неравномерность и прерывистость поступления
солнечной радиации
, а также изменчивость её интенсивности в достаточно широких
пределах в весенне-летние и осенне-зимние периоды с существенными различиями по
регионам страны, что ограничивает возможности её использования в теплоснабжении.
В таблице 2 приведены обобщенные показатели солнечного излучения, отражающие
в определенной мере его «энергетические аспекты», в том числе такой важный для
энергообеспечения критерий каковым является число часов использования установленной
мощности энергогенерирующих установок различных видов.
Таблица 2
Обобщенные показатели солнечного излучения по укрупненным географическим
регионам Узбекистана
Регионы с охватом
областей
Плотность потока солнечного
излучения на нормальную к
лучу поверхность, кВтч/м
2
Продолжительность
солнечного излучения,
час
суммарна
я годовая
весна-
лето
осень-
зима
суммарна
я
среднесуточн
ая
231
за год
весна
-лето
осень
- зима
1 Север (Республика
Каракалпакстан,
Хорезмская,
Навоийская (север)
области)
1900÷210
0
1163÷130
0
665÷76
4
2900÷300
0
11
4
2 Центр
(Самаркандская,
Бухарская,
Джизакская,
Сырдарьинская,
Навоийская (юг),
Ташкентская
области)
1910÷198
0
1138÷125
6
687÷83
1
2930÷300
0
12,6
3
3 Восточный
(Андижанская,
Наманганская,
Ферганская области)
1500÷155
0
987
516
2650÷270
0
11,2
3,9
4 Юг
(Кашкадарьинская.
Сурхандарьинская
области)
1900÷196
0
1188
764
2950÷305
0
12,6
3
Как следует из данных таб. 2 число часов использования в Узбекистане солнечных
фотопреобразующих установок в целом за год может составить предельно не более 3000
часов, что составляет всего 34% годового времени, а в суточных разрезах возможности
составляют не более 4 часов в сутки в осенне-зимний и не более 12 часов в сутки в весенне-
летний периоды.
В целях компенсации выявленных негативных сторон солнечного излучения как
энергетического ресурса, изучена и обоснована целесообразность совместного
использования солнечной и ветровой энергий для обеспечения устойчивой круглогодичной
и внутри суточной выработки электроэнергии на основе исследований особенностей
формирования ветровых потоков над территорией с аридным климатом, обусловленных
орографическими параметрами территории и синоптическими процессами, протекающими
в атмосфере, влияющие на характеристики ветровых потоков. На основе данной
методологии были разработаны комбинированные солнечные фотоэлектрические,
ветроэлектрические электрогенерирующие комплексы малой мощности, использованные в
системах электроснабжения различных видов объектов: жилых домов, СВП, объектов
мобильной связи и т.д. Несмотря на их преимущества по сравнению с «моно» солнечными
фотоэлектрическими установками выявилась ограниченность их функциональных
возможностей ввиду их малой мощности (не более 1,0÷3,0 кВт) и в связи с этим
ограниченность в электротеплообеспечении объектов. Выявилась необходимость поиска
технологий автономного энергообеспечения, водоснабжения путём совместного
использования
ветроэлектрических
генерирующих
установок,
солнечных
фотоэлектрических установок с системами накопления электрической, тепловой энергий,
воды. При этом выявилась необходимость «регулируемого» энергопотребления,
водопользования с учётом потенциальных производственных процессов в индивидуальных
жилых домах с приусадебными участками в регионах с аридным климатом.
Структура комбинированного энергокомплекса: ветроэлектрогенерирующая
компонента,
солнечная
фотоэлектрогенерирующая
компонента;
электротеплогенерирующая
компонента
с
накопителями
тепловой
энергии,
232
электрохимическими аккумулирующими накопителями электроэнергии; водоподъемная
компонента с водонакопителями; компонента управления.
Ветроэлектрогенерирующая компонента состоит из: 2-х ветроэлектроустановк
(ВЭУ) с горизонтальной осью вращения с расчётной мощностью каждой 3 кВт; с
диаметром ветроколеса 3,9 м, с 3-мя лопастями, изготовленных из углепластика; с
температурным режимом работы от минус 40
0
С до плюс 50
0
С.
