ВВЕДЕНИЕ 6
1 СОСТОЯНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ВОПРОСА 8
1.1 Актуальность темы 8
1.2 Природно-климатические условия России и Челябинской области ... 9
1.3 Потенциал солнечной энергетики в мире, России и Челябинской
области 13
1.4 Пути решения проблемы отчистки солнечных модулей 22
Выводы по разделу 1 25
2 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 26
2.1 Принцип работы фотогальванического преобразователя 26
2.2 Принцип работы пленочного инфракрасного нагревателя 32
2.3 Описание разработанной противообледенительной системы 34
ВВЕДЕНИЕ 6
1 СОСТОЯНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ВОПРОСА 8
1.1 Актуальность темы 8
1.2 Природно-климатические условия России и Челябинской области ... 9
1.3 Потенциал солнечной энергетики в мире, России и Челябинской
области 13
1.4 Пути решения проблемы отчистки солнечных модулей 22
Выводы по разделу 1 25
2 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 26
2.1 Принцип работы фотогальванического преобразователя 26
2.2 Принцип работы пленочного инфракрасного нагревателя 32
2.3 Описание разработанной противообледенительной системы 34
2.4 Микроконтроллеры и аппаратно-вычислительная среда ARDUINO 36
Выводы по разделу 2 40
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 41
3.1 Расчет потребления электрической энергии 41
3.2 Расчет вырабатываемой электрической энергии 43
3.3 Параметры пленочного нагреватели и солнечного модуля 45
3.4 Опыт 1. Проверка работоспособности системы 47
3.5 Опыт 2. Проверка работоспособности противообледенительной
системы в рабочем состоянии 51
3.6 Создание комплекса для автоматизации системы 56
Выводы по разделу 3 59
4 ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 60
4.1 Смета затрат на проведение научно-исследовательской работы 60
4.2 Расчет стоимости электрической энергии 60
4.3 Расчет заработной платы 61
4.4 Амортизация основных производственных фондов 64
4.5 Смета затрат на проведение научно-исследовательской работы
5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
5.1 Работа в условиях пониженных температур
5.2 Общая характеристика
Вывод по разделу 5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
Энергия – важнейшее понятие, о котором слышал каждый человек в нашем
мире. Она имеет ключевую роль во всех процессах, происходящих вокруг нас, и
именно поэтому она так важна для существования.
Энергия очень разнообразна и каждый вид энергии по-своему уникален и ценен для нашей жизни. Способность преобразовываться из одного вида в другое
делает ее многогранной и сложной. С давних времен мы научились преобразовывать энергию для своих нужд при помощи определенных устройств, которые в
процессе человеческого существования так же совершенствовались, становясь все
более сложными и эффективными.
Запасы традиционных источников энергии исчерпаемы и не могут служить
вечно во благо, ведь когда-нибудь они закончатся. Это приводит к нескольким
путям решения этой проблемы: экономия существующих запасов или же переход
на другие источники энергии, а именно – на возобновляемые.
Ветер, солнце, низкопотенциальное тепло земли, энергия рек и океанов – все
это способно полностью заменить нам нефть, природный газ, уголь. Комбинирование систем, работающих от возобновляемых источников, открывает перед нами
огромный потенциал и возможности. А создание различных гибридных установок, позволяет электрифицировать труднодоступные районы, до которых невозможно провести линию электропередач. Но одним из важных аспектов таких установок является взаимозаменяемость и если по каким-либо причинам это свойство теряется, это может привести к серьезным проблемам. Как известно, в России огромное количество труднодоступных районов, для которых единственное
спасение - использование гибридных ветросолнечных установок и одним из важных факторов получения электричества, является бесперебойность ее передачи к
потребителю. И если это свойство будет потеряно, то это приведет к бесполезности использования такой системы.
В местах с холодным климатом основной проблемой использования солнечных батарей является налипший на поверхность палый снег и обледенение.
Анализ данных показал, что использование солнечной энергии очень бурно
развивается в последнее время, используются все более улучшенные материалы,
повышающие КПД солнечных модулей, внедряются новые технологии и устройства для улучшения работоспособности систем. К таким системам можно отнести
и противообледенительную систему для солнечных батарей.
Противообледенительная система солнечных модулей на основе инфракрасных излучателей обеспечивает бесперебойную работу солнечных батарей в период выпадения снежных осадков, а так же высокую устойчивость к образованию
наледи на их рабочей поверхности.
Использование дополнительных датчиков протечки и платы позволит теоретически достичь полной автоматизации на, что позволит дистанционно, без постороннего вмешательства, осуществлять очистку солнечных модулей от снежного покрова и/или наледи как в постоянном режиме, так и по необходимости.
При размещении солнечных модулей в составе батарей и парков эта система
позволит повысить надежность выработки электроэнергии. В процессе создания
идеи были создан научно-исследовательский стенд, который позволил максимально точно воспроизвести поведение системы в рабочем состоянии. Результаты
получились выше ожидаемого.
Высокая степень надежности, относительно невысокая стоимость, простота
системы, небольшая потребляемая мощность, а так же быстрое получение желаемого эффекта от ее работы, дает ей больше преимуществ по сравнению с другими
системами очистки солнечных модулей и возможное применение на реальных
объектах.
