ChSTU repository
ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
Learn More
Please use this identifier to cite or link to this item:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8786| Title: | Вдосконалення транспортної інфраструктури міста за рахунок розповсюдження сонячних зарядних електростанцій |
| Authors: | Тарандушка , Людмила Анатоліївна Чорномор, Ярослав Віталійович |
| Issue Date: | 2023 |
| Abstract: | У першому розділі виконано аналіз існуючих сонячних панелей та рівня сучасного розвитку та ефективності експлуатації зарядних електростанцій, також представлено короткий опис існуючих зарядних електростанцій для легких електроциклів. У другому розділі виконано дослідження щодо притоку сонячної радіації на одиницю площі горизонтальної поверхні за одиницю часу (сонячної інсоляції), визначено кут нахилу фотомодулів для ефективної роботи сонячної станції, а також проаналізовано потреби у сонячній енергії для забезпечення безперебійної роботи зарядних електростанцій. У третьому розділі визначено об’єми електричної енергії, які може виробляти сонячна станція протягом року, а також розроблено графіки споживання електричної енергії зарядними електростанціями. Проведено дослідження на ефективне забезпечення зарядної електростанції сонячною енергією. В четвертому розділі виконано обґрунтування впровадження зарядної електростанції, яке включає розрахунок коефіцієнта економічної ефективності, необхідного фінансового забезпечення та терміну окупності. Ключові слова: ЗАРЯДНІ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ, АКУМУЛЯТОРНІ БАТАРЕЇ, ФОТОМОДУЛІ, ТЕРМІН ОКУПНОСТІ. |
| URI: | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8786 |
| Appears in Collections: | 275 Транспортні технології (Транспортні технології (на автомобільному транспорті)) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Чорномор.pdf Restricted Access | 1.81 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Extracted text
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
18006, м. Черкаси, бул. Шевченка, 460, тел./факс (0472) 71 00 92
ЗАТВЕРДЖУЮ
зав. кафедри автомобілів та
технологій їх експлуатації, професор
______________ Л.А. Тарандушка
«___» __________________20__ р.
КВАЛІФІКАЦІЙНА РОБОТА МАГІСТРА
«ВДОСКОНАЛЕННЯ ТРАНСПОРТНОЇ ІНФРАСТРУКТУРИ МІСТА ЗА
РАХУНОК РОЗПОВСЮДЖЕННЯ СОНЯЧНИХ ЗАРЯДНИХ
ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ»
Рецензент:
Головний судовий експерт сектору
Автотехнічних досліджень
Черкаського НДЕКЦ МВС _________________ М.В. Мельниченко
(посада) (підпис) (Ініціали, прізвище)
Керівник роботи:
завідувач кафедри АТЕ _______________ Л.А. Тарандушка
(посада) (підпис) (Ініціали, прізвище)
Виконавець:
студент 2 курсу, гр. мТТ-84 ______________
спеціальності 275 – Транспортні технології
(на автомобільному транспорті) _______________ _____Я.В. Чорномор
(підпис) (Ініціали, прізвище)
2023
РЕФЕРАТ
Пояснювальна записка кваліфікаційної роботи магістра складається з: 72
стор., 22 табл., 16 рисунків, 10 літературних джерел, 1 додатку.
Тема кваліфікаційної роботи магістра: ВДОСКОНАЛЕННЯ
ТРАНСПОРТНОЇ ІНФРАСТРУКТУРИ МІСТА ЗА РАХУНОК
РОЗПОВСЮДЖЕННЯ ЗАРЯДНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ.
У першому розділі виконано аналіз існуючих сонячних панелей та рівня
сучасного розвитку та ефективності експлуатації зарядних електростанцій, також
представлено короткий опис існуючих зарядних електростанцій для легких
електроциклів.
У другому розділі виконано дослідження щодо притоку сонячної радіації на
одиницю площі горизонтальної поверхні за одиницю часу (сонячної інсоляції),
визначено кут нахилу фотомодулів для ефективної роботи сонячної станції, а
також проаналізовано потреби у сонячній енергії для забезпечення безперебійної
роботи зарядних електростанцій.
У третьому розділі визначено об’єми електричної енергії, які може
виробляти сонячна станція протягом року, а також розроблено графіки
споживання електричної енергії зарядними електростанціями. Проведено
дослідження на ефективне забезпечення зарядної електростанції сонячною
енергією.
В четвертому розділі виконано обґрунтування впровадження зарядної
електростанції, яке включає розрахунок коефіцієнта економічної ефективності,
необхідного фінансового забезпечення та терміну окупності.
Ключові слова: ЗАРЯДНІ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ, АКУМУЛЯТОРНІ БАТАРЕЇ,
ФОТОМОДУЛІ, ТЕРМІН ОКУПНОСТІ.
2
ЗМІСТ
ВСТУП .......................................................................................................................... 5
1 СУЧАСНІ ПІДХОДИ ДО ЕНЕРГОЗАБЕЗПЕЧЕННЯ СОНЯЧНИХ
ЗАРЯДНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ ............................................................................. 6
1.1 Фотоелектричні елементи та їх види .............................................................. 7
1.2 Переваги сонячних панелей ........................................................................... 11
1.3 Вихідні дані енергозабезпечення електрозаправки для легких
електроциклів......................................................................................................... 12
1.4 Використання сонячних панелей для заряджання електромеханічних
засобів пересування .............................................................................................. 15
1.5 Висновки до розділу 1 .................................................................................... 16
2 РОЗРАХУНОК СОНЯЧНОЇ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ ДЛЯ АВТОМОБІЛЬНИХ
ЕЛЕКТРОЗАПРАВНИХ СТАНЦІЙ ........................................................................ 17
2.1 Аналіз баз даних сонячної інсоляції за рік в м. Черкаси ............................. 17
2.2 Аналіз електричного навантаження споживачів .......................................... 21
2.3 Перерахунок сонячної енергії, що падає на поверхню сонячної зарядної
станції та вибір оптимального кута встановлення сонячних панелей ............. 23
2.4 Вибір інвертора для сонячної зарядної станції ............................................ 27
2.5 Визначення необхідної ємності акумуляторних батарей та їх кількості ... 30
2.6 Розрахунок кількості панелей та вибір полікристалічного
фотоелектричного модуля .................................................................................... 33
2.7 Висновки до розділу 2 .................................................................................... 35
3 ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЕНЕРГОПОСТАЧАННЯ АВТОЗАРЯДНОЇ СТАНЦІЇ ....... 36
3.1 Визначення кількості електричної енергії сонячними панелями протягом
року ......................................................................................................................... 36
3.2 Висновки до розділу 3 .................................................................................... 48
4 РОЗРАХУНОК ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНИХ ПОКАЗНИКІВ СИСТЕМИ
ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ НА ОСНОВІ СОНЯЧНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ ................ 49
4.1 Розрахунок капітальних інвестицій ............................................................... 49
4.2 Розрахунок експлуатаційних витрат .............................................................. 50
3
4.2.1 Розрахунок амортизаційних відрахувань ................................................... 51
4.2.3 Розрахунок річного фонду заробітної плати ............................................. 52
4.3 Визначення річної економії від застосування об'єкта проектування ......... 52
4.4 Розрахунок економічної ефективності та терміну окупності проекту ...... 53
ВИСНОВКИ ............................................................................................................... 56
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ ................................................................. 57
ДОДАТКИ .................................................................................................................. 59
Додаток А ................................................................................................................... 60
4
ВСТУП
Використання відновлювальної енергії в побуті людей знаходить все більше
розповсюдження кожного року. Постійно зростаючі потреби в енергії так чи
інакше задовольнялися за рахунок залучення нових ресурсів, удосконалення
технології переробки палива, вдосконалення споживання. Використання енергії,
що виробляється з корисних копалин має і негативний вплив на екологічне
середовище. Серед негативних ефектів можна виділити: тепловий, хімічний
вплив, радіоактивне забруднення середовища у поєднанні зі швидким
зменшенням доступних запасів палива, особливо нафти, газу, високоякісного
вугілля.
Зі стрімким поширенням використання електромобілів населенням України
виникає проблема пов’язана з недостатньою кількістю зарядних електростанцій
для забезпечення їх функціонування. При використанні «чистого екологічного
транспорту» актуально та бажано використовувати «зелену» електроенергію,
тим самим звести до мінімуму забруднення довкілля.
Сонячна батарея зарядної станції отримує енергію від сонця, а акумуляторна
батарея накопичує енергію протягом дня, після чого стає можливим навіть вночі
заряджати електромобілі. Екологічність та економність такої зарядки очевидні.
Використовується енергія сонця, що дозволяє заряджати машину не витративши
при цьому ніяких корисних копалин.
У даній магістерській дисертації досліджено потенціал сонячної енергії на
досліджуваній території м. Черкаси з метою визначення необхідної кількості
ємнісних накопичувачів та фотомодулів для забезпечення автозарядної станції, а
також визначення гарантованості енергопостачання.
В результаті дослідження доведено достатність сонячного потенціалу та
запропонована система електропостачання, для зарядки електромотоциклів, що
працює на сонячних панелях.
5
1 СУЧАСНІ ПІДХОДИ ДО ЕНЕРГОЗАБЕЗПЕЧЕННЯ СОНЯЧНИХ
ЗАРЯДНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ
В теперішній час, одним з важливих моментів, що затримують
розповсюдження використання електромобілів та електроциклів в країні є
відсутність зручної інфраструктури для забезпечення їх ефективного
використання, а саме недостатня кількість зарядних станцій для них.
Для того, щоб замінити бензинові транспортні засоби на більш екологічні –
електричні необхідно збільшити кількість зарядних електростанцій. Оскільки не
завжди є можливість будівництва електропідстанцій для живлення електричних
транспортних засобів в різних куточках міста, то пропонується застосовувати
сонячні електростанції.
Провівши дослідження щодо кількості зарядних електростанцій для
транспортних засобів можна зробити висновок, що їх є недостатня кількість в
Україні для популяризації електротранспорту. Але є і позитивний момент -
потенціал річного виробітку сонячної електроенергії в Україні (рис. 1.1, рис. 1.2)
дає впевненість в реальності реалізації даного проекту [1].
