VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Три четверти населения Республики Таджикистан (РТ) проживает в сельской местности. В осенне-весенный период вводятся ограничения в подаче электрической энергии (подача электроэнергии осуществляется по 2-3 часа утром и вечером), дефицит энергии в этот период связан со снижением уровня воды на водоемах ГЭС. Благодаря уникальным природно-климатическим условиям в РТ имеются большие возможности для использования возобновляемых источников энергии. Комплексное использование возобновляемых источников энергии солнца, гидроресурсов, ветра позволит в перспективе уменьшить проблемы с энергообеспечением.

Энергетика сельских территорий имеют ряд особенностей: сосредоточенность потребителей, малая единичная мощность, большая протяженность электрических сетей, наличие большого количества сельских селений и потребителей, где ведется сельскохозяйственное производство.

Для энергообеспечения сельского дома (3-5 человек), расположенного в окрестностях г. Канибадам РТ, рассмотрим энергопотребление и выбор источника энергообеспечения за счет использования энергии солнца и ветра. Город Канибадам расположен на широте 40⁰ и входит в «мировой солнечный пояс» земли.

Для энергообеспечения сельского дома определим средний уровень потребности в электроэнергии на одно хозяйство [1] :

-приготовление пищи - 2 кВт*ч/сут:

-освещение жилища - 0,12 кВт*ч/сут:

-обогрев помещений - 2 кВт*ч/сут:

-телевизор, радио - 0,3 кВт*ч/сут:

-холодильник - 1,6 кВт*ч/сут:

-прочие - 0,1 кВт*ч/сут.

Всего: Qд. п= 6,12 кВт*ч/сут. или ≈2233,8 кВт*ч/год,

где Qд. п – среднесуточная потребляемая энергия.

В работе [2] приведены значения широтного распределения месячных сумм суммарной солнечной радиации при условии безоблачного неба (табл.).

Таблица. Широтное распределение месячных сумм суммарной солнечной радиации при условии безоблачного неба, кВт*чм2.

Широта	650	600	550	500	450	400*
Январь	8,1	20,9	39,1	57,3	77,4	90
Февраль	31,7	47,9	66,1	84,3	104,4	112
Март	91,6	115,4	133,6	151,8	168,2	180
Апрель	159,8	171,0	185,0	198,9	211,0	220
Май	233,0	234,4	241,3	248,1	254,6	260
Июнь	260,2	258,6	259,3	260,0	262,6	263
Июль	250,8	249,6	253,9	258,2	262,0	265
Август	183,6	192,2	204,3	216,4	227,4	239
Сентябрь	105,7	124,9	142,9	160,9	174,3	185
Октябрь	52,3	72,1	93,4	114,7	133,4	149
Ноябрь	15,5	27,6	45,2	62,8	82,2	99
Декабрь	2,3	13,3	30,3	43,2	66,9	87

*- выделенные данные таблицы определены авторами путем экстраполяции графика.

Таким образом, выделенный столбец означает, что за декабрь месяц суммарная солнечная радиация в г. Канибадам составляет Qм.д=87кВт*чм2.

Значение минимальной суточной суммарной солнечной радиации Qс.д ( Д -количество дней) составляет:

Qс.д=Qм.дД=8731=2,8 кВт*чсут.

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

Qс.и _{=Qм.иД=26531=8,5 кВт*чсут.}

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

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

- июль месяц: Qи=Qс.и*η=8.5*0,15=1,2 кВт*чсут.

Определим площадь СЭС для указанных месяцев:

-декабрь месяц: Sд=Qд.пQд=6,120,42=14,5 м2;

-июль месяц: Sи=Qи.пQи=6,121,2=5,1 м2.

Выберем площадь солнечной батареи СЭС равной SСБ=15 м2.

Ввиду непостоянства солнечной радиации в течение месяца и года, дополнительно выберем ветроэнергетическую установку (ВЭУ), мощностью Р=0,5 кВт и дизель генератор, мощностью Р=1 кВт.

На рисунке приведена схема соединения источников энергии для энергообеспечения сельского дома [3].

Рисунок. Схема соединения источников энергии для энергообеспечения сельского дома.

Ветро - солнечная система, должна иметь несколько управляющих контроллеров – контроллеры для фотоэлектрических модулей, и для ветрогенератора – электронные устройства для контроля и управления зарядкой батарей, а также, инверторы – для получения переменного тока 220 В, для потребителей электроэнергии из постоянного тока аккумуляторных батарей.

Если в каждом сельском доме использовать ветро - солнечную систему, то можно обеспечить необходимым количеством энергии все сельское поселение и поднять уровень жизни населения.

Естественно, предлагаемая схема энергообеспечения требует экспериментальных исследований и дополнительного обоснования параметров выбранного комплекта оборудования.

Литература:

1. Карпов В.Н. Применение передвижных ветроэнергетических установок комбинированного типа / В.Н. Карпов, З.Ш. Юлдашев, Р.З. Юлдашев // Материалы междунар. научно-практ. конф. «Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения», 8-10 июня 2010 года. -Ульяновск. -Том 3. Ч.1., Ч.2. -С. 48-50.

2. Беленов А.Т. Солнечные фотоэлектрические водоподъемники / А.Т. Беленов, Г.Н. Метлов; под ред. Академика РАСХН Д.С. Стребкова. –М.: ГНУ ВИЭСХ, 2008. -100 с.

3. http://www.donviga.aaanet.ru/vetrogeneratori.html

Код для цитирования: Скопировать