ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕРМОФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТАНОВОК ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИЕЙ

  • Владимир Владиславович Кувшинов Севастопольский государственный университет
  • Борис Львович Крит Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
  • Наталья Владиславовна Морозова Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования
Ключевые слова: термофотоэлектрическая установка, гелиопрофиль, термофотоэлектрический гелиопрофиль, фотоэлектрический элемент, солнечный коллектор, Севастополь, Республика Крым

Аннотация

Использование солнечной радиации для получения энергии является актуальным направлением и общемировым трендом. Установки, преобразующие энергию солнца в тепловую и электрическую энергию, в недалекой перспективе должны стать основными генерирующими мощностями, при этом может быть существенно сокращено использование ископаемого топлива. Многие регионы, в частности Республика Крым, расположены в зонах, пригодных для развития солнечной энергетики. Особый интерес представляет комплексная выработка тепловой и электрической энергии, реализуемая единовременно в установках, совмещающих в себе тепловой солнечный коллектор и фотоэлектрический генератор. Подобные устройства позволяют существенно повысить эффективность преобразования и использования энергии, поступающей от солнца. Вместе с тем, учитывая неодинаковые географические и климатические особенности расположения различных регионов, обоснованность и порядок применения солнечных коллекторов с фотоэлектрическими и тепловыми элементами вызывают большое количество вопросов. В статье применительно к условиям Республики Крым и на основе модели расчета гелиотехнических мощностей городов полуострова рассмотрена возможность и целесообразность размещения на крышах зданий и сооружений термофотоэлектрических гелиопрофилей, вмонтированных в кровельный материал, оценен их энергетический потенциал. В результате проведенных исследований, выполненных применительно к условиям г. Севастополя, дан предварительный расчет технико-экономических показателей и определены мощностные характеристики гелиосистем. В расчетах были учтены закономерные и стохастические изменения поступающего солнечного излучения. Установлено, что встроенные в кровлю строений комбинированные термофотоэлектрические гелиопрофили позволят достичь значительной экономии материалов, площадей и текущих расходов по обслуживанию, а также повысить общую эффективность всей системы энергоснабжения исследуемого объекта.

Биографии авторов

Владимир Владиславович Кувшинов, Севастопольский государственный университет
кандидат технических наук, доцент кафедры «Возобновляемые источники энергии и электрические системы и сети»
Борис Львович Крит, Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
доктор технических наук, профессор кафедры «Технологии производства приборов и информационных систем управления летательных аппаратов»
Наталья Владиславовна Морозова, Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования
кандидат педагогических наук, доцент кафедры «Медицинская техника»

Литература

1. Климат России / под ред. Н.В. Кобышевой. СПб.: Гидрометеоиздат, 2001. 656 с.
2. Morozova N.V. The Increasing of Efficiency of Solar Power Systems // Russia – ASEAN Energy Dialogue in the Field of Renewable Energy and Clean Energy Technologies: proc. 2nd workshop. ISTI, 2016. P. 7–10.
3. Кувшинов В.В., Морозова Н.В. Возможности повышения мощностных характеристик солнечных установок для использования в энергетике Крыма. М.: Спутник+, 2017. 175 с.
4. Возобновляемая энергетика 2003: состояние, проблемы, перспективы: сборник докладов международной научно-практической конференции. СПб.: СПбПУ, 2003. 616 с.
5. Боков В.А., Ена В.Г., Ефимов С.А. Устойчивое развитие – стратегия развития Крыма в 21 веке. Симферополь: Ассоциация поддержки биологического и ландшафтного разнообразия Крыма, 2000. 80 с.
6. Кибовский С.А., Ефимов С.А., Петрук С.К., Сафонов В.А. Энергосбережение в Крыму: приложение к научно-практическому дискуссионно-аналитическому сборнику «Вопросы развития Крыма». Симферополь: Таврия-Плюс, 2001. 220 с.
7. Багров Н.В., Боков А.И., Бекиров Э.А. Солнечная энергетика для устойчивого развития Крыма. Симферополь: Крымский научный центр, 2009. 293 с.
8. Кувшинов В.В., Башта А.И., Сафонов В.А. Фототермопреобразователь солнечной энергии: патент РФ № 150121, 2015.
9. Бекман У., Кейли С., Даффи Д. Расчёт систем солнечного теплоснабжения. М.: Энергоатомиздат, 1988. 176 с.
10. Кузнецов К.В., Тюхов И.И., Сергиевский Э.Д. Исследование характеристик солнечного воздушного гибридного коллектора // Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве: труды 6-й Международной научно-технической конференции. Ч. 4. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2008. С. 227–231.
11. Кувшинов В.В., Башта А.И. Фототермопреобразователь солнечной энергии: патент РФ № 150122, 2015.
12. Кувшинов В.В. Комбинированные солнечные установки для выработки тепловой и электрической энергии // Сборник научных трудов СНУЯЭиП. 2010. Вып. 2. С. 182–189.
13. Башта А.И., Кувшинов В.В. Экономическое обоснование использования гелипрофиля для автономного энергосберегающего здания // Вестник социально-экономических исследований. 2011. № 2. С. 12–16.
14. Кувшинов В.В. Методы расчета и повышения эффективности использования теплофотоэлектрических установок // Сборник научных трудов СНУЯЭиП. 2013. Вып. 3. С. 166 172.
15. Колтун М.М. Оптика и метрология солнечных элементов. М.: Наука, 1985. 300 с.
16. Андреев В.М., Грилихес В.А., Румянцев В.Д. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения. Л.: Наука, 1989. 405 с.
17. Беляев Ю.М., Нагайкин А.С., Разгоняев Ю.В. Повышение эффективности использования наземных фотоэлектрических систем // Гелиотехника. 1989. № 2. С. 6–10.
18. ГОСТ 28976-91. Фотоэлектрические приборы из кристаллического кремния. Методика коррекции результатов измерения вольтамперной характеристики (МЭК 891-87). М.: Издательство стандартов, 2004. 42 с.
19. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. М.: Наука, 1971. 192 с.
20. Раушенбах Г. Справочник по проектированию солнечных батарей. М.: Энергоатомиздат, 1983. 397 с.
21. Государственный комитет по ценам и тарифам Республики Крым. Тарифы для населения, Симферополь, 2016. Приложение № 1 по ценам и тарифам Республики Крым от 21.12.2016 № 53/1. URL: gkz.rk.gov.ru.
22. СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий: введ. 01.07.86. М.: Госстрой России, 2000. 128 с.
Выпуск
Раздел
Экономические науки