Исследование энергетической и экономической эффективности фотоэлектрических систем

К
сд
– минимума 
(10%). 
Для системы фотоэлектрической генерации 3 (Рисунок 3.11(б)) характерны 
несколько другие особенности динамики энергетических показателей (за 
исключением E
pv
, т.к. мощность ФЭМ остается неизменной). Так, можно увидеть, 
что объемы выдаваемой в сеть энергии в целом по году существенно ниже в связи 
с введением дополнительной тепловой нагрузки (кривая E
to_grid
). Как следствие, в 
целом по году и особенно в зимний период коэффициент самопотребления (кривая 
К
сп
) значительно выше, чем в те же периоды для системы 2. Максимальные 
значения 
К
сп
(порядка 95%) приходятся на 1-3 и 45-53 недели года (в это время вся 
произведенная ФЭС энергия расходуется на покрытие электрической нагрузки и 
нагрузки ГВС). Также можно увидеть, что при принятых размерных 
характеристиках системы 3 на протяжении 1/3 года доля покрытия нагрузки ГВС 
составляет более 95%.
Моделирование фотоэлектрических систем внутри одного отдельно взятого 
дня с шагом 1 час может применяться для анализа внутрисуточного изменения 
отдельных параметров. Например, моделирование системы внутри худшего с 

---

98 
точки зрения актинометрических показателей зимнего дня позволит оценить 
наименьшую степень покрытия электрической нагрузки или нагрузки ГВС, 
которую может обеспечить возобновляемая генерация. Пример профиля 
температуры воды в баке в летний день (30 июня, 4320-4344 ч года) в условиях г. 
Якутска представлен на Рисунке 3.12. 
Рисунок 3.12 – Изменение температуры воды в баке водонагревателя системы 3 в 
течение летнего дня
Можно увидеть, что нагрев воды начинается с 9 утра, и к 16 часам 
температура воды в баке достигает порядка 70°С. Температура остается 
«приемлемой» для потребителя (не опускается ниже 50°С) до конца суток несмотря 
на отсутствие солнечной радиации в вечернее и ночное время. 
Для целей данного исследования требовалось рассчитать годовые показатели 
(суммарные и/или средние) без более глубокой детализации. Моделирование, 
совмещенное с параметрическими исследованиями, выполнялось на временном 
интервале 1 год с шагом моделирования 1 час. 
0
10
20
30
40
50
60
70
80
4320
4324
4328
4332
4336
4340
4344
Т
ем
пе
ра
ту
ра
,
°С
Время, ч

---

99 
В ходе моделирования для каждого местоположения и схемного решения 
рассчитывались следующие суммарные за год величины: 
E
pv
– полная 
выработанная массивом ФЭМ энергия; 
E
du
– часть выработанной массивом ФЭМ 
энергии, переданная в нагрузку; 
E
to_grid
– часть выработанной массивом ФЭМ 
энергии, переданная в сеть;
E
l
– номинальная нагрузка; 
E
from_grid
– энергия, 
потребленная нагрузкой из сети; 
E
dhw
– номинальная нагрузка ГВС, 
E
heater
– часть 
выработанной массивом ФЭМ энергии, сброшенная в водонагреватель. 
В ходе параметрических исследований анализировалась чувствительность 
коэффициентов 
К
сп
, 
К
сд
, 
К
сд гвс
к: 

энергетическим и мощностным параметрам систем,

форме графика суточного электропотребления. 
Результаты анализа чувствительности обсуждаются на примере Якутска и 
Волгограда как местоположений с наименьшим и наибольшим приходом 
солнечной радиации на единицу приемной поверхности (м
2
) в год и наибольшей 
разницей температур по году из всех рассматриваемых (Таблица 3.4).
Для анализа влияния на показатели энергетической эффективности систем 
формы суточного графика электропотребления в расчете было задействовано 3 
разных формы суточного графика нагрузки, характерные для жилого дома, офиса 
и школы, при том, что суммарное годовое энергопотребление оставалось 
неизменным). График нагрузки «офис» имеет сдвинутый к середине дня второй пик 
энергопотребления, характерный для административных и офисных зданий, 
график «школа» – один затянувшийся пик, приходящийся на середину дня, когда 
солнце обычно наиболее активно. Методика создания данных графиков описана в 
разделе 3.3.2.1. 
Пример графиков нагрузки за летний день (нормализованы на пиковое 
потребление) для условий г. Якутска показаны на Рисунке 3.13.

---

100 
Рисунок 3.13 – Графики электрической нагрузки «жилой дом», «офис» и 
«школа» для летнего дня в условиях г. Якутска 
3.3.3.2 Результаты анализа чувствительности 
Результаты параметрических исследований рассматриваемых систем для 
условий Якутска в графическом виде представлены на Рисунке 3.14, для условий 
Волгограда – на Рисунке 3.15. 

---

101 
Рисунок 3.16 – Влияние энергетических и мощностных параметров систем и формы графиков электропотребления на 
коэффициенты самопотребления (