Согласно рис.3.1. наибольшая плотность мощности космического солнечного излучения будет при совпадении нормали к площадке и направления на Солнце. Так как положение Солнца относительно Земли непрерывно изменяется в течение года и суток, то для получения максимально возможной плотности мощности солнечного излучения углы должны меняться соответствующим образом, т.е. необходимо непрерывное слежение за Солнцем.
Однако, как показали многочисленные работы при этом сильно увеличивается стоимость солнечной установки, превышая стоимость прибавки мощности от слежения. В этой связи, для маломощных солнечных установок наиболее эффективными являются фиксированные солнечные приемники (коллекторы).
В табл. 3.3. представлена зависимость месячного прихода солнечной радиации на наклонную поверхность от угла наклона СК.
Таблица 3.3 Месячный приход СР в МДж/м2 на наклонную площадку с ориентацией на юг в ясные дни для углов = 20° , 40° , 50° . 60° , 70° , 90° /9/.
|
Месяц |
Кол-во ясн. дн |
20° |
40° |
50° |
60° |
70° |
90° |
0° |
|
I |
21,9 |
191,66 |
261,17 |
287,30 |
306,95 |
318,75 |
318,55 |
117,38 |
|
II |
22,7 |
320,31 |
418.26 |
453,19 |
478,13 |
491,45 |
452,64 |
217,92 |
|
Ш |
22,3 |
466,68 |
544,90 |
608,47 |
529,74 |
579,98 |
523,48 |
363,94 |
|
IV |
14,5 |
350,81 |
357,35 |
366,47 |
353,01 |
345,29 |
287,47 |
333,50 |
|
V |
10,9 |
299,74 |
285,22 |
281,18 |
266,29 |
246,04 |
189,23 |
304,55 |
|
VI |
10,6 |
329,03 |
305,07 |
294,86 |
270,61 |
240,80 |
175,75 |
319,91 |
|
VII |
9,0 |
267,69 |
250,92 |
244,19 |
228.22 |
204,14 |
149,20 |
255,06 |
|
VIII |
8,9 |
232,96 |
229,74 |
230,00 |
219,53 |
209,08 |
168,50 |
211,29 |
|
IX |
9,6 |
194,36 |
209,08 |
226,60 |
221,07 |
228,55 |
194,51 |
169,73 |
|
X |
12,8 |
235,09 |
294,69 |
311,38 |
320,92 |
322,11 |
297,07 |
152,83 |
|
XI |
12,7 |
151,51 |
204,37 |
223,89 |
237.50 |
244,62 |
240,88 |
84,58 |
|
XII |
16,7 |
134,72 |
194,53 |
217,87 |
235,55 |
247,04 |
250,55 |
69,14 |
3.2 Энергия ветра
3.2.1 Обзор ветроустановок
Ветер – один из нетрадиционных источников энергии. Ветер рассматривается специалистами как один из наиболее перспективных источников энергии, способный заменить не только традиционные источники, но и ядерную энергетику.
Выработка электроэнергии с помощью ветра имеет ряд преимуществ:
· Экологически чистое производство без вредных отходов;
· Экономия дефицитного дорогостоящего топлива (традиционного и для атомных станций);
· Доступность;
· Практическая неисчерпаемость.
В ближайшем будущем ветер будет скорее дополнительным, а не альтернативным источником энергии. По оценкам зарубежных специалистов (в частности США, достаточная конкурентоспособность ветроэнергетических установок по сравнению с традиционными типами электростанций может быть обеспечена при сокращении стоимости ВЭУ примерно в два раза и повышении их надежности в 3-5 раз. Во многих странах мира (США, ФРГ, ДАНИЯ, ИТАЛИЯ, ВЕЛИКОБРИТАНИЯ, НИДЕРЛАНДЫ и др.) ассигнуются значительные государственные средства на НИОКР в области создания ВЭУ. Особое внимание при проведении этих работ уделяется повышению надежности установок, их безопасности, снижению шума, уменьшению помех теле- и радиокоммуникаций.
В настоящее время можно выделить следующие сановные направления использования энергии ветра:
· Непосредственная выработка механической или тепловой энергии (ветротепловые, ветронасосные, ветрокомпрессорные, мельничные и т.п. установки);
· Удовлетворение потребностей в электроэнергии мелких предприятий, фирм, учреждений и т.п.
В Дании к примеру в 1994 г. действовало приблизительно 3600 ветровых энергетических установок , обеспечивая 3% общей потребности в электроэнергии. В Калифорнии (США) действует 15 000 ВЭУ, обеспечивающих электроэнергией жителей Сан-Франциско. На конец 1997 г. в мире было приблизительно 20 000 ВЭУ, вырабатывающих 3000 МВт/ч электроэнергии в год. В 80-х годах удельная стоимость ВЭУ составляла 3000 дол/кВт, а стоимость вырабатываемой электроэнергии более 20 центов/(кВт/ч)./р.и./ В дальнейшем за счет усовершенствования ВЭУ удельная стоимость снизилась до 1000-1200 дол/кВт, а стоимость производимой электроэнергии до 7-9 центов/(кВт-ч). Для сравнения на новых ТЭС, работающих на газе и угле, она составляет 4-6 центов/(кВт-ч). Многие американские и европейские компании, многие правительства успешно продвигают ветровую технологию, понимая ее значимость. Так, в Калифорнии в 1987 г. установленная мощность ВЭУ составляла 13% по отношению к общей генерирующей мощности, а в 1990 г. - 24%.
В настоящее время наибольшее распространение получают ВЭУ мощностью 300-750 кВт по сравнению с ранее применявшимися ВЭУ мощностью 100кВт. В новых конструкциях ВЭУ используется аэродинамический профиль ветрового колеса, изготавливаемого из синтетических материалов. Насыщается конструкция многими электронными устройствами, включая контроль за изменением скорости ветра, обеспечивающими эффективность использования ветра. Новые конструкции лучше приспособлены к режиму ветра, в 1994 г. стоимость вырабатываемой электроэнергии уже составила 4-5 центов/(кВт-ч).
В США планируется использовать энергию ветра (кроме Калифорнии) в штатах Миннесота, Монтана, Нью-Йорк, Орегон, Техас, Вермонт, Вашингтон, Висконсин и др. ВЭУ занимают в настоящее время 0,6% площади страны. При использовании ветра в 48 штатах может быть выработано до 20% потребности в энергии США. Теоретические расчеты показывают, что в трех штатах: Северная и Южная Дакота и Техас потребность в электроэнергии может быть полностью обеспечена за счет энергии ветра.
В Северной Германии стоимость вырабатываемой ВЭУ электроэнергии составляет 13 центов/(кВт•ч). Предполагалось к 1995 г. ввести вэу общей мощностью 500 МВт и уже в первой половине 1994 г. установленная мощность ВЭУ составила 95 МВт.
В Индии наибольший ветряной бум, поддержанный правительством, начался в 1994 г. Уже в середине 1994 г. было ведено в эксплуатацию 120 МВт и в течение последующих 12 мес. должно быть введено еще 970 МВт. В результате выполнения этой программы в некоторых регионах Индии располагаемая генерирующая мощность возросла в десятки раз.
В Китае, Новой Зеландии, Швейцарии, Канаде и на Кубе официально приступили к осуществлению проектов строительства ВЭУ.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15