Рисунок 1.1 - Потенціал річного виробітку електроенергії сонячними
електростанціями в Україні
6
Рисунок 1.2 – Розподіл сумарної сонячної радіації по території Україні
Для визначення типу сонячних зарядних електростанцій, які можна
будувати в Україні необхідно проаналізувати існуючі фотоелектричні елементи,
які будуть ефективно застосовуватися в їх конструкції. Фотоелектричні елементи
є об'єднанням безлічі фотоелектричних перетворювачів, зафіксованих на
жорсткій або гнучкій підкладці [2].
1.1 Фотоелектричні елементи та їх види
Кожен фотоелемент панелі складається з двох пластин кремнію з
струмовідвідними мідними смужками. У місці зіткнення пластини мають
найтонше покриття: одне – борне, інше – фосфорне. Під дією фотонів сонячного
світла у фотоелементі з'являються області з надлишком та недоліком (так звані
«дірки») електронів. На стику пластин, у місці напівпровідникового p-n переходу,
7
виникає електрогенеруючий ефект. Далі електричний струм по мідних смужках
надходить до перетворювачів напруги (рис. 1.3).
Рисунок 1.3 - Принцип роботи сонячного елементу
На продуктивність сонячних елементів багато в чому впливає орієнтація
кристалів та чистота кремнію. Як напівпровідниковий матеріал може виступати
не лише кремній, але принцип роботи сонячних панелей залишається таким
самим. Існують фотоелементи із монокристалічного кремнію (рис.1.4), із
полікристалічного кремнію (рис.1.5), із аморфного кремнію (рис.1.6).
Рисунок 1.4 – Зовнішній вигляд фотоелементів із монокристалічного
кремнію
Монокристалічний кремній — це тип кремнію, який використовується в
сонячних елементах, і він має добре впорядковану кристалічну структуру, що
складається з одного кристала. Кристал зазвичай отримують за допомогою
техніки вирощування Чохральського, коли затравковий кристал занурюють у
8
розплавлений кремній і повільно витягують, щоб виростити монокристалічний
злиток. Потім злиток нарізають на тонкі пластини, які використовуються в
сонячних батареях.
Кремнієві пластини, однокристалічні або мультикристалічні, зазвичай
використовуються для виготовлення переважної більшості кремнієвих сонячних
елементів. Особливості монокристалічного включають чудові параметри
матеріалу завдяки його ідеально впорядкованій кристалічній структурі, що
забезпечує точне розташування кожного атома в структурі. Однак виробництво
цього кремнію передбачає вищі витрати порівняно з мультикристалічним
кремнієм. Як однокристалічні, так і багатокристалічні кремнієві пластини
відіграють значну роль у промисловості сонячних елементів.
Рисунок 1.5 – Зовнішній вигляд фотоелементів із полікристалічного
кремнію
Полікристалічний кремній (також званий: полікремній, полікристал, полі-Si
або також: мульти-Si, mc-Si) виготовляється з литих квадратних злитків,
отриманих шляхом охолодження та затвердіння розплавленого кремнію. Рідкий
9
кремній розливають у блоки, які нарізають на тонкі пластини. Затвердіння
матеріалу веде до утворення клітин, які містять багато кристалів, що робить
поверхню полі-Si/mc-Si клітини менш досконалою, ніж її аналог моно-Si. Через
ці дефекти полікристалічні елементи поглинають менше сонячної енергії,
відповідно, виробляють менше електроенергії і, таким чином, є менш
ефективними, ніж монокристалічні кремнієві (моно-Si) елементи. Через їхню
дещо нижчу ефективність полі-Si/mc-Si елементи зазвичай трохи більші за
розмірами, що призводить до порівняно більших фотоелектричних модулів. Цей
фактор необхідно враховувати, якщо простір обмежений. Тим не менш, перевага
полі-Si/mc-Si елементів полягає в тому, що їх легше і дешевше виробляти.
Рисунок 1.6 – Зовнішній вигляд фотоелементів із аморфного кремнію
Аморфний кремній (a-Si) — це некристалічна алотропна форма
напівпровідникового кремнію. Він має високу поглинальну здатність і тому може
використовуватися в сонячних елементах з дуже малою товщиною шару
(зазвичай приблизно в 100 разів менше, ніж у кристалічному кремнії).
Незважаючи на нижчу продуктивність порівняно з сонячними елементами з
кристалічного кремнію (c-Si), сонячні елементи з аморфного кремнію можна
наносити за дуже низьких температур і на різні структури, не лише на скло, але
й на пластик. Завдяки спрощеному та дешевшому виробництву сонячні батареї
10
a-Si переважно використовуються для електронних пристроїв з дуже невеликими
потребами в електроенергії, таких як годинники та кишенькові калькулятори.
Проте в останні роки вдосконалення виробничих технологій і підвищення
ефективності продуктивності призвели до ширшого спектру застосувань модулів
a-Si, включаючи створення інтегрованих фотоелектричних систем (BIPV).
Оскільки фотоелектричні модулі з полікристалічного кремнію ефективніше
працюють при зниженій освітленості, тобто вони виробляють електроенергії
протягом року на 15-20% більше ніж батареї з фотоелектричними модулями з
монокристалічного кремнію, а також перший вид фотоелектричних модулів
дешевший у виготовленні, то для зарядних електричних станцій, що живляться
від сонячної енергії в нашому регіоні пропонується використовувати саме
фотоелектричні модулі з полікристалічного кремнію [2].
1.2 Переваги сонячних панелей
− Низькі поточні витрати.
Фотоелементи працюють на безкоштовному паливі – сонячній енергії.
Завдяки відсутності рухомих частин, вони не вимагають особливого догляду.
Рентабельні фотоелектричні системи є ідеальним джерелом електроенергії для
станцій зв'язку в горах, навігаційних пристроїв у морі та інших споживачів,
розташованих далеко від ліній електропередач.
− Екологічність.
Оскільки під час використання фотоелектричних систем не спалюється
паливо і немає рухомих частин, вони є безшумними і чистими. Ця їхня
особливість надзвичайно корисна там, де єдиною альтернативою для отримання
світла та електроживлення є дизель генератори та гасові лампи.
− Низькі витрати на будівництво.
Розміщують фотоелектричні системи зазвичай близько до споживача, а
отже, лінії електропередачі не потрібно тягнути на далекі відстані, як у у разі
підключення до ліній електропередач. До того ж, не потрібен понижуючий
11
трансформатор. Менше проводів означає низькі витрати та Коротший період
установки.
− Застосування фотомодулів.
Сонячні фотоелементи є цілком реальними технічно і економічно вигідною
альтернативою паливу в ряді застосувань. Сонячний елемент може
безпосередньо перетворювати сонячне випромінювання в електрику без
застосування будь-яких рухомих механізмів. Завдяки цьому термін служби
сонячних генераторів досить тривалий. Фотоелектричні установки качають воду,
забезпечують нічне освітлення, заряджають акумулятори, подають електрику у
загальну енергосистему і т. д. Вони працюють у будь-яку погоду. При змінній
хмарності вони сягають 80% своєї потенційної продуктивності; в туманну погоду
– близько 50%, і навіть при суцільній хмарності вони виробляють до 30% енергії.
Нині можна знайти не тільки фотоелектричні панелі. Різні фірми
пропонують фотоелементи у вигляді легких, еластичних та міцних покрівельних
плит, а також не несучих стін-перегородок, для фасадних робіт.
У деяких регіонах фотоелементи підвищують конкурентоспроможність
систем, підключених до електромережі.
1.3 Вихідні дані енергозабезпечення електрозаправки для легких
електроциклів
В даній кваліфікаційній роботі магістра об'єктом дослідження є процес
інтелектуального заряду електромеханічних транспортних засобів, а предметом
дослідження - сонячно-зарядна електростанція для електробайків.
Вихідні дані щодо розрахунків:
- Широта досліджуваної області для розташування сонячної електростанції
– 49°26′40″пн.ш.
- Довгота досліджуваної області для розташування сонячної електростанції
– 32°03′35″. с.д.
- Орієнтація поверхні, що приймає сонячну енергію – південна.
12
- Кут нахилу сприймаючої поверхні – може різнитися, від нахилу
фотоелементів.
- Час експлуатації – цілорічна заправка, у будь-який час доби.
У розрахунках температуру нагрівання фотомодулів не враховуємо. В
результаті роботи слід знайти електричні навантаження та розрахувати
параметри фотоелектричної станції, ємності накопичувального елемента та
інвертора, а також всього необхідного допоміжного обладнання для сонячної
електростанції.
Клімат в м. Черкаси є помірно-континентальним з м'якою зимою і теплим
літом. Збільшується вологість повітря у весняно-осінній період. Зима
порівняно м'яка, з похмурою погодою та частими туманами. Середня річна
температура повітря в місті становить +7,7 °C, мінімальна температура у січні
(-5,9°C), максимальна — у липні (+19,8 °C).
Об'єкт пропонується розташувати на проспекті Перемоги, 29 (біля магазину
«Епіцентр») (рис.1.7). План-схема зарядної електростанції представлена на рис.
1.8.
Зарядна
електростанція
Рисунок 1.7 – Місце розташування зарядної електростанції в м. Черкаси
13
2
3
1
Рисунок 1.8 - План-схема зарядної електростанції
1- Крита парковка; 2 - Сонячна електростанція на даху парковки;
3 - Зарядні станції для електротранспорту
Під час зарядження електротранспорту, відвідувачі залишатимуть свої
автомобілі або електроскутери в місці, захищеному від снігу, граду, дощу, сонця.
Сонячні панелі на даху парковки будуть виробляти електроенергію, яка може
бути використана для зменшення витрат на комунальні послуги що, в свою чергу,
забезпечить часткову енергонезалежність можливої точки продажу товарів,
розташованої неподалік.
Розташування зарядних станції біля торговельного центру забезпечить зручність
для власників електромобілів, які зможуть заряджати свій транспорт, під час
здійснення покупок.
14
1.4 Використання сонячних панелей для заряджання електромеханічних
засобів пересування
Використання електрозаправних станцій на основі сонячної енергії (рис.
1.9) для забезпечення розповсюдження елекричних транспортних засобів є
актуальною тематикою сьогодення.
