ВВЕДЕНИЕ 6
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 8
1.1 Проблемы энергоснабжения удаленных объектов Крайнего Севера 8
1.2 Перспективы использования ВИЭ для энергоснабжения удаленных
потребителей Крайнего Севера 12
Выводы по разделу 1 20
2 ОБЗОР СОЛНЕЧНЫХ УСТАНОВОК 21
2.1 Солнечный потенциал Крайнего Севера 21
2.2 Фотоэлектрические установки в условиях Крайнего Севера 27
2.3 Солнечные коллекторы в условиях Крайнего Севера 28
2.4 Световоды в условиях Крайнего Севера 32
Выводы по разделу 2 34
3 РАСЧЕТ И ВЫБОР ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ 35
3.1 Выбор объекта энергообеспечения 35
3.2 Расчет пиковой мощности 36
3.3 Расчет потребляемой энергии 38
3.4 Расчет солнечного модуля 39
3.5 Методика выбора инвертора 43
3.6 Расчет емкости и выбор аккумуляторных батарей 44
3.7 Выбор контроллера заряда 50
Выводы по разделу 3 52
4 ПРИМЕНЕНИЕ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ С ДИЗЕЛЬНЫМ
ГЕНЕРАТОРОМ 53
4.1 Особенности солнечно-дизельных систем 53
4.2 Виды дизельных генераторов и их характеристики 53
4.3 Методика выбора дизельного генератора 56
4.4 Схемы солнено-дизельной системы 58
4.5 Характеристики оборудования солнечно-дизельной системы
4.6 Электрическая схема солнечно-дизельной системы 65
Выводы по разделу 4 66
5 ПРИМЕНЕНИЕ СВЕТОВОДОВ 67
5.1 Выбор типа линз световода 67
5.2 Местоположение и количество световодов в выбранном объекте 69
Выводы по разделу 5 70
6 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 71
6.1 Факторы, влияющие на окупаемость солнечных батарей 71
6.2 Расчет окупаемости системы 72
Выводы по разделу 6 73
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 75
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 76
Электроэнергия играет одну из главных ролей в современном мире. Электричество дает тепло, свет, позволяет осуществлять работу бытовых приборов, без которых невозможно представить жизнь современного человека.
На сегодняшний день имеется огромное разнообразие источников энергии из которых наибольшее распространение получили традиционные источники ископаемого топлива, такие как нефть и газ, которые в результате их сжигания позволяют получить тепловую энергию, которая затем преобразуется в электрическую. Однако у них имеются существенные недостатки, так, сжигание топливных ресурсов неблагоприятно влияет на экологическую обстановку в мире, и кроме того, такие ресурсы истощаемы, и рано или поздно они закончатся.
Хорошей альтернативой традиционным источникам являются возобновляемые источники энергии, которые используют энергию солнца, ветра, воды, земли и биотоплива для получения электричества и тепла. Такие источники не требуют топлива, они более экономичны и экологически безопасны, а так же в силу своей специфики они общедоступны и имеются в любой точке земного шара.
Весьма эффективны гибридные системы, в которых помимо возобновляемого источника в качестве резерва, либо для дополнительной выработки используется другой источник энергии, например, дизельный генератор. В некоторых случая в таких системах может быть и более двух источников энергии. Гибридные системы более эффективны и надежны, поскольку вместо одного источника энергии в системе таких источников два и более.
Неоспоримым плюсом возобновляемых источников является то, что они могут быть использованы как в промышленных масштабах, так и в небольших частных проектах для осуществления энергоснабжения локального объекта, например, жилого дома. Для труднодоступных и имеющих проблемы с электроснабжением районов, установки возобновляемой энергетики являются весьма перспективным решением, которое способно существенно улучшить качество жизни населения удаленных районов, в том числе, северных регионов России.
Целью данной работы является исследование возможности электроснабжения жилого дома в условиях Крайнего Севера за счет использования солнечных батарей и дизельного генератора, а также применение солнечных световодов для освещения помещений.
В ходе выполнения работы была изучена система автономного электроснабжения жилого дома с использованием солнечных батарей и дизельного генератора, а также вопрос применения световодов. Были рассчитаны основные параметры системы, выбрано необходимое оборудование, а так же рассчитаны сроки окупаемости.
Можно сделать вывод, что данная система электроснабжения на основе солнечных батарей и дизель-генератора весьма эффективна при использовании ее в удаленных и проблемных с точки зрения электроэнергии районов Крайнего Севера. Она весьма стабильна и полностью покрывает все потребности в электроэнергии.
Срок окупаемости получился большим, однако, использование такой системы в удаленных районах Крайнего Севера значительно повысит качество жизни населения. Кроме того, учитывая в будущем рост цен на топливо, и как следствие, увеличение тарифов на электроэнергию, можно сказать, что срок окупаемости заметно уменьшиться.
