Введение
ГЛАВА 1. Формирование основ программы устойчивого энергоснабжения Забайк&тья с использованием возобновляемых источников энергии 17
1.1. Общие принципы повышения эффективности систем энергоснабжения 17
1.2. Возобновляемые источники энергии и концепция устойчивого развития 20
1.3. Систематизация направлений обеспечения устойчивого энергоснабжения Забайкалья 22
1.4. Основные направления применения возобновляемых источников энергии в Забайкалье 23
1.5. Определение районов и категорий потребителей возобновляемых видов энергии 25
1.6. Оценка доступного потенциала возобновляемых источников энергии Забайкалья 28
1.6.1. Энергия Солнца 30
1.6.2. Энергия ветра 34
1.6.3. Энергия биомассы 37
1.6.4. Энергетические ресурсы малых рек 39
1.6.5. Геотермальная энергия 41
ГЛАВА 2. Анализ потерь мощности солнечного модуля с концентратором при рассогласовании параметров отдельных солнечных элементов 42
2.1. Солнечные элементы 42
2.2. Исследование систем отвода теплоты солнечных модулей 45
2.3. Вопросы потерь мощности в солнечном модуле с концентратором 47
2.3.1. Потери мощности в солнечном модуле 48
2.3.1.1. Потери, возникающие при соединении солнечных элементов в модуль 48
2.3.1.2. Потери мощности в неравномерно освещенном солнечном модуле 50
2.3Л.З. Сравнение потерь мощности в модулях из солнечных элементов с прямоугольными и треугольными вольтамперными характеристиками 54
2.3.2. Параллельное и последовательное соединение солнечных элементов 57
2.3.2.1. Вольтамперная характеристика солнечного элемента 57
2.3.2.2. Мощность, отдаваемая солнечным элементом в нагрузку 59
2.3.2.3. Мощность, генерируемая последовательно соединенными солнечными элементами 63
2.3.2.4. Параллельное соединение солнечных элементов 71
2.3.3. Преобразование вольтамперной характеристики группы солнечных элементов к виду вольтамперной характеристики единичного солнечного элемента 75
2.3.3.1. О вольтампериых характеристиках последовательного и параллельного соединения солнечных элементов 75
2.3.3.2. Параметры вольтампериых характеристик последовательного соединения солнечных элементов 76
2.3.3.3. Параметры вольтампериых характеристик параллельного соединения солнечных элементов 78
2.4. Параметры солнечного элемента при имитированном и естественном солнечном излучении 80
2.4.1 .Параметры солнечного элемента при имитации солнечного излучения 80
2,4.2. Параметры солнечного элемента при естественном солнечном излучении 83
ГЛАВА 3. Исследование солнечных модулей с концентраторами солнечного излучения 86
3.1. Концентраторы солнечного излучения 86
3.1.1. Преломляющие концентраторы 88
3.1.2, Отражающие кон центраторы 89
3.2. Стационарные концентраторы 92
3.3. Солнечные модули с параболоцилиидрическими концентраторами 94
3.4. Солнечные модули с асимметричными параболоцилиидрическими концентраторами 95
3.4.1. Расчетная производительность солнечных модулей с концентраторами 95
3.5. Исследования солнечных модулей с асимметричными параболоцилиидрическими концентраторам и 100
3.5.1. Параметры солнечного модуля с концентратором 100
3.5.2. Параметры солнечного модуля с концентратором при моделировании работы в длительный период 101
3.5.3. Распределение концентрации освещенности солнечного модуля в концентраторе 105
3.5.4. Параметры солнечного модуля при изменении положения в концентраторе 109
3.5.5.Мощность солнечного модуля при работе с концентратором и без концентратора 114
3.6. Разработка конструкций солнечных модулей с асимметричными параболоцилиидрическими концентраторами 119
3.6.1. Солнечный модуль с трансформируемым концентратором 120
3.6.2. Варианты конструкций солнечных модулей с концентратором 123
3.6.3.Солнечный модуль с концентратором в виде вариантов едпо-объемных конструкций 126
ГЛАВА 4. Методика проектирования и расчет энергопотребления автономного сельского дома для условий Забайкалья 130
4.1. Рекомендации по оптимизации тепловой эффективности дома 130
4.1.І.Основные принципы проектирования энергоэффективного дома 130
4.1.2. Постановка задач на начальном этапе проектирования энергоэффективного дома 131
4.1.3. Методика оценки энергетического влияния возобновляемых источников энергии на тепловой баланс дома 132
4.1.4. Определение оптимальных границ влияния наружного климата в тепловом балансе дома 134
4.2. Энергоэффективный автономный сельский дом для условий Забайкалья 136
4.3. Оценка энергопотребления автономного сельского дома в условиях Забайкалья 139
4.3.1.Типовые тепловые нагрузки и расчетное тсплопотребленис 139
4.3.1.1. Расчет тепловой нагрузки на отопление 139
4.3.1.2. Расчет тепловой нагрузки на горячее водоснабжение 141
4.3.1.3. Расчет коэффициента замещения 142
4.3.2.Основные категории систем энергоснабжения автономных потребителей на основе
возобновляемых источников энергии 143
4.3.3.Типовые электрические нагрузки и расчетное электропотребление 144
ГЛАВА 5. Технико-экономическое обоснование комбинированной системы энергоснабжения автономного сельского дома для условий Забайкалья 150
5.1. Модульная система тепло - и электроснабжения 150
5.1.1 .Технико-экономические параметры модульной системы энергоснабжения 153
5.2. Схема и работа элементов системы энергоснабжения 156
5.3. Состав оборудования системы энергоснабжения 158
5.3.1 .Солнечный модуль с асимметричным параболоцилиндрическим концентратором 158
5.3.2. Бензогенератор 159
5.3.3. Аккумуляторная батарея 161
5.3.4. Инвертор и зарядное устройство 162
5.4. Технико-экономический расчет систем энергоснабжения с различными типами комплектации 163
5.4.1. Выбор типов комплектации систем энергоснабжения для базы сравнения 163
5.4.2. Технико-экономический расчет по первому базовому варианту системы энергоснабжения 164
5.4.3.Технико-экономический расчет по второму базовому варианту системы энергоснабжения 165
5.4.4. Технико-экономический расчет по третьему базовому варианту системы энергоснабжения 167
5.4.4.1. Солнечная батарея 167
5.4.4.2. Термоэлектрический генератор 168
5.4.5.Технико-экономический расчет основного варианта системы энергоснабжения 171
5.4.5.1. Расчет стоимости солнечного модуля с асимметричным параболоцилипдрическим концентратором 171
5.4.5.2. Расчет экономической эффективности системы энергоснабжения 172
5.4.5.3. Расчет затрат на приобретение и полный срок эксплуатации системы энергоснабжения при условии банковского кредитования 176
Общие выводы 177
Литература