Сонячні
Накопичувач панелі
Зарядний
пристрій
Рисунок 1.9 – Схема електрозарядної станції на основі сонячних панелей
Для заряду акумулятора електромобіля електричним струмом існує кілька
варіантів здійснення процедури заправки:
1. Заряджання електромобіля від звичайної побутової розетки 220В, 50Гц,
16А (3,5 кВт). Перевага даного методу: простота та можливість поповнити заряд
акумулятора будь-де, де є звичайна побутова розетка. Недолік: повільний процес
заряджання, який потребує 6-7 годин часу на заправку автомобіля від 0 до 100%
(на прикладі Nissan LEAF).
2. Заряджання на спеціальній зарядній станції змінного струму з
використанням, наприклад, зарядного кабелю з роз'ємом SAE J1772.
В такий спосіб можна зарядити акумулятор електромобіля від 0 до 100% за
4 години.
15
3. Заряджання на спеціальній швидкій зарядній станції постійного струму із
використанням «SMART CHARGE». Зарядка на таких «смартчарджерах»
здійснюється за 20-30 хвилин від 0 до 80% ємності акумулятора.
Але звідси виникає потреба мати постійний заряд для живлення
електротранспорту, оскільки сонячні панелі не працюють у нічний час та дуже
слабо сприймають енергію сонця в похмурий час доби, необхідно
використовувати накопичувач з метою забезпечення електробайків.
Виходячи з цього, в даній роботі розглядається вивчення процесу
інтелектуального заряду електротранспорту.
1.5 Висновки до розділу 1
В даний час альтернативою традиційним джерелам енергії є використання
відновлюваних джерел енергії, зокрема, сонячної енергетики. Все більшого
поширення набувають фотоелектричні установки з різними потужностями, які
варіюються по ємності від одиниць Ватт до сотень Ватт (в одному модулі).
Електрозарядні станції, на даний момент, не так широко використовуються
в Україні, у зв'язку з подорожчанням цін електроенергію, яка отримується
традиційним шляхом.
Особливістю при проектуванні сонячних установок є прогнозування, як
споживання енергії, так і надходження сонячної інсоляції у місці встановлення
модулів. При цьому важливо враховувати, як спосіб надходження, так і профіль
споживання енергії.
16
2 РОЗРАХУНОК СОНЯЧНОЇ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ ДЛЯ
АВТОМОБІЛЬНИХ ЕЛЕКТРОЗАПРАВНИХ СТАНЦІЙ
2.1 Аналіз баз даних сонячної інсоляції за рік в м. Черкаси
Для розрахунку сонячної електростанції, була використана інформація
щодобового надходження сонячної енергії для міста Черкаси згідно даним NASA
[3]. Дані для аналізу сонячної енергії були взяті за період з 1 січня 1993 року по
1 січня 2023 року. Знаючи значення за такий тривалий період, можна
спрогнозувати, з високою ймовірністю, сонячну іррадіацію до кінця 2023 року, ці
дані занесено до таблиць 2.1- 2.3 за допомогою програмного забезпечення "MS
Exell".
Таблиця 2.1 – Прогнозоване значення сонячної інсоляції на кожен день з
січня по квітень 2023р. в м. Черкаси
Дата Місяць
Січень Лютий Березень Квітень
Сонячна інсоляція, кВт·год/м2/день
1 0,87 1,46 2,09 3,21
2 0,87 1,54 2,32 3,53
3 0,83 1,58 2,25 3,68
4 1,05 1,72 2,37 4,15
5 0,95 1,78 2,54 3,98
6 1,03 1,83 2,74 3,24
7 0,98 1,84 2,78 3,36
8 0,96 1,75 2,63 3,29
9 0,94 1,88 2,86 3,46
10 0,92 1,87 2,92 3,57
11 1,05 1,92 2,87 3,86
17
Закінчення таблиці 2.1
12 0,99 1,86 2,66 4,12
13 1,10 1,74 3,02 4,04
14 1,09 1,76 3,23 3,56
15 1,0 1,81 3,27 4,03
16 1,12 1,89 3,05 4,39
17 1,13 2,03 2,87 4,42
18 1,1 2,23 2,89 4,16
19 1,16 2,25 2,96 4,06
20 1,09 2,07 3,01 4,27
21 1,23 2,41 3,02 4,49
22 1,12 2,32 3,23 4,36
23 1,29 2,34 3,54 4,79
24 1,33 2,41 3,65 4,76
25 1,25 2,56 3,46 4,72
26 1,34 2,63 3,38 4,69
27 1,29 2,64 3,61 5,03
28 1,33 2,53 3,21 5,24
29 1,19 2,56 3,57 4,98
30 1,42 - 4,19 5,36
31 1,36 - 3,98 -
Таблиця 2.2 – Прогнозоване значення сонячної інсоляції на кожен день з
травня по серпень 2023р. в м. Черкаси
Дата Місяць
Травень Червень Липень Серпень
Сонячна інсоляція, кВт·год/м2/день
1 5,74 5,54 5,98 5,96
2 5,46 5,16 5,93 5,94
18
Закінчення таблиці 2.2
3 4,95 5,98 6,04 5,82
4 5,37 6,24 6,2 5,24
5 5,69 5,92 5,92 5,83
6 5,08 5,93 6,23 5,86
7 5,42 6,5 5,84 5,79
8 5,084 5,89 5,6 5,73
9 5,41 6,34 5,94 5,68
10 5,54 6,04 5,93 5,89
11 5,51 6,18 5,71 5,84
12 5,34 5,57 6,16 5,56
13 6,28 6,01 5,94 5,14
14 5,601 6,26 6,05 4,86
15 5,74 6,09 5,71 5,76
16 5,75 5,087 5,73 5,69
17 6,15 5,61 5,61 5,62
18 5,54 5,83 5,54 5,38
19 5,91 5,76 6,26 5,23
20 5,71 5,56 6,084 5,6
21 5,63 5,404 6,18 5,071
22 5,71 5,54 6,23 4,95
23 5,65 6,003 5,89 4,909
24 5,63 5,84 5,61 4,8
25 586 5,42 5,63 5,4
26 5,7 5,4 5,75 4,83
27 5,806 5,38 5,52 4,52
28 5,48 5,46 6,015 4,58
29 5,61 5,508 5,51 4,45
30 5,504 - 5,703 4,52
31 5,38 - 5,54 -
19
Таблиця 2.3 – Прогнозоване значення сонячної інсоляції на кожен день з
вересня по грудень 2023р. в м. Черкаси
Дата Місяць
Вересень Жовтень Листопад Грудень
Сонячна інсоляція, кВт·год/м2/день
1 4,54 3,25 1,78 0,96
2 4,35 2,96 1,63 1,005
3 4,36 3,15 1,49 0,95
4 4,58 2,96 1,46 0,95
5 4,6 2,94 1,53 0,93
6 3,96 2,85 1,36 0,86
7 4,063 2,85 1,405 0,95
8 3,95 2,84 1,36 0,95
9 3,78 2,46 1,42 0,94
10 4,019 2,8 1,23 0,8
11 4,016 2,58 1,35 0,95
12 4,025 2,43 1,26 0,78
13 3,96 2,69 1,2 0,74
14 4,03 2,58 1,15 0,86
15 4,06 2,46 1,05 0,82
16 3,09 2,33 1,025 0,95
17 3,78 2,4 1,18 0,96
18 3,6 1,84 1,14 0,94
19 3,56 1,84 1,056 0,93
20 3,751 2,026 0,967 0,128
21 3,265 1,84 0,96 0,824
22 3,25 1,95 0,891 0,85
23 3,534 2,007 1,09 0,96
20
Закінчення таблиці 2.3
24 2,98 1,774 0,994 0,7
25 2,961 1,825 0,861 0,85
26 3,278 1,641 1,03 0,91
27 3,195 1,62 0,95 0,75
28 3,0745 1,75 0,96 0,86
29 3,115 1,89 0,85 0,81
30 2,9 1,65 0,54 0,86
31 - 1,52 - 0,94
Таблиця 2.4 – Середньодобова сумарна кількість сонячної енергії за рік на 1м2,
що надходить на горизонтальну площину в м. Черкаси
Місяць 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ��сер
м. 1,3 1,8 2,7 4,0 5,6 5,6 5,8 5,0 3,7 2,2 1,2 0,96 3,3
Черкаси
Профілі надходження сонячної енергії протягом року представлені на рис. 2.1
Jan 01, 2023 Mar 01, 2023 May 01, 2023 Jul 01, 2023 Sep 01, 2023 Nov 01, 2023
Рисунок 2.1 - Графік надходження сонячної енергії протягом 2023 року [3]
2.2 Аналіз електричного навантаження споживачів
Під електричним навантаженням розуміється величина потужності,
споживаної окремими приймачами електроенергії або їх групами. При
21
проектуванні електропостачання будь-якого об'єкта, головне правильно
визначити електричні навантаження, які є основою для вибору всіх елементів
системи і в першу чергу енергоджерела. Від правильного прогнозування
навантажень (визначення розрахункових навантажень) залежать
капіталовкладення в систему електропостачання, експлуатаційні витрати,
стабільність та надійність роботи споживачів.
Споживання електричної енергії (потужності) за звітний період формується
на підставі інтегральних значень споживання електричної енергії (у разі надання
споживачем інтегральних даних за розрахунковий період) або на підставі
договірної величини електричної енергії (за відсутності статистичної
інформації).
Розрахунковий профіль споживання електричної енергії (потужності) –
погодинний обсяг споживання формується шляхом розподілу обсягу електричної
енергії, пропорційно до розрахункових коефіцієнтів за обраний типовий робочий
та вихідний день з використанням типового добового графіка навантаження.
В даній роботі розглядається одночасний підзаряд електротранспорту у
кількості 2-х одиниць.
Типові (усереднені) дані про потужність електропристроїв представлені у (табл.
2.5).
Таблиця 2.5 – Перелік електроприладів
№ Споживач Потужність, кВт
1 Електромотоцикл MYBRO 2,16
GODSPEED
2 Електроскутер CityCoco Harley 2
Разом 4,16
Час роботи заряду електротранспорту на електрозаправній станції
планується протягом 20 годин, тобто безперервна зарядка пристроїв протягом
заданого періоду часу. На даний момент, цей варіант є менш ймовірним, але ми
враховуємо максимальне завантаження станції.
