, производитель Seraphim Solar System. ()

Рис.2 Расчетные данные КПД панели Eclipse SRP-290-E11B в г.Казань в самый холодный и самый теплый день 2017 года.

Исходя из полученных данных можно сделать вывод что энергетические параметры солнечной панели зависят от сезонных изменений погоды, в частном случае КПД панели может увеличиться на 3,4% в зимнее время и уменьшиться на 2,75% в летнее время.

Список используемой литературы

1.Йе Вин. Виссарионов В.И. Исследование влияния температуры характеристики фотоэлектрических преобразователей.//Научно-техническое творчество молодежи — путь к обществу, основанному на знаниях: Москва, ВВЦ, 2012. — 486—488 с.

2. Андреев В. - Фотоэлектрическое преобразование солнечной энергии// Соросовский образовательный журнал. – 1996, №7.

Код для цитирования: Скопировать