Модели оценки вырабатываемой мощности солнечных батарей
Способ, при котором вырабатываемая мощность считается путем умножения коэффициента полезного действия солнечной батареи на мощность солнечного излучения, что соответствует месту нахождения солнечной батареи. Проведение экспериментов на физической модели.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.02.2019 |
| Размер файла | 207,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Модели оценки вырабатываемой мощности солнечных батарей
Турсынова Д.Т.,
Джунисбеков М.Ш.
Все способы расчета вырабатываемой мощности солнечной батареи можно условно разделить на несколько классов:
- модель коэффициента полезного действия;
- модель поправочных коэффициентов;
- физическая модель;
- статистическая модель.
Модель коэффициента полезного действия
Первая и наиболее простая модель - это способ, при котором вырабатываемая мощность считается путем умножения коэффициента полезного действия солнечной батареи на мощность солнечного излучения, которая соответствует тому региону, где будет располагаться солнечная батарея. Например, рассмотрим карту, разбитая на регионы, где солнечная радиация одинакова.
Рис. 1. Карта, разбитая на регионы, где солнечная радиация одинакова
В этом случае для расчета учитывается значение солнечной радиации, соответствующее тому или иному региону, и рассчитывается мощность одной солнечная батарея. Затем требуемая мощность делится на мощность одной солнечной батареи и в результате получается необходимое количество солнечных модулей. Этот способ наименее точный и имеет погрешность оценки от 30 до 40%. Это связано, прежде всего, с тем, что параметры окружающей среды не учитываются:
Модель поправочных коэффициентов. Вторая модель - модель, в которой производится учет влияния ряда внешних факторов на коэффициент полезного действия солнечной батареи. Например, можно использовать формулу [22]:
где: зSTC - коэффициент полезного действия солнечной батареи, измеренный при стандартных условиях; rSP - коэффициент, учитывающий отличие спектра солнечного излучения от спектра AM 1.5; rт - коэффициент, учитывающий различие температуры, при которой работает солнечная батарея, от стандартной (25Сo); rG - коэффициент, учитывающий различия между мощностью солнечного излучения и стандартной мощностью (1000 Вт/м 2); rIА - коэффициент, учитывающий угол наклона солнечной батареи.
К недостаткам такой модели можно отнести то, что эти коэффициенты применимы только для относительно небольшой территории. В этом случае погрешность оценки составляет 20%.
Физическая модель. В физической модели расчет мощности солнечной батареи проводится на основе решения уравнений переноса для р-n перехода полупроводникового материала с учетом разогрева солнечной батареи. Недостатком физической модели является то, что для расчета мощности солнечной батареи необходимо знать спектр солнечного излучения в каждый конкретный момент. Замена реального спектра на функцию Планка, описывающей излучение абсолютно черного тела при температуре 5800 К, приводит к ошибке порядка 10%. Так же, для физической модели необходимо знать время жизни носителей заряда, коэффициенты диффузии, концентрации примесей и т. д., что не всегда представляется возможным.
Статистическая модель. При анализе результатов научных исследований часто имеет место ситуация, когда количественное изменение изучаемого явления зависит от одного или нескольких факторов. При проведении экспериментов в такой множественной ситуации исследователь записывает показания приборов о состоянии функции отклика и всех факторов, от которых она зависит. Результатом наблюдений является матрица. В этом случае методы обработки данных наблюдений базируются на положении теории вероятности и математической статистики. Чаще всего применяется линейный множественный регрессионный анализ, принцип которого заключается в построении такого уравнения плоскости в (р+1)-мерном пространстве, отклонение результатов наблюдений уіот которой были бы минимальны. В качестве критерия близости наблюдаемых и восстановленных по модели значений функций обычно используется среднеквадратичный критерий. Задача минимизации критерия решается методом наименьших квадратов. Статистические методы являются более предпочтительными, поскольку среднеквадратичный критерий позволяет сгладить грубые ошибки и можно восстановить приемлемую по точности модель.
Постановка задачи. Всю совокупность факторов, которые оказывают влияние на работу солнечной батареи в натурных условиях, можно разделить на две группы:
- аппаратные факторы, обусловленные конструкцией и технологией изготовления солнечной батареи, углом размещения по отношению к горизонту;
- климатические факторы, обусловленные воздействием различных климатических параметров на выходные энергетические характеристики солнечной батарей. К таким факторам можно отнести солнечную радиацию, температуру воздуха, влажность, скорость ветра.
При расчете конструкции для местности, где планируется использовать солнечную батарею, необходимо учитывать климатические особенности региона. мощность солнечный батарея
Целью диссертационной работы является разработка статистических моделей прогнозирования вырабатываемой мощности солнечной батареи в зависимости от климатических факторов.
Для достижения целей диссертационной работы решаются следующие задачи:
- проведение экспериментов на физической модели при одновременном мониторинге параметров атмосферы и характеристик солнечной батареи;
- определение взаимовлияния климатических факторов;
- проверка закона распределения экспериментальных данных;
- анализ влияния климатических факторов на электрические характеристики солнечной батареи;
- разработка моделей методами статистического анализа.
Литература
1. Баранов Н.Н. Прямое преобразование энергии для автономной энергетики. Энергия: экономика, техника, экология.-2000.-№8.-с.23-34.
2. Бариков М.Я. Фотоэлектрические и радиационные характеристики кремниевых солнечных элементов при повышенных освещенностях и температурах. Физика и техника полупроводников. 1997. т. 31 №5 С. 520 - 522.
3. Программа A1LTENER и другие программы ЕК по развитию возобновляемой энергии. Возобновляемая энергия.-2000.-№10-С 6.
4. Энергия будущего - возобновляемая энергия. Стратегия Европейского Союза в области возобновляемых источников энергии. Возобновляемая энергия.-2000.-№10.-С.14.