22
2.3 Перерахунок сонячної енергії, що падає на поверхню сонячної зарядної
станції та вибір оптимального кута встановлення сонячних панелей
Оскільки плановані панелі будемо встановлювати безпосередньо на даху
навісу, електрозарядних пристроїв, виникає необхідність враховувати кут
встановлення сонячних модулів. Розрахунок проводимо згідно з методикою [4].
Для визначення щоденної опроміненості похилого майданчика необхідне
середньомісячне надходження сонячного випромінювання в кВт∙год/місяць на
майданчик, що має той самий кут нахилу, що і сонячні панелі, поділити на
кількість днів місяця.
Сонячно-електрична підзарядка планується бути енергоавтономно і
повністю працювати від сонячних батарей.
Зробимо розрахунок для серпня місяця, оскільки це середина року.
Кут нахилу сонця (кут між лінією, що з'єднує центри Землі та Сонця, та її
проекцією на площину екватора) в середній день місяця, розраховуємо за
формулою, грд:
284+�� 284+228
�� = 23,45 ∙ sin (360 ∙ ) = 23,45 ∙ sin (360 ∙ ) = 22,10° (2.1)
365 365
де �� – порядковий номер дня, відрахований від 1 січня (номер середнього
розрахункового дня кожного місяця року).
Для решти місяців розрахунок проводиться аналогічно та занесений до
таблиці 2.6, для наочності дані таблиці, за допомогою програмного забезпечення
«MS Excel» перенесено на графік (рис. 2.2).
Таблиця 2.6 – Кут нахилу Сонця за місяцями
Місяць 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
��, ° -21,27 -13,29 -2,82 9,41 18,79 23,31 21,52 13,78 2,22 -9,60 -19,00 -23,34
23
Рисунок 2.2 - Кут нахилу Сонця по відношенню до екватора Землі за
місяцями року
Для забезпечення умов поглинання сонячної енергії сонячними панелями,
поглинаюча поверхня фотоелементу має бути орієнтована на південь під кутом
нахилу ��опт, який дорівнюватиме:
��опт = ��р − �� (2.2)
де ��р - широта місцевості, де розглядається проектування зарядної сонячної
електростанції.
Розрахунки занесені до табл. 2.7.
Таблиця 2.7 - Оптимальний кут установки фотоелементів
Місяць 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
��опт, ° 26,73 34,71 45,8 57,41 66,76 71,31 69,52 61,78 50,22 38,4 29 24,66
24
Рисунок 2.3 – Оптимальний кут встановлення фотоелементів
Відповідно до рис. 2.3 оптимальним кутом нахилу сонячних батарей для
повного автономного постачання електрозарядної станції буде 48 градусів, що
показує апроксимація на графіку.
Розрахунок будемо проводити для зимового місяця, оскільки це найбільш
несприятливий місяць.
Знайдемо годинний кут заходу Сонця для похилої поверхні з південною
орієнтацією:
��зп = ������������[−���� (�� − ��) ∙ ������] = arccos (−����(49° − 48°) ∙ ����(22,10°) =
= 90,37° (2.2)
де �� - широта місцевості, град;
β – кут нахилу поверхні сонячної батареї до горизонту; β=48°, оскільки він
найоптимальніший для нашої місцевості, з рис. 2.3.
Часовий кут заходу (сходу) Сонця для горизонтальної поверхні:
��з = ������������(−���� �� ∙ ������) = ������������(−���� 49° ∙ ����22,1°)=117,4° (2.3)
25
Середньомісячний коефіцієнт перерахунку прямого сонячного
випромінювання з горизонтальної на похилу поверхню:
��
������(�� − ��) ∙ �������� ∙ ��������зп + ∙ ��
180° зп ∙ ������(�� − ��) ∙ ��������
���� = �� =
�������� ∙ �������� ∙ ��������з + ∙ �� ∙ �������� ∙ ��������
180° з
��
с����(49°−48°)∙������22,1°∙������90,37°+ ∙90,37°∙������(49°−48°)∙������22,1°
= 180°
�� = 0,88 (2.4)
������49°∙������22,1°∙������117,4°+ ∙117,4°∙������49°∙������22,1°
180°
де β – кут нахилу поверхні сонячної батареї до горизонту; β=48°.
Коефіцієнт перерахунку з горизонтальної площини на похилу з південною
орієнтацією дорівнює сумі трьох складових, що відповідають прямому,
розсіяному та відбитому сонячному випромінюванню:
���� ���� 1+�������� 1−�������� 0,6 0,6
�� = (1 − ) ∙ ���� + ∙ + �� ∙ = (1 − ) ∙ 0,88 + ∙
�� �� 2 2 0,96 0,96
1+0,719 1−0,179
+ 0,2 ∙ = 1,23 (2.5)
2 2
де ���� – середньомісячна денна кількість розсіяного сонячного
випромінювання, що надходить на горизонтальну поверхню (табл. 2.8)
відповідно до даних NASA [3].
�� – коригуючий коефіцієнт середньомісячної денної кількості розсіяного
сонячного випромінювання.
���� – середньомісячний коефіцієнт перерахунку прямого сонячного
випромінювання з горизонтальної поверхні на похилу;
β – кут нахилу поверхні сонячної батареї до горизонту; β=48°, оскільки він
найоптимальніший для обраної місцевості, де буде розташовуватися сонячна
зарядна станція для транспортних засобів.
26
Розрахунок кута взятий згідно з оптимальним дозволом використання та
отримання сонячної енергії, так як панелі стаціонарні і не повертаються за
сонцем, а також відсутня система нахилу.
�� – коефіцієнт відображення (альбедо) поверхні Землі та навколишніх тіл,
що зазвичай приймається рівним 0,7 для зими і 0,2 для літа.
Таблиця 2.8 - Середньомісячне дифузне випромінювання, падаючого потоку
на горизонтальну поверхню за добу
Місяць 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ��̅̅ ̅
��,
�� , кВт∙ 0,75 1,04 1,65 2,13 2,47 2,67 2,55 2,23 1,39 1,12 0,75 0,6 1,61
��
год/м2/день
Якщо сонячні панелі встановлюються під деяким кутом β до горизонту, то
середньомісячна денна кількість прямої сонячної енергії, що надходить на
похилу поверхню, може бути розрахована за формулою:
��груд = �� ∙ ���� = 1,23 ∙ 0,6 = 0,74 (2.6)
Це в означає, що під кутом β=48 °, сонячні панелі працюватимуть у
номінальному режимі. ККД установки буде знижуватися через температуру, що
в свою чергу вказує на необхідність проведення подальших досліджень. Але для
проектування сонячної зарядної станції для транспортних засобів враховуємо
лише перерахунок отриманої сонячної енергії на похилу поверхню.
2.4 Вибір інвертора для сонячної зарядної станції
Вибір інвертора для сонячної зарядної станції - одне з найважливіших
завдань. Визначимо основні параметри інвертора, які варто враховувати при
виборі:
− Вхідна напруга.
Рекомендується вибирати напругу:
27
a) 12 В при потужності до 600 Вт;
б) 24 В при потужності від 600 до 1500 Вт;
в) 48 В при потужності понад 1500 Вт.
У нашому випадку приймаємо до встановлення інвертор на напругу 48 В.
Зробимо розрахунок необхідної потужності для забезпечення ефективної
роботи сонячної зарядної станції і результат занесемо до таблицю 2.9.
Таблиця 2.9 - Необхідна потужність для сонячної зарядної станції
№ Обладнання Потужність, кВт
1 Зарядна сонячна станція для електробайків 4,16
Величина заряду на тиждень, необхідна для покриття навантаження
змінного струму:
��∙�� 4160∙20
��доб = = = 1733,2 А ∙ год (2.6)
�� 48
де, �� – кількість годин, протягом яких здійснюється зарядка
електротранспорту, год.
− Номінальна та пікова вихідна потужність.
В ідеалі, номінальна вихідна потужність інвертора має бути рівною сумі
потужностей усіх навантажень. Проте, насправді частіше віддають перевагу
навантаженню з максимально можливою потужністю.
− Захист.
Якісний інвертор повинен мати максимальну кількість захистів:
а) від високої та низької напруги акумуляторної батареї,
б) від короткого замикання (КЗ) під час виходу,
в) від навантаження під час виходу,
г) від перегріву.
Наявність захистів запобігатиме виходу з ладу зарядної станції в екстрених
ситуаціях.
− ККД.
28
Коефіцієнт корисної дії сонячного інвертора в кінцевому рахунку визначає
скільки енергії буде витрачено марно (просто на те, щоб він працював). Сучасні
моделі мають ККД 90-95%. При ККД нижче 90% більше 10% енергії буде
витрачено марно, що не допустимо для сонячної електростанції.
Приймаємо гібридний інвертор для сонячних батарей AbiSolar18-5048,
Технічні характеристики інвертора зведені до табл. 2.10.
Таблиця 2.10 – Технічні характеристики інвертора
Модель інвертора VPК
Номінальна потужність 5 кВт
Форма вихідної напруги Чиста синусоїда
Вихідна напруга 230±5 %
Вихідна частота 50 Гц
Ефективність 90 %
Захист від перевантаження 5с при навантаженні ≥150%,
10с при навантаженні 110% – 150%
Максимальна потужність 2 номінальні потужності протягом 5с
Напруга постійного струму 48 В
Напруга холодного пуску 46 В
Характеристики заряду представлені у табл. 2.11
Таблиця 2.11 – Дані та характеристика заряду від інвертора
Струм, що 20/30A (при U=230В)
споживає інвертор
Напруга Рідкий 58,4
основного елемент
заряду AGM / 56,4
Gel
29
Закінчення таблиці 2.11
Графік заряду Напруга комірки Ток заряду, %
Напруга
Т1=Т0*10 (хв. 10хв; макс. 8 год.)
