Размещено на http://www.allbest.ru/

К вопросу энергообеспечения сельских зданий

Аспирант Х.А. Абдурахманов

Руководитель М.М. Беззубцева

(ФГБОУ ВО СПбГАУ)

Сегодня традиционные энергоресурсы (углеводородное топливо, гидроресурсы) и технологии, реализующие их трансформацию в доступные формы энергии, не всегда способны обеспечивать требуемый уровень энерговооруженности мировой экономики и потребность в энергии населения. Кроме требований энергетического характера рассматриваемый сектор экономики сталкивается также с исчерпаемостью исходного сырья и многочисленными экологическими проблемами, возникающими при добыче энергоносителей, выработке и транспортировке энергии. Поэтому во всем мире ищут замену традиционным источникам энергии на более безопасные, экологически чистые и возобновляемые. Основным из возможных решений данной проблемы является возобновляемая энергетика. Возобновляемым источникам энергии (ВИЭ) относятся: солнечная, ветровая, геотермальная, энергия морских волн, приливов и океана, энергия биомассы и гидроэнергия больших и малых водотоков [1,2]

Энергия возобновляемых источников огромна и превышает объем годовой добычи всех видов углеводородного сырья. Важно отметить то, что их использование возможно практически во всех регионах мира, в том числе и в Таджикистане.

Таджикистан расположен между 36°40' и 41°05' северной широты, в зоне так называемого «золотого пояса» солнечного сияния. Континентальный климат характеризуется значительными суточными и сезонными колебаниями воздуха, малым количеством осадков, сухостью воздуха, малой облачностью и продолжительностью солнечного сияния 2100-3166 часов за год, а количество солнечных дней в году колеблется от 260 до 300. Широкомасштабное использование солнечной энергии в Таджикистане (особенно в сельской местности и горных регионах) будет способствовать не только улучшению энергообеспеченности населения, повышению жизненного уровня, но и одновременно развитию современных технологии [1].

В республике большая часть населения проживает в сельской местности, а промышленность начинает умеренно развиваться и большого ущерба окружающей среде не наносит. Однако, нехватка электроэнергии, особенно в осенне-зимний период, вынуждает население использовать в качестве топлива дрова. Вырубаются деревья и кустарники, ресурсы которых у нас и так не велики.

Одним из путей преодоления данного рода проблем, является прямое использование энергии солнца. Таджикистан, благодаря своим природно-климатическим условиям, является одним из наиболее подходящих регионов для широкого применения солнечной энергетики.

Солнечная радиация может быть преобразована в полезную энергию, используя так называемые активные и пассивные солнечные системы. Пассивные системы получаются с помощью проектирования зданий и подбора строительных материалов таким образом, чтобы максимально использовать энергию Солнца. К активным солнечным системам относятся солнечные коллекторы. Также в настоящее время ведутся разработки фотоэлектрических систем - это системы, которые преобразовывают солнечную радиацию непосредственно в электричество [3].

Как выше сказано, географическое и климатическое условия дают основу для создание энергокомплекса на базе ВИЭ, способно решать энергетический задач. Для энергообеспечения сельских зданий расположенного широте 40° в РТ, рассмотрим энергопотребление и выбор источника энергообеспечения за счет преобразование солнечной энергии в тепловую и электрическую. Средний уровень потребности в энергии сельских зданий ? 10 кВтч/сут.

Q д.п ? 10кВт*ч/сут. или ? 3650 кВтч/год;

Q д.п - среднесуточная потребляемая энергия.

Необходимое суточное количество энергии для горячей воды в сельских зданиях:

Q = Cвm(tк-t0) = 4,19?80?(70?10) =20112 кДж = 5,5кВтч/сут.

где Q - необходимое количество энергии для солнечных коллекторов; С - удельная теплоёмкость воды; m - масса воды; tк -конечная температура воды; t0- начальная температура воды.

Qэ.э= Qд.п -Q=10-5,5 = 4,5 кВтч/сут.

Qэ.э- среднесуточная потребляемая электроэнергия.

Таблица 1. Широтное распределение месячных сумм суммарной солнечной радиации при условии безоблачного неба, кВтч/м2 [4]

Таким образом, выделенный столбец означает, что за декабрь месяц суммарная солнечная радиация в широте 400составляет Qм.д=87кВтч/м2. Значение минимальной суточной суммарной солнечной радиации Qс.д ( Д - количество дней) составляет:

Qс.д = Qм.д Д = 87/31 = 2,8 кВтч/сут

Значение максимальной суточной суммарной солнечной радиации Qс.и (июль) составляет:

Qс.и = Qм.и /Д = 265/31 = 8,5кВ ч/сут.

энергообеспечение сельский здание солнечный

Полученная энергия солнца от солнечного коллектора, при среднем ее значении з =30% , составляет:

- декабрь месяц: Qд = Qс.д з = 2,8 / 0,3 = 0,84кВт ч/сут.

- июль месяц: Qи = Qс.из =8,50,3=2,55кВтч/сут.

Определим площадь для указанных месяцев:

- декабрь месяц: Sд = Q/Qд = 5,5/0,56=6,54 м2; - июль месяц: Sи=Sи/Qи=5,5/1,7=2,1 м2.

Выберем площадь солнечного коллектора SСк =7м2

Теперь посчитаем площадь солнечной электростанции.

Полученная энергия солнца от солнечной электростанции (СЭС), при среднем ее значении з =15% , составляет:

- декабрь месяц: Qд = Qс.д з = 2,8 0,15=0,42кВт ч/сут.

- июль месяц: Qи = Qс.из =8.50,15=1,3кВтч/сут.

Определим площадь для указанных месяцев:

- декабрь месяц: Sд = Q/Qд = 4,5/0,42=10,71 м2; - июль месяц: Sи=Sи/Qи=4,5/1,3=3,46 м2.

Выберем площадь солнечной электростанции (СЭС) SСк =11м2

Внедрение комплексных энергоэффективных систем автономного и смешанного энергообеспечения сельских зданий, использующих возобновляемые и местные энергоресурсы, позволит:

- повысить уровень и качество электро-, тепло- и водоснабжения сельских населенных пунктов, зданий и сооружений;

- снизить потери ресурсов, обеспечить энергосбережение;

- повысить энергоэффективность и уровень энергообеспеченности удаленных, рассредоточенных сельских объектов малой и средней мощности.

Литература

1. Солнечная энергетика. Состояние, возможности использования и перспективы развития. Составители: Ахмедов Х. М., Галигалис С., Эльназаров А. -- Душанбе: Дониш, 2007. С. 96.

2. Соколов, М.М. Возобновляемые источники энергии: учебн. пособие / М.М. Соколов. - Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. - 99с., ил.

3.Лавриненко П.Н., Кабилов З.А. Возможности использования солнечной энергии в Таджикистане.- Обзор инф. - Душанбе, 2005, 50 с.

4. Юлдашев М. А. Энергообеспечение сельского дома за счёт использования возобновляемых источников энергии в Республике Таджикистан //VII Международная студенческая электронная научная конференция «Студенческий научный форму-2015». Москва 2015 г.

Размещено на Allbest.ru