5. Доводы в пользу использования энергии Солнца и других возобновляемых источников энергии. Возобновляемая энергия. - 1998.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Фотоэлектрическое преобразование солнечной энергии. Элементы солнечных батарей. Регуляторы зарядки и разрядки аккумуляторов, отбора мощности батареи. Технические характеристики, устройство и принцип работы современных термоэлектрических генераторов.
реферат [642,5 K], добавлен 16.02.2015История создания и принцип действия солнечной батареи. Преимущества и недостатки солнечных батарей. Системы управления уличным освещением. Сравнение ламповых и светодиодных светильников. Рабочие схемы проекта с описанием используемого оборудования.
курсовая работа [4,6 M], добавлен 12.04.2012История открытия солнечной энергии. Принцип действия и свойства солнечных панелей. Типы батарей: маломощные, универсальные и панели солнечных элементов. Меры безопасности при эксплуатации и экономическая выгода применения солнечной системы отопления.
презентация [3,1 M], добавлен 13.05.2014Применение солнечных батарей: микроэлектроника, электромобили, энергообеспечение зданий и городов, использование в космосе. Эффективность фотоэлементов и модулей при правильном подборе сопротивления нагрузки. Производители фотоэлектрических элементов.
практическая работа [260,9 K], добавлен 15.03.2015Определение тепловой мощности объекта. Построение годового графика теплопотребления. Интенсивность прямой и рассеянной солнечной радиации. Площадь солнечных коллекторов. Годовой график теплопоступления. Подбор бака-аккумулятора и котла-дублера.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 11.01.2012Солнечная энергетика. История развития солнечной энергетики. Способы получения электричества и тепла из солнечного излучения. Достоинства и недостатки использования солнечной энергетики. Типы фотоэлектрических элементов. Технологии солнечной энергетики.
реферат [19,4 K], добавлен 30.07.2008Общие сведения о солнце как источнике энергии. История открытия и использование энергии солнца. Способы получения электричества и тепла из солнечного излучения. Сущность и виды солнечных батарей. "За" и "против" использования солнечной энергии.
реферат [999,0 K], добавлен 22.12.2010Возрастание интереса к проблеме использования солнечной энергии. Разные факторы, ограничивающие мощность солнечной энергетики. Современная концепция использования солнечной энергии. Использование океанской энергии. Принцип действия всех ветродвигателей.
реферат [57,6 K], добавлен 20.08.2014Принцип действия, достоинства, недостатки солнечных батарей. Погодные условия и количество солнечного излучения г. Владивостока. Сравнение ламповых, светодиодных и аккумуляторных светильников. Рабочие схемы проекта с описанием используемого оборудования.
дипломная работа [526,1 K], добавлен 20.05.2011Обзор технологий и развитие электроустановок солнечных электростанций. Машина Стирлинга и принцип ее действия. Производство электроэнергии с помощью солнечных батарей. Использования солнечной энергии в различных отраслях производства промышленности.
реферат [62,3 K], добавлен 10.02.2012Классификация углеродных нанотрубок, их получение, структурные свойства и возможные применения. Основные принципы работы солнечных батарей. Преобразователи солнечной энергии. Фотоэлектрические преобразователи, гелиоэлектростанции, солнечный коллектор.
реферат [492,8 K], добавлен 25.05.2014Рентабельность развития солнечной космической электростанции, этапы и направления данного процесса, его перспективы, значение. Фотоэлектрическое преобразование солнечного излучения. Беспроводная передача энергии с использованием уравнения передачи Фриис.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 17.06.2012Определение основных достоинств и недостатков солнечной энергетики при исследовании перспектив её развития. Изучение устройства и действия наземных солнечных установок и космических солнечных станций. Методические разработки темы "Солнечная энергетика".
курсовая работа [88,1 K], добавлен 27.01.2011Область применения солнечных коллекторов. Преимущества солнечных установок. Оптимизация и уменьшение эксплуатационных затрат при отоплении зданий. Преимущества использования вакуумного солнечного коллектора. Конструкция солнечной сплит-системы.
презентация [770,2 K], добавлен 23.01.2015Понятие солнечной радиации и ее распределение по поверхности Земли. История развития солнечной энергетики, достоинства и недостатки ее использования. Виды фотоэлектрического эффекта. Способы получения электричества и тепла из солнечного излучения.
курсовая работа [939,1 K], добавлен 12.02.2014Анализ принципов построения энергоснабжения космических аппаратов. Типовые функции верхнего уровня иерархии подсистемы энергоснабжения. Этапы проектирования солнечной батареи. Подсистема распределения электрической энергии космического аппарата.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 08.06.2016История открытия явления электромагнитной индукции, лежащего в основе действия электрического трансформатора. Характеристика устройства и режимов работы трансформатора. Определение габаритной мощности и коэффициента полезного действия трансформатора.
презентация [421,9 K], добавлен 20.02.2015Количество солнечной энергии, попадающей на Землю, ее использование человеком. Способы пассивного применения солнечной энергии. Солнечные коллекторы. Технологический цикл солнечных тепловых электростанций. Промышленные фотоэлектрические установки.
презентация [3,3 M], добавлен 06.12.2015Изучение принципа работы солнечных элементов и их характеристик. Рассмотрение принципиальных схем соединения СЭ в батареи. Исследование проблем возникающих при использовании соединений и их решение. Технология изготовления кремниевого фотоэлемента.
реферат [282,1 K], добавлен 03.11.2014Три основных вида фотоэффектов. Фотоэффект - испускание электронов телами под действием света, который был открыт в 1887 году Герценом. Промышленное производство солнечных батарей на гетероструктурах. Практическое применение явления фотоэффекта.
практическая работа [267,0 K], добавлен 15.05.2009