Основний Поглинаючий Підтримуючий Час
(стабілізований струм) (стабілізована напруга)
Струм заряду 50 А
Напруга АКБ 48 В
Діапазон 60 – 72 В
робочих
напруг
Максимальна 90 В
напруга
холостого
ходу
Споживання в 2Вт
режимі
очікування
Допуск +/-0.3%
напруги
2.5 Визначення необхідної ємності акумуляторних батарей та їх кількості
Для того, щоб розрахувати необхідну кількість АКБ, необхідно визначитися
з типом системи: автономна чи з підтримкою мережі.
Так як, у нас гібридна автономна система (фотоелектричний модуль),
кількість днів без сонця, визначаємо з табл. 2.11.
30
Визначимо сумарну ємність акумуляторів, яка враховує кількість днів без
сонця ��бс:
���� = ��доб ∙ ��бс = 1733,2 ∙ 18 = 31197,6 А ∙ год (2.7)
Для визначення оптимальної кількості АКБ необхідно врахувати, що чим
більша глибина розряду, тим швидше батареї вийдуть з ладу. Рекомендується
враховувати значення глибини розряду 20-50%. Відповідно коефіцієнт
використання �� складе від 0,2 до 0,5.
Заряд акумулятора з урахуванням глибини розряду визначається за
формулою:
��доб 1733,2
���� = = = 3466,4 А ∙ год (2.8)
�� 0,5
З урахуванням місця зберігання АКБ у технічних приміщенні і те що,
температура цього приміщення становитиме не менше 21˚С, приймаємо
коефіцієнт α=1,14, який враховує температуру навколишнього середовища у
приміщенні.
Загальна ємність акумуляторних батарей:
��заг = ���� ∙ �� = 3466,4 ∙ 1,14 = 3951,7 А ∙ год (2.9)
Відповідно до отриманої ємності, визначимо тип акумуляторної батареї,
який буде використовуватися, у цьому проекті. Запропоновано використовувати
гелеві акумулятори. Гелевий акумулятор EverExceed Solar ES250-12G
(12V250Ah). Свинцево-кислотні герметичні акумулятори, що не обслуговуються,
EverExceed серії Solar виробляються за технологією GEL.
Акумулятори серії Solar Gel чудово зарекомендували себе при використанні
в багатьох інших пристроях: у навігаційних приладах, телекомунікаційних,
освітлювальних, охоронних системах, електротранспорті. Особливо широко
31
герметизовані акумулятори серії Solar Gel застосовуються в побуті, наприклад, в
міні-електростанціях та генераторах, де не потрібне спеціальне обслуговування.
Акумулятор EverExceed ES250-12G відрізняється великим терміном служби
та відмінним циклічним ресурсом при роботі в режимі глибокого розряду: при
розряді 80% акумулятори цієї серії здатні видати до 1000 циклів.
Акумулятор має досить низький показник саморозряду – 2%, низький
внутрішній тиск та мінімальний показник газовиділення. Акумулятор
EverExceed ES200-12G має міцну, посилену конструкцію, укомплектований
захисними ковпачками для полюсів, сполучними планками. Відповідає
стандартам ICAO, IATA та DOT.
Номінальні характеристики акумуляторних батарей представлені в (табл.
2.12).
Таблиця 2.12 – Номінальні характеристики акумуляторних батарей
Характеристика Значення
Ємність 250 А ∙ год
Напруга 12 В
Габарити (д/ш/в), мм 520/269/220
Термін служби До 12 років
Циклічний ресурс (при 100% розряді) 800 циклів
Циклічний ресурс (при 50% розряді) 1750 циклів
Вибираємо тип та кількість акумуляторних батарей, які будуть
використовуватись у нашій енергосистемі.
Для визначення паралельно з'єднаних батарей необхідно визначити
відношення загальної ємності батарей ��заг до номінальної ємності вибраної
акумуляторної батареї, а отримане значення округлити до найближчого більшого
цілого числа. Це буде кількість батарей, з'єднаних паралельно:
АКБ ��заг 3951,7
��пар = = = 15,8 ≈ 16 шт (2.11)
��ном 250
32
Розрахуємо кількість послідовно з'єднаних батарей, для цього необхідно
визначити відношення номінальної напруги постійного струму системи ��інв до
номінальної напруги акумуляторної батареї:
��АКБ ��
= інв 48
посл = = 4 шт (2.12)
��ном 12
Повна кількість акумуляторних батарей складе:
�� АКБ АКБ
АКБ = ��пар ∙ ��посл = 16 ∙ 4 = 64 шт (2.13)
Габаритні розміри однієї батареї складють 0,08 м2, згідно з виробником [5].
Займана площа АКБ становитиме:
�� = ��АКБ ∙ �� ∙ �� = 0,08 ∙ 64 ∙ 1,2 = 6,14 м2 (2.14)
де k – коефіцієнт, що раховує 20% запасу місця під кабелі та інші предмети
для підключення АКБ.
2.6 Розрахунок кількості панелей та вибір полікристалічного
фотоелектричного модуля
Приймаємо до встановлення сонячні батареї JA Solar JAP72S01 330Вт з
полікристалічного кремнію, так як кількість похмурих днів досить висока
протягом року, а як відомо полікристалічний кремній здатний вловлювати
розсіяне світло [5].
Характеристики обраної панелі представлені у табл. 2.13
Таблиця 2.13 - Характеристики сонячної панелі
Найменування Потужність, Вт Ток, Напруга Номінальна Робочий Довжина, Ширина,
параметру заряду х.х., В напруга, В струм, А мм мм
А
330 18,33 37,65 24 13,75 1960 961
33
Відповідно до методики [4] необхідна ємність з урахуванням втрат на заряд
розряд акумуляторної батареї:
��з−р = ��доб ∙ �� = 1733,2 ∙ 1,2 = 2079,84 А ∙ год (2.15)
�� - поправний коефіцієнт на заряд - розряд АКБ, �� = 1,2.
Значення струму, який має генерувати сонячні батареї:
��з−р 2079,84
��СБ = = = 611,7 А ∙ год (2.16)
�� 3,4
�� -число пікових сонце-годин для заданої місцевості, �� = 3,4 (дані з сайту
�������� за оцінкою сонячної інсоляції) [3].
Для визначення числа модулів, з'єднаних паралельно, необхідно обрахувати
відношення значення струму, що виробляється батареями до максимального
струму одного модуля �������� та округлити отримане значення до найближчого
більшого цілого числа.
СБ ��СБ 611,7
��пар = = = 33,4 ≈ 34 шт (2.17)
�������� 18,33
де �������� - максимальний струм (струм КЗ), А.
Число модулів, з'єднаних послідовно:
�� 48
��СБ інв
посл = = = 2 (2.18)
��СБ
ном 24
де ��інв - напруга на інверторі, вхід від сонячних панелей, В.
Загальна кількість потрібних фотоелектричних модулів:
��СБ = ��СБ СБ
пар ∙ ��посл = 34 ∙ 2 = 68 шт (2.19)
34
Площа сонячних батарей:
��СБ = ��СБ ∙ ��СБ
1 = 68 ∙ 1,95 = 132,6 м2
де ��СБ
1 - площа однієї сонячної батареї.
2.7 Висновки до розділу 2
У цьому розділі представлені дані про сонячну інсоляцію на плоску
поверхню, визначено оптимальний кут нахилу фотомодулів автономного
забезпечення автозарядної станції, виконано перерахунок сонячної інсоляції на
похилу площину. Складено профіль навантаження споживача, а також виконано
розрахунок необхідної кількості сонячних панелей та акумуляторів, для
гарантованого безперебійного живлення зарядних пристроїв станції.
35
3 ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЕНЕРГОПОСТАЧАННЯ АВТОЗАРЯДНОЇ СТАНЦІЇ
3.1 Визначення кількості електричної енергії сонячними панелями
протягом року
Виходячи з розрахунку, поданого в розділі 2, на запланованій автозарядній
станції передбачається використати 68 сонячних панелей.
Дані про вироблення електроенергії одним модулем на 1м2 представлені у
табл. 3.1-3.3.
Таблиця 3.1 - Зведена таблиця вироблення електроенергії однією панеллю
протягом року з січня по квітень
Місяць
Січень Лютий Березень Квітень
Вироблення електроенергії, кВт·год
1
0,35803 0,62987 0,845327 1,375727
2
0,39118 0,699464 0,95473 1,74366
3
0,37129 0,65631 1,064111 1,733741
4
0,401114 0,772397 0,958038 1,90947
5
0,32488 0,745876 1,123789 1,945903
6
0,37794 0,818802 1,1931 1,786787
7
0,387856 0,851957 1,323 1,514956
8
0,348071 0,871849 1,2591 1,541474
9
0,401114 0,88841 1,488437 1,780151
10
0,348077 0,891737 1,488438 1,64427
11
0,394488 0,938144 1,302794 1,84315
12
0,387854 0,93489 1,163566 1,793414
13
0,434261 0,865211 1,428768 2,032094
36
Закінчення таблиці 3.1
14
0,427636 0,86854 1,40559 1,853084
15
0,44428 0,84862 1,40557 1,94926
16
0,348077 0,91492 1,442024 1,88954
17
0,460786 1,064114 1,342576 2,164697
18
0,42433 1,183454 1,27957 2,250889
19
0,374594 1,123787 1,196714 2,08844
20
0,421007 1,12048 1,37243 2,08181
21
0,367969 1,110521 1,51824 1,84318
22
0,47734 1,196716 1,5514 2,277405
23
0,500564 1,25304 1,68408 2,10836
24 0,500569 1,263018
1,74369 2,24097
25
1,700594 2,376854
0,560234 1,15367
26
0,533717 1,2594 1,548101 2,416639
27
0,51715 1,209979 1,54474 2,489568
28
0,49726 1,23984 1,58451 2,303927
29
0,47079 0,891734 1,627666 2,27401
-
30
1,959167 1,64421
0,64977
31
0,586754 - 1,972424 -
Таблиця 3.2 - Зведена таблиця вироблення електроенергії однією панеллю
протягом року з травня по серпень.
Дата Місяць
Травень Червень Липень Серпень
Вироблення електроенергії, кВт·год.
