'
Научный журнал «Вестник науки»

Режим работы с 09:00 по 23:00

zhurnal@vestnik-nauki.com

Информационное письмо

  1. Главная
    2. ›
  2. Архив
    3. ›
  3. Вестник науки №2 (59) том 1
    4. ›
  4. Научная статья № 34

Просмотры  80 просмотров

Пеструхина Е.В., Соргутов И.В.

  


ПРИМЕНЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЧЕРЕПИЦЫ НА ТЕРРИТОРИИ ПЕРМСКОГО КРАЯ *

  


Аннотация:
в работе рассмотрены виды альтернативных источников энергии, так же рассчитано необходимое количество электроэнергии для автономного существования жилого дома. Произведён расчет выработки электроэнергии солнечной черепицей в условиях Пермского края. Проведен анализ возможности существования жилого дома автономно   

Ключевые слова:
альтернативные источники, солнечная черепица, электроснабжение, энергосбережение   


УДК 620.9

Пеструхина Е.В.

Пермский ГАТУ им. академика Д.Н. Прянишникова
(г. Пермь, Россия)

 

Научный руководитель:

Соргутов И.В.

доцент, к.э.н.

Пермский ГАТУ им. академика Д.Н. Прянишникова
(г. Пермь, Россия)

 

ПРИМЕНЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЧЕРЕПИЦЫ

НА ТЕРРИТОРИИ ПЕРМСКОГО КРАЯ

 

 Аннотация: в работе рассмотрены виды альтернативных источников энергии, так же рассчитано необходимое количество электроэнергии для автономного существования жилого дома. Произведён расчет выработки электроэнергии солнечной черепицей в условиях Пермского края. Проведен анализ возможности существования жилого дома автономно.

 

Ключевые слова: альтернативные источники, солнечная черепица, электроснабжение, энергосбережение.

 

 На сегодняшний день особое внимание во всем мире направлено на нетрадиционные источники энергии. Связано это с решением проблемы энергосбережения и экономии традиционных источников энергии, а также уменьшения выбросов углекислого газа.

Альтернативными источниками энергии являются энергия ветра, энергия солнца, геотермальная энергетика, энергия приливов и отливов. [2, с20]

В процессе эволюции энергетической отрасли среди методов выработки электричества все большее место занимает использование солнечной энергетики. Связанно это с ее неисчерпаемостью, возможностью использования для отдаленных регионов любой страны, где нет централизованного энергоснабжения, низкие затраты на обслуживание и экологичность.

Солнечная энергетика не стоит на месте. Появляются все новые разработки из более лучших материалов, которые увеличивают КПД. Одним из таких разработок является солнечная черепица.

Солнечная черепица, также называемая фотоэлектрическая черепица – это солнечные панели, которые выглядят и функционируют как обычные кровельные материалы, в дополнении производящие электричество.

ООО «ИННОВАТИКС» [3] организация в России, которая занимается разработкой солнечной черепицы (Рис. 1). Это высоко – конкурентный продукт, который совместил в себе три функции: современный кровельный материал, генерирующий электричество и одновременно подогревающий холодную воду. Такая гибридная система энергообеспечения будет в разы дешевле одновременно применяемых сегодня в мире солнечных батарей и солнечных коллекторов.

 

Рис. 1. Солнечная черепица компании ООО «ИННОВАТИКС»

 

Произведем расчет потребляемой энергии для жилого дома в Пермском крае в котором постоянно проживает семья из 5 человек с применением черепицы фирмы ИННОВАТИКС [3].

 

Таблица 1. Технико-экономические показатели по зданию

№

Наименование показателей

Ед. изм.

Кол-во

1

Строительный объем здания

м3

1362

2

Площадь застройки здания

м2

258,94

3

Общая площадь здания

м2

354,01

4

Жилая площадь здания

м2

138,21

5

Площадь крыши

м2

265,00

В первую очередь рассчитаем потребляемую энергию на освещения дома.