ВЭУ размещается на несущих конструкциях в виде мачтовых устройств высотой до
18м, позволяющих осуществлять преобразование энергии ветра приземных слоёв
атмосферы. Ствол мачты изготовлен из составных трубчатых секций в количестве 6 штук с
длинами 3 м, соединяемых фланцами, обеспечивающий удобство транспортировки,
монтажа, сервисного обслуживания.
Солнечная фотоэлектрогенерирующая компонента состоит из: солнечной
фотопреобразующей части с установленной мощностью 2 кВт, реализованной на базе 8-ми
сертифицированных солнечных фотоэлектрических модулей (СФЭМ) мощностью 250 Вт;
серийного производства; с эффективностью 15,4% при стандартных условиях испытания; с
габаритами 1640х992х45мм; с температурным режимом работы от минус 40
0
С до плюс
85
0
С; со сроком службы не менее 20 лет; с ударопрочной и улучшенной по
светопропускающей возможности лучевоспринимающей поверхностью; повышенной
коррозионной стойкостью. СФЭМ смонтированы на опорно-поворотной несущей
конструкции, обеспечивающей повышение преобразования падающего солнечного
излучения путём изменения положения СФЭМ в дневном временном интервалах в
различные периоды года.
Выработанная
электрогенерирующими
компонентами
электроэнергия
аккумулируется в электрохимической аккумулирующей компоненте, реализуемой с
использованием малообслуживаемых металогидридлных аккумулирующих батарей с
варьируемой ёмкостью в зависимости от потребностей энергопотребляющего объекта.
Электротеплогенерирующая
компонента
реализована
без
использования
топливосжигающих горелочных устройств на основе электротеплокотла типа ROYAL с
баком аккумулятором тепловой энергии для теплоснабжения. Электротеплогенерирующая
компонента использует электроэнергию, выработанную электрогенерирующими
компонентами энергокомплекса.
Интегрированное функционирование составных компонент комбинированного
энергокомплекса с преобразованием постоянного тока в переменный ток напряжением
220В и электропотребляющими установками жилого дома, обеспечивается инверторами,
системой управления в шкафном исполнении.
Система водоснабжения реализована с использованием электронасоса мощностью 1
кВт, электроснабжение которого осуществляется электроэнергией, вырабатываемой
солнечной и/или ветроэлектроэлектрической компонентами с подачей воды из скважины
глубиной 7 м и накоплением в 2-х баках накопителях для: питьевого водоснабжения жилого
дома; полива сельхознасаждений на территории двора; полива сельхозкультур и
поддержания влажностного режима в теплице.
Результаты
2-х
летней
эксплуатации
(2019-2021гг)
комбинированного
энергокомплекса в жилом доме в Кибрайском районе Ташкентской области:
-
подтвердили
эффективность
разработанной
технологии
совместного
использования энергии ветра, солнечного излучения с принципами «накопления» энергии
и «регулируемого энерговодопотребления» жилыми домами в условиях территорий с
аридным климатом;
-возможность эффективного автономного электро-, тепло-, водообеспечения в
любое время суток круглогодично в условиях изменчивости ветровых условий, солнечной
радиации, климатических и метеорологических процессов;
-в связи с зависимостью эффективности функционирования пилотного образца
комбинированного энергокомплекса в осенне-зимние-весенние месяцы от климатических
233
условий, метеорологических процессов необходимо проведение исследований по
перспективам их использования на объектах различного назначений в различных регионах
с существенно отличающимися климатическими условиями, а также метеорологическими
процессами в течение не менее года с производством инструментального контроля работы
компонент энергокомплекса, воздействующих климатических факторов, метеоявлений в
целях разработки методов, способов по уменьшению их негативного воздействия;
-целесообразность создания, ввода в действие и натурных испытаний опытных
комбинированных энергокомплексов в условиях различных регионов страны.
Do'stlaringiz bilan baham: |