1
2,423261 2,68519 2,589011 2,83762
2
2,5854 2,622162 2,57246 2,734876
37
Закінчення таблиці 3.2
3
2,648688 2,648686 2,54592 2,65864
4
2,44644 2,529341 2,661949 2,7848
5
2,62542 2,9173 2,887361 2,87743
6
2,54593 2,68519 2,589016 2,83767
7
2,317189 2,622164 2,57242 2,734879
8
2,390114 2,648683 2,54593 2,65861
9
2,211109 2,529346 2,661947 2,7847
10
2,449787 2,9171 2,887366 2,87745
11
2,602278 2,99677 3,01005 2,87078
12
2,36696 2,91054 2,834324 2,913883
13
2,290667 2,88401 2,827699 2,668577
14
2,63874 2,774652 2,953666 2,83106
15
2,661949 2,79127 2,668574 2,781288
16
2,761397 2,90394 3,0497 2,787914
17 2,94373 2,854211 2,688461 2,80445
18
2,9834 2,82439 2,748136 2,920516
19 2,661947 2,61884 2,65867 2,814437
20
2,84426 2,66521 2,79454 2,768023
21 2,542601 2,93707 2,675201 2,77791
22
2,80444 2,781283 2,70507 2,3207
23 2,77793 2,582387 2,595649 2,164691
24 2,93044 2,714989 3,053118 2,62549
25 2,893996 2,88404 2,867474 2,489561
26 2,77133 2,768021 2,396741
2,648684
27 2,651 2,734877 2,681836 2,502824
28 2,28736
2 854216 2,49956 2,754761
29 2,754764 2,37355 2,75146 2,54598
30 2,522714 2,589011 2,840951 2,43986
31 2,93041 - 3,053117 2,62549
38
Таблиця 3.3 - Зведена таблиця вироблення електроенергії однією панеллю
протягом року з вересня по грудень.
Дата Місяць
Вересень Жовтень Листопад Грудень
Вироблення електроенергії, кВт·год.
1 2 3 4 5
1
2,0774 1,43874 0,759134 0,308295
2
2,0151438 1,548104 0,792284 0,33816
3
1,94924 1,0501694 0,70945 0,35136
4
2,025462 1,53157 0,865214 0,334817
5
1,97571 1,422134 0,77576 0,367968
6
2,01214 1,5914 0,76247 0,35809
7
2,06851 1,481807 0,759131 0,348079
8
2,032094 1,594517 0,62982 0,371127
9
2,07517 1,316057 0,639793 0,35137
10
1,886234 1,249754 0,626534 0,288406
11
1,86961 1,38561 0,613274 0,361334
12
1,886237 1,33924 0,65635 0,334814
13 1,760264 1,33927 0,600018 0,348074
14 1,75033 1,004448 0,580129 0,354704
15 1,97571 1,25308 0,47737 0,35804
16 2,10837 1,123784 0,49726 0,281776
17 1,932649 1,02763 0,55691 0,31823
18 2,018831 1,18678 0,45748 0,321551
19 1,81663 1,07405 0,45083 0,35134
20 1,853084 0,9941 0,387851 0,414379
21 1,86301 0,997819 0,361339 0,38451
22 1,90282 0,94144 0,467414 0,38451
23 1,80998 0,818802 0,50386 0,361333
39
Закінчення таблиці 3.3
24 1,773524 0,838697 0,467417 0,321553
25 1,660814 0,885106 0,328184 0,334813
26 1,448656 0,865216 0,407749 0,31828
27 1,455281 0,885104 0,38452 0,39118
28 1,481808 0,858584 0,513821 0,3311
29 1,26635 0,78238 0,36461 0,33819
30 1,256384 0,865211 0,3567 0,367964
31 - 1,33929 - 0,29173
Згідно з отриманими даними, для наочності електроенергія вироблена
сонячною панеллю представлена на рис. 3.1, а всієї фотоелектричної системи –
на рис. 3.2.
Вироблення електроенергії одним фотомодулем протягом
року, кВт·год.
Дні року
Рисунок 3.1 - Вироблення електроенергії одним фотомодулем п ротягом
року
40
кВт·год.
Вироблення електроенергії всією фотоелектричною
системою протягом року кВт·год.
Дні року
Рисунок 3.2 - Вироблення електроенергії всією фотоелектричною
системою протягом 2022 року
Дані про вироблення електроенергії всією сонячною станцією подано у
табл. 3.4-3.6.
Таблиця 3.4 – Дані щодо вироблення електоенергії всією фотоелект ричною
системою протягом січня-квітня 2022 р.
Дата Місяць
Січень Лютий Березень Квітень
Вироблення електроенергії, кВт·год.
1 2 3 4 5
1
24,38 39,94 57,49 134,17
2 26,69 42,88 64,93 93,59
3 25,26 47,59 72,34 118,54
4 27,21 44,67 65,16 117,85
5 22,07 52,51 76,41 129,85
6
25,78 50,76 81,14 132,32
7 26,35 55,69 90,16 121,51
8
23,64 57,91 85,67 103,03
9
27,23 59,25 101,22 104,87
41
кВт·год.
Закінчення таблиці 3.4
10 23,64 60,42 101,22 121,09
11
26,88 60,63 88,58
111,84
12 26,34 63,78 79,14 125,35
13 29,56 63,54 97,14 121,94
14 29,01 58,85 95,57 138,16
15 30,22 59,05 95,53 126,04
16 23,68 57,74 98,07 132,53
17 31,31 62,21 91,31 128,47
18 28,89 72,34 87,02 147,21
19 25,44 80,48 81,37 153,08
20 28,61 76,43 93,36 142,04
21 25,03 76,17 103,27 141,54
22 32,47 75,53 105,51 125,38
23 34,05 81,34 114,52 154,89
24 34,05 85,24 118,58 143,34
25
38,14 85,88 115,66 152,36
26 36,28 78,44 105,24 161,67
27 35,18 85,65 105,04 164,35
28 33,82 82,27 107,73 169,28
29 32,02 84,32 110,67 156,64
-
30
44,17 133,23 125,31
31 32,44 - 105,54 -
Таблиця 3.5 – Дані щодо вироблення електоенергії всією фотоелектричною
системою протягом травня-серпня 2022 р.
Дата Місяць
Травень Червень Липнь Серпень
Вироблення електроенергії, кВт·год.
1
154,65 182,58 174,94 180,78
42
Продовження таблиці 3.5
2
164,79 178,35 173,13 189,36
3 175,84 180,12 181,02 195,64
4
180,13 172,03 196,35 195,23
5
166,35 198,34 204,69 198,15
6
178,59 203,75 192,78 181,44
7
173,14 197,93 192,27 192,53
8
157,58 196,13 200,86 189,18
9
162,54 188,69 181,44 189,59
10
150,35 189,81 207,37 190,75
11 166,54 197,48 182,83 198,63
12 176,99 194,07 186,84 191,37
13 160,94 192,05 180,74 188,25
14 155,78 178,04 190,05 188,904
15 179,46 181,26 181,94 157,78
16
181,03 199,73 183,91 147,21
17 187,78 189,14 176,59 171,07
18 200,19 175,61 186,64 170,65
19 202,87 163,89 183,47 172,92
20
181,02 187,14 184,86 172,23
21 193,42 185,96 206,02 178,75
22 172,99 187,34 202,44 178,54
23 190,74 169,75 207,66 169,28
24 188,97 184,61 194,97 162,97
25 199,24 196,13 188,24 170,14
26 196,78 188,47 182,35 155,55
27 180,12 185,94 187,33 173,13
28 180,36 169,99 187,14 165,96
29 194,04 161,42 193,19 150,17
43
Закінчення таблиці 3.5
30 187,34 176,04 192,94 146,35
31 171,53 - 185,95 132,56
Таблиця 3.6 – Дані щодо вироблення електоенергії всією фотоелектричною
системою протягом вересня-грудня 2022 р.
Дата Місяць
Вересень Жовтень Листопад Грудень
Вироблення електроенергії, кВт·год.
1
137,74 104,16 52,78 22,74
2 134,34 96,78 51,87 25,03
3 144,28 108,24 51,66 24,34
4 140,69 100,75 42,84 23,68
5 138,14 108,47 43,52 25,24
6 141,12 89,48 42,61 23,88
7 128,24 84,96 41,71 19,62
8 127,15 94,27 44,65 24,54
9 128,24 91,05 40,84 22,74
10 119,73 91,06 39,46 23,64
11 119,04 68,31 32,45 24,13
12 134,37 85,23 33,82 24,34
13 143,36 76,44 37,84 19,16
14 131,44 69,89 31,12 21,67
15 137,25 80,74 30,67 21,88
16 123,52 73,06 26,36 23,87
17 126,04 67,64 24,56 28,18
18 126,68 67,89 31,77 26,16
19 129,37 64,01 34,27 26,16
44
Закінчення таблиці 3.6
20 123,04 55,63 31,77 24,54
21
120,61 57,07 22,35 21,84
22 112,98 60,17 27,74 22,78
23 98,54 58,86 26,16 21,65
24 98,94 60,14 34,91 26,62
25 100,75 58,39 24,81 25,03
26
86,12 53,21 19,85 19,85
27 85,47 58,85 26,61 19,37
28 97,86 51,66 20,97 24,36
29 105,28 53,87 22,98 23,45
30
102,13 48,25 23,88 26,16
31 - 58,89 -
22,97
Аналізуючи отримані дані, оцінимо гарантованість споживання, як
відношення виробленої електроенергії до споживаної, рис. 3.3.
Графік порівняння споживання та вироблення
електроенергії на фотоелектричній системі
Дні року
Рисунок 3.3 – Порівняльний графік споживання та вироблення е/е
45
Так як навантаження споживачів електроенергії на сонячній зарядній
електростанції становить 83,2 кВт год/день протягом року, (статистичні дані),
можна оцінити нестачу та надлишок електроенергії.
У зимові місяці електроенергії не вистачатиме, але в літні – її є з надлишком.
Визначимо профіль надлишку та нестачі енергії табл.3.7.