 

Таблица 2. Суточное потребление электроэнергии на освещение

№

Помещение

Норма освещ, Лк/ м2

Площадь помещ, м2

Норма, Лм

Светодиодная лампа

tработы, ч/сут

кВт*ч/сут

Р, Вт

Светов. поток, Лм

Кол-во

Робщ, Вт

1 этаж

1

Тамбур

50

9,12

456

8

650

1

8

6

0,048

2

Санузел

50

2,64

132

3

250

1

3

1

0,003

3

Кладовая

30

5,88

176

3

250

1

3

1

0,003

4

Терраса

30

16,20

486

3

250

2

6

5

0,03

5

ИТП

50

9,36

468

8

650

1

8

1

0,008

6

Холл

50

29,64

1482

5

400

4

20

6

0,12

7

Кухня

150

12,48

1872

14

1300

2

28

4

0,112

8

Столовая

150

27,84

4176

14

1300

4

56

2

0,112

9

Гостиная

150

48,00

7200

22

2100

4

88

5

0,44

10

Бильярдная

300

27,84

8352

14

1300

7

98

2

0,196

Итого 1 этаж

1,072

2 этаж

1

Балкон

-

2,33

-

-

-

-

-

-

-

2

Холл

50

30,52

1526

5

400

4

20

6

0,12

3

Спальня

150

27,84

4176

22

2100

2

44

2

0,088

4

Гардеробная

75

2,43

182

3

250

1

3

1

0,003

5

Спальня

150

34,53

5180

14

1300

4

56

2

0,112

6

Спальня

150

27,84

4176

22

2100

2

44

2

0,088

7

Гардеробная

75

12,4

930

8

650

2

16

1

0,016

8

Ванная комната

50

8,88

444

8

650

1

8

1

0,008

9

Ванная комната

50

9,36

468

8

650

1

8

1

0,008

10

Балкон

-

2,88

-

-

-

-

-

-

-

11

Балкон

-

2,33

-

-

-

-

-

-

-

12

Балкон

-

3,72

-

-

-

-

-

-

-

Итого 2 этаж

0,443

Итого 1 и 2 этажи

1,515

Во вторую очередь рассчитаем потребляемую энергию бытовыми приборами.

 

Таблица 3. Суточное потребление электроэнергии бытовыми приборами

№

Бытовой электроприбор

Р, Вт

Кол-во

Робщ, Вт

tработы, ч/сут

кВт*ч/сут

1

Электрическая плита (2х комф.)

1600

1

1600

2

3,2

2

Духовой шкаф

1000

1

1000

1

1,0

3

Водяной насос

300

1

300

2

0,6

4

Холодильник

150

1

150

24

3,6

5

Чайник

650

1

650

0,4

0,26

6

Стиральная машина

1700

1

1700

1,5

2,55

7

Телевизор

200

4

800

3

2,4

8

Ноутбук

100

3

300

3

0,9

Итого

14,51

Для автономного существования дома в сутки требуется 16,025 кВт*ч.

 

Произведём расчет выработки электричества солнечной черепицей компании ООО «ИННОВАТИКС» [3] в условиях Пермского края. Для этого нам понадобится значение суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации в Пермском крае на горизонтальную поверхность при действительных условиях облачности [4].

 

Таблица 4. Месячные и годовые суммы суммарной

солнечной радиации в Пермском крае

 

Январь

Февраль

Март

Апрель

Май

Июнь

Июль

Август

Сентябрь

Октябрь

Ноябрь

Декабрь

Год

МДж/ м2

46

117

285

431

553

599

574

431

239

105

46

25

3451

кВт*ч/ м2

12,8

32,5

79,2

119,7

153,6

166,4

159,4

119,7

66,4

29,2

12,8

6,9

958,6

 Рассчитаем выработку энергии солнечной черепицы на 1 м2 по формуле:

Есп = Еинс * Рсп / Ринс * k                                                                                     (1)

где Есп – выработка энергии солнечной черепицы;

                 Еинс – месячная инсоляция квадратного метра;

                 Рсп – номинальная мощность солнечной черепицы;

                 Ринс – максимальная мощность инсоляции квадратного метра земной поверхности;

                 k – коэффициент потерь на заряд – разряд аккумуляторов, преобразование постоянного напряжения в переменное, обычно принимаю равным 1.2.

 

Таблица 5. Суточные, месячные и годовые суммы выработки энергии

на 1 м2 солнечной черепицей ООО «ИННОВАТИКС»

в условиях Пермского края

 

Январь

Февраль

Март

Апрель

Май

Июнь

Июль

Август

Сентябрь

Октябрь

Ноябрь

Декабрь

Год

Есп, кВт*ч/ м2 в месяц

0,31

0,78

1,90

2,87

3,69

3,99

3,83

2,87

1,59

0,70

0,31

0,17

23,01

Есп, кВт*ч/ м2 в сутки

0,01

0,03

0,06

0,10

0,12

0,13

0,12

0,09

0,05

0,02

0,01

0,01

0,75

Рассчитаем выработку солнечной черепицы в сутки на площадь крыши
265 м2. Общая суточная потребность в электричестве составляет 16,025 кВт*ч.

 

Таблица 6. Месячные и годовые суммы выработки энергии

солнечной черепицей ООО «ИННОВАТИКС»

в условиях Пермского края на площадь крыши 265 м2

 

Январь

Февраль

Март

Апрель

Май

Июнь

Июль

Август

Сентябрь

Октябрь

Ноябрь

Декабрь

Год

кВт*ч в сутки

2,63

7,38

16,25

25,38

31,51

35,28

32,70

24,56

14,08

5,99

2,71

1,42

199,88

Произведя расчеты, мы можем сделать вывод, что для автономного существования дома солнечной черепицы будет недостаточно. Это связано с малым пребыванием солнца в осенний и зимний период. В это время года возможно компенсировать потребляемую энергию только на освещения дома, для бытовых приборов потребуется внешний источник электроэнергии.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

 

  1. Быкова Ю.В., Баженова Е.Е. Преимущества перехода от солнечных панелей к солнечной черепице/ Сетевое научное издание по строительной тематике. 2018 № 2 (4). С. 46-47
  2. Фролов Ю.М. Электроснабжение промышленных предприятий: учебное пособие для вузов/ Москва: Издательство Юрайт, 2023. – С. 20
  3. ООО «ИННОВАТИКС» Черепица с солнечными фотоэлементами [Электронный ресурс]. URL: https://innovatiks.ru/ (дата обращения 19.01.23)
  4. Солнечная радиация. Таблицы инсоляции [Электронный ресурс] URL: http://net220.ru/poleznye_stati/solnechnaya_radiaciya_tablicy_insolyacii/ (дата обращения 19.01.23)

 

Pestrukhina E.V.

Perm State Technical University

named after Academician D.N. Pryanishnikova

(Perm, Russia)

 

Scientific advisor:

Sorgutov I.V.

Associate Professor, Ph.D.

Perm State Technical University

named after Academician D.N. Pryanishnikova

(Perm, Russia)

 

APPLICATIONS OF SOLAR TILESON TERRITORY OF PERM REGION

 

Abstract: the paper considers the types of alternative energy sources, also calculates the required amount of electricity for the autonomous existence of a residential building. The calculation of electricity generation by solar tiles in the conditions of the Perm Territory was made. The analysis of the possibility of the existence of a residential building autonomously was carried out. 

 

Keywords: alternative sources, solar tiles, power supply, energy saving.

  


Полная версия статьи PDF

Номер журнала Вестник науки №2 (59) том 1

  


Ссылка для цитирования:

Пеструхина Е.В., Соргутов И.В. ПРИМЕНЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЧЕРЕПИЦЫ НА ТЕРРИТОРИИ ПЕРМСКОГО КРАЯ // Вестник науки №2 (59) том 1. С. 170 - 177. 2023 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/7223 (дата обращения: 06.05.2024 г.)


Альтернативная ссылка латинскими символами: vestnik-nauki.com/article/7223


Нашли грубую ошибку (плагиат, фальсифицированные данные или иные нарушения научно-издательской этики) ?
- напишите письмо в редакцию журнала: zhurnal@vestnik-nauki.com

Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2023.    16+



* В выпусках журнала могут упоминаться организации (Meta, Facebook, Instagram) в отношении которых судом принято вступившее в законную силу решение о ликвидации или запрете деятельности по основаниям, предусмотренным Федеральным законом от 25 июля 2002 года № 114-ФЗ 'О противодействии экстремистской деятельности' (далее - Федеральный закон 'О противодействии экстремистской деятельности'), или об организации, включенной в опубликованный единый федеральный список организаций, в том числе иностранных и международных организаций, признанных в соответствии с законодательством Российской Федерации террористическими, без указания на то, что соответствующее общественное объединение или иная организация ликвидированы или их деятельность запрещена.