Таблиця 3.7 – Методика розрахунку профілів надлишку та нестачі
електроенергії
№ Порядковий Кількість ел/е, Профіль Профіль
номер дня що поступила споживання надлишку
з урахуванням Вт∙год/добу (нестачі)
надлишку ел/енергії,
попередніх Вт∙год/добу
діб,
Вт∙год/добу
1 1 а б а-б
2 2 в+(а-б) г в+(а-б)-г
… … … …д …є
k-1 n-1 ж з ж-з
k n и+(ж-з) л и+(ж-з)-л
Разом м
де,
а - енергія, що надійшла в першу добу;
б – спожита енергія у першу добу;
а - б - надлишок енергії після першої доби;
в +(а - б) - сума надходження енергії у другу добу та надлишок від першої
доби;
г – спожита енергія у другу добу;
в+(а-б)-г - надлишок енергії після другої доби;
д - спожита енергія протягом n -2 доби;
є - надлишок енергії після n -2 доби;
46
ж - сума надходження енергії протягом n-1 доби та надлишок електроенергії
протягом n -2 доби;
з - спожита енергія протягом n-1 доби;
ж - з - надлишок енергії після n -1 доби;
и+(ж-з) - сума надходження енергії в n добу та надлишку від n - 1 доби
и+(ж-з)-л - надлишок енергії після n доби;
м – сумарна енергія профілю надлишку за весь період роботи.
В останньому стовпці таблиці надлишок береться з позитивним знаком,
нестача - із негативним.
Фрагмент масиву даних для визначення профілю надлишку та нестачі
енергії представлено в табл. 3.8.
Таблиця 3.8 – Фрагмент профілю надлишку та нестачі енергії
№ Порядковий Енергія яка Профіль Профіль
номер дня надійшла з споживання залишку
врахуванням енергії
залишку Вт. год./ добу
минулої доби Вт. год./ добу
Вт. год/ добу
1 1 24,34 83,5 83,4
2 2 -32,28 83,5 -115,48
3 3 -31,31 83,5 -146,82
4 4 -30,67 83,5 -145,25
5 5 -33,86 83,5 -147,72
6 6 -35,47 83,5 -152,47
7 7 -31,12 83,5 -149,72
8 8 -33,14 83,5 -147,47
9 9 -32,25 83,5 -148,63
10 10 -32,24 83,5 -147,72
11 11 -32,72 83,5 -148,14
12 12 -3,04 83,5 -145,92
13 13 -27,35 83,5 -140,53
47
Закінчення таблиці 3.8
14 14 -24,57 83,5 -135,07
15 15 -23,92 83,5 -131,72
16 16 -29,35 83,5 -136,48
17 17 -28,23 83,5 -140,76
18 18 -23,04 83,5 -135,48
19 19 -28,89 83,5 -135,07
20 20 -29,11 83,5 -141,18
21 21 -29,57 83,5 -141,84
Аналогічно проводиться розрахунок інших місяців (див. Додаток А).
Графік нестачі/надлишку електроенергії представлений рис. 3.4
Графік надлишку та нестачі енергії, кВт/год
Рисунок 3.4 - Графік надлишку та нестачі енергії, кВт/год за днями року
3.2 Висновки до розділу 3
У цьому розділі визначено кількість електричної енергії, що виробляється
сонячними панелями протягом року, а також побудовані графіки споживання та
вироблення енергії. Згідно з отриманими даними, можна сказати, що ми
забезпечили гарантованість енергозабезпеченням споживача, оскільки сума
недоліку/надлишку днями становила 67504,09 кВт∙год. У зимові місяці, нестачу
сонячної енергії, компенсуватиме, вибраний накопичувач.
48
4 РОЗРАХУНОК ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНИХ ПОКАЗНИКІВ СИСТЕМИ
ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ НА ОСНОВІ СОНЯЧНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ
4.1 Розрахунок капітальних інвестицій
Капітальні інвестиції для реалізації проектного технічного рішення
включають:
• витрати на придбання обладнання, техніки, технології,
• технічних засобів контролю та обліку, пристроїв діагностики
• стану обладнання;
• витрати на будівельно-монтажні роботи;
• витрати на монтажно-налагоджувальні роботи;
• Інші витрати.
При визначенні величини проектних капіталовкладень можна скористатися
формулою [7]:
Кпр = Коб ∙ (∑��
і=1 Ці) + Втр + Вмн + Вдем + Він (4.1)
де К ∙ (∑��
об і=1 Ці) - витрати на придбання обладнання, техніки, технології,
технічних засобів контролю та обліку, пристроїв діагностики стану обладнання,
сумарна вартість комплектуючих i-го виду, що є необхідними для реалізації
прийнятого технічного рішення, грн.;
Втр – транспортно-заготівельні витрати, Втр = 0,05 ∙ Коб , грн;
Вмн - витрати на монтажно-налагоджувальні роботи, Вмн = 0,07 ∙ Коб , грн.;
Вдем - витрати на демонтаж застарілого устаткування, грн;
Він- інші витрати, Він = 0,3 ∙ Вмн, грн.
Вартість обладнання та комплектуючих взята на підставі прайс-листа
оптових цін на електроустаткування підприємства «PROM.ua».
Інтернет адреса: https://prom.ua станом на 20.09.2023р.
Витрати на придбання, монтаж та налагодження обладнання наведено в
табл. 4.1.
49
Таблиця 4.1 - Капітальні вкладення на технічне обладнання та комплектуючі
№ Найменування Кіл- Ціна, Вартість, Монтажні Трансп- Інші Разом,
ть, тис. тис.грн. роботи ні витрати тис.грн
шт грн. (10%), витрати (30%),
тис.грн. (5%), тис.грн.
тис.грн.
1 AbiSolar 5048 1 32,83 32,83 3,283 1,641 9,849 47,6
2 EverExceed 68 7,5 510 51 25,5 153 736,8
ES250-12G
3 Сонячні панелі 68 5,5 374 37,4 18,7 112,2 542,3
JA Solar
JAP72S01
Разом 1362,7
4.2 Розрахунок експлуатаційних витрат
До основних статей експлуатаційних витрат на електротехнічне обладнання
відносяться:
• Амортизаційні відрахування (Са).
• Заробітна плата обслуговуючого персоналу (Сз).
• Єдиний соціальний внесок (Сс).
• Витрати на технічне обслуговування та поточний ремонт обладнання та
мереж (Спр).
• Вартість витрат електроенергії (Се).
• Інші витрати (Сін).
Таким чином, річні експлуатаційні витрати по об'єкту проектування
становлять [8]:
З = Са + Сз + Сс + Спр + Сін (4.2)
50
4.2.1 Розрахунок амортизаційних відрахувань
Амортизаційні відрахування – відрахування частини вартості основних
фондів для відшкодування їхнього зносу.
Амортизація об'єкта основних засобів нараховується виходячи з часу його
використання. Час корисного використання об'єкта основних засобів
нараховується з часу його корисного використання. Термін корисного
використання об'єктів основних засобів та нематеріальних активів - 5 років,
виходячи з очікуваних економічних вигод, технічних та якісних характеристик
основного засобу, морального та фізичного зносу, а також інших чинників, які
можуть спричинити можливість використання. Термін корисного використання
впроваджуваного устаткування становить 12 років.
Норма амортизації при прямолінійному методі постійна протягом усього
амортизаційного періоду і дорівнює [10]:
Ф
На = п ∙ 100% (4.3)
Фп∙Тп
1326,7
На = ∙ 100 = 8,33 %
1326,7 ∙ 12
Тоді річні амортизаційні відрахування АТ при прямолінійному методі:
Н ∙Ф
АВ = а (4.4)
100
8,33 ∙ 1326,7
АВ = = 110,51 тис. грн
100
51
4.2.3 Розрахунок річного фонду заробітної плати
Розрахунок заробітної плати не виконується, тому що для цієї системи
профілактичні та інші види робіт для підтримки всіх систем енергозабезпечення
проводяться не рідше ніж один раз на рік, ремонтними електробригадами
підрядної організації.
4.2.4 Визначення річних витрат на технічне обслуговування та поточний
ремонт
Компанія, яка надає послуги з доставки/продажу енергетичних систем на
основі сонячної енергії, що виробляє технічне обслуговування згідно з прайсом,
у розмірі 150 грн/панель.
Для варіанта з 68 сонячними панелями сума витрат на річне обладнання
становитиме 10,2 тис. грн.
Також приймаємо витрати у розмірі 1000 грн. на місяць для персоналу
автозаправки, який буде протирати сонячні панелі від пилу.
Ст = 10200 + 1000 ∙ 12 = 22200 грн./рік
Таким чином річні експлуатаційні витрати становитимуть:
С1 = АВ + Ст = 110510 + 22200 = 132710 грн. (4.5)
4.3 Визначення річної економії від застосування об'єкта проектування
Повна річна економія від запровадження прийнятого технічного рішення
визначається з урахуванням експлуатаційних витрат на даному об'єкті:
52
Епр = Ер − С1 (4.6)
де,
Ер - прибуток за вироблену електроенергію на основі відновлюваних джерел
енергії та продано за зеленим тарифом, грн.
Знайдемо прибуток за вироблену «зелену» енергію:
Ер = ��1 ∙ �� + ��2 ∙ �� (4.7)
де,
a -тарифи за кВт електроенергії за зеленим тарифом (становить 6 грн
за 1 кВт) за даними [6].
�� – тариф на продаж е/е, який не враховує зелений тариф (становить 1,68 грн
для підприємств понад 600 кВ·год).
��1 – річне вироблення е/е, ��1 = 67504 кВт∙ год/рік;
��2 – продана електроенергія споживачам автозарядної станції, звичайному
тарифу, ��2 = 30368 кВт∙год/рік.
Кількість виробленої енергії складе згідно з додатком Д:
Ер = 67504 ∙ 6 + 30368 ∙ 1,68 = 405024 + 51018,24 = 456042,24 грн.
Річна повна економія складе:
Епр = 456042,24 − 132710 = 323332,24 грн.
4.4 Розрахунок економічної ефективності та терміну окупності проекту
Період окупності можна знайти за формулою:
53
Кпр 1362700
Ток = = =4,1 (4.8)
Епр 323332,24
Для проектного варіанта період окупності складе: 4,1 роки.
Проект капітальних вкладень вважається доцільним, якщо виконується
умова:
Ер > Ен (4.9)
Ен - нормативне значення коефіцієнта ефективності визначається виходячи
з прийнятої індивідуальної норми прибутковості:
1
Ен = (4.10)
Точ
де, Точ= 12 років, очікуваний, прийнятий термін окупності капітальних
вкладень.
Тоді нормативне значення коефіцієнта ефективності становитиме
1
Ен == = 0,083
12
Розрахунковий коефіцієнт ефективності (прибутковості) капітальних витрат
Ер:
Епр 323332,24
Ер = = = 0,24 (4.11)
Кпр 1362700
Тоді перевіряємо на виконання умови Ер > Ен:
0,24> 0,083 – умова виконується, Проект доцільний.
54
4.5 Висновки до розділу 4
В результаті виконання техніко-економічного аналізу було зроблено
розрахунок вартості проекту, що впроваджується, а зокрема електрозарядну
станцію, капіталовкладення якої становило 1326,7 тис.грн, а термін окупності 4,1
роки, що для об'єктів на основі відновлюваних джерел - доволі швидко. Також
розрахована економічна ефективність від його впровадження.
Було встановлено, що з використанням такої системи відбувається економія
коштів, а «чистий» дохід буде приноситься менш як через 5 років, що говорить
про доцільність використання даних технологій.
55
ВИСНОВКИ
В результаті проведених досліджень отримано такі результати:
1. Аналіз сучасних літературних джерел показав, що галузь сонячної
енергетики переживає стрімке зростання, по всьому світу, активно
досліджуються можливості підвищення ефективності сонячних батарей.
2. Визначено оптимальний кут нахилу сонячних батарей, які забезпечать
автономне енергопостачання автозарядних станцій
4. В результаті проведеної роботи, було збудовано профіль надходження
енергії на горизонтальну площину, виконано перерахунок на похилу поверхню.
5. Було зроблено аналіз вибраного обладнання для автономної сонячної
електростанції, визначено тип та потужність інвертора, акумуляторів, а також
вибрані сонячні панелі з потужністю 330Вт, визначено надлишок/недолік
електричної енергії. Дослідження показало, що система протягом теплих місяців
накопичуватиме електроенергію, цим покриє дефіцит їх у зимовий період.
6. В економічній частині вироблено техніко-економічне обґрунтування
проекту, що в свою чергу є доцільним, оскільки термін окупності становив 4,1
роки.
56
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Атлас енергетичного потенціалу відновлених та нетрадиційних
джерел енергії. – К.: НАН України, 2005. – 44 с.
2. Чорномор Я.В. Вдосконалення транспортної інфраструктури міст за
рахунок розповсюдження зарядних електростанцій / Я.В.Чорномор, Л.А.
Тарандушка, І.П. Тарандушка // Міжнародно науково-практична конференція
«Інноваційні аспекти розвитку автомобільного транспорту України» 16 - 18
травня 2023 р. м. Кам’янське C.86-88.
3. Сайт «NASA» [Електронний ресурс] / Електронні текстові дані. –
Режим доступу: https://www.nasa.gov/, вільний.
4. Методичні вказівки для курсового проектування з дисципліни
"Сонячна енергетика" на тему: "Розрахунок системи автономного
енергопостачання з використанням фотоелектричних перетворювачів” /
Упорядн.: А.М. Гребенюк, О.О. Суворкін– Дніпропетровськ: Державний ВНЗ
“Національний гірничий університет”, 2016.- 16 с.
5. Сонячні електростанції. [Електронний ресурс]. Режим доступу:
Пhttps://solarmarket.com.ua/powerplants?utm_source=google&utm_medium=cpc&u
tm_campaign=20381000552&utm_content=666327029036&gclid=CjwKCAjwjaWo
BhAmEiwAXz8DBX02lem3H2VcSAQ4QGvApmCIjKBfh9aJK8q8lQhDN9YlAsge
8ABzWBoCXiEQAvD_BwE.
6. Вартість електрики виробленої за зеленим тарифом [Електронний
ресурс]. Режим доступу: http://eenergy.com.ua/zelenij-tarif/tsina-na-zelenij-tarif/.
7. Кудря С. О. Нетрадиційні та відновлювані джерела енергії :
підручник / С. О. Кудря. – Київ : Національний технічний університет України
«КПІ», 2012. – 495 с.
8. Р. Титко Відновлювальні Джерела Енергії (досвід Польщі для
України) : навч. посібник / Р. Титко, В. М. Калініченко. – Варшава : OWG, 2010.
– 530 с.
57
9. Forkun Ya. B. Analysis of structures and methods of calculation of solar
collectors as an alternative source of heat energy [Text] / O.B. Yegorov, Ya. B. Forkun,
O. Ju. Yegorova // Lighting engineering and power engineering. 2017. – Vol.3. P. 31–
36.
10. Florschuetz L. W. Extension of the Hottel-Whillier model to the analysis
of combined photovoltaic/thermal flat plate collectors // Solar energy. – 1979. – Т. 22.
– №. 4. – С. 361–366.
58
ДОДАТКИ
59
Додаток А
Таблиця А1 - Профіль надлишку та нестачі енергії
№ Порядковий Енергія яка Профіль Профіль
номер дня надійшла з споживання залишку
врахуванням енергії
залишку Вт·год./ добу
минулої доби Вт·год./ добу
Вт·год./ добу
1 1 24,34 83,6 83,2
2 2 -32,24 83,6 -115,45
3 3 -31,32 83,5 -146,82
4 4 -30,64 83,1 -145,25
5 5 -33,85 83,4 -147,75
6 6 -35,45 83,9 -152,47
7 7 -31,14 82,3 -149,75
8 8 -3,15 83,3 -147,49
9 9 -32,28 83,4 -148,65
10 10 -32,28 83,2 -147,75
11 11 -32,74 83,2 -148,15
12 12 -30,01 83,2 145,98
13 13 -27,35 83,5 -140,54
14 14 -24,58 83,6 -135,07
15 15 -23,95 83,5 -131,75
16 16 -29,35 83,5 -136,48
17 17 -28,24 83,5 -140,74
18 18 -23,04 83,4 -134,42
19 19 -28,84 83,5 -135,07
20 20 -29,14 83,5 -141,18
21 21 -29,56 83,5 -141,86
22 22 -25,73 83,5 -138,48
23 23 -16,78 83,5 -125,63
60
24 24 -15,13 83,5 -115,05
25 25 -11,08 83,5 -109,36
26 26 -8,87 83,5 -103,09
27 27 -11,75 83,5 -103,74
28 28 -14,23 83,5 -109,14
29 29 -17,36 83,5 -114,84
30 30 -7,05 83,5 -107,58
31 31 0,87 83,5 -89,35
32 32 -0,48 83,5 -82,74
33 33 7,18 83,5 -76,47
34 34 9,01 83,5 -67,04
35 35 13,98 83,5 -60,26
36 36 20,07 83,5 -49,21
37 37 23,24 83,5 -39,95
38 38 30,42 83,5 -29,58
39 39 34,08 83,5 -18,74
40 40 36,54 83,5 -12,65
41 41 37,89 83,5 -8,84
42 42 41,25 83,5 -4,14
43 43 44,15 83,5 2,18
44 44 39,24 83,5 0,14
45 45 34,68 83,5 -9,31
46 46 33,58 83,5 -14,95
47 47 36,71 83,5 -12,95
48 48 51,39 83,5 4,91
49 49 69,62 83,5 37,87
50 50 73,68 83,5 60,14
51 51 69,42 83,5 59,98
52 52 68,53 83,5 54,74
61
53 53 73,67 83,5 59,01
54 54 83,36 83,5 73,87
55 55 87,84 83,5 88,07
56 56 81,14 83,5 85,84
57 57 80,98 83,5 78,85
58 58 84,75 83,5 82,41
59 59 83,35 83,5 84,93
60 60 58,54 83,5 58,74
61 61 39,21 83,5 14,58
62 62 54,07 83,5 10,07
63 63 54,32 83,5 25,14
64 64 58,35 83,5 29,41
65 65 74,38 83,5 49,54
66 66 88,13 83,5 79,26
67 67 92,64 83,5 97,54
68 68 103,68 83,5 113,11
69 69 119,23 83,5 139,75
70 70 106,61 83,5 142,62
71 71 84,55 83,5 107,99
72 72 93,07 83,5 94,34
73 73 109,58 83,5 119,42
74 74 107,99 83,5 134,27
75 75 110,45 83,5 135,18
76 76 106,16 83,5 133,34
77 77 95,10 83,5 118,04
78 78 85,18 83,5 97,11
79 79 91,51 83,5 93,47
80 80 113,38 83,5 121,68
81 81 125,55 83,5 155,74
62
82 82 136,82 83,5 179,14
83 83 149,89 83,5 203,48
84 84 151,04 83,5 217,71
85 85 137,77 83,5 205,53
86 86 127,13 83,5 181,64
87 87 129,61 83,5 173,52
88 88 135,24 83,5 181,64
89 89 160,71 83,5 212,75
90 90 184,16 83,5 261,66
91 91 144,48 83,5 245,43
92 92 128,93 83,5 190,18
93 93 153,28 83,5 198,98
94 94 164,55 83,5 234,61
95 95 178,97 83,5 260,32
96 96 170,69 83,5 266,38
97 97 141,33 83,5 228,75
98 98 124,65 83,5 182,77
99 99 142,68 83,5 184,12
100 100 149,67 83,5 209,14
101 101 153,95 83,5 220,41
102 102 164,07 83,5 234,84
103 103 176,94 83,5 257,83
104 104 180,97 83,5 274,78
105 105 175,37 83,5 273,16
106 106 177,85 83,5 269,98
107 107 192,48 83,5 287,14
108 108 217,07 83,5 326,36
109 109 144,48 83,5 245,43
110 110 128,93 83,5 190,17
63
111 111 211,88 83,5 345,7
112 112 200,39 83,5 329,06
113 113 183,71 83,5 300,89
114 114 197,09 83,5 297,47
115 115 215,04 83,5 328,85
116 116 212,56 83,5 344,39
117 117 230,82 83,5 360,17
118 118 242,77 83,5 390,38
119 119 250,43 83,5 409,99
120 120 242,77 83,5 409,97
121 121 228,12 83,5 387,64
122 122 236,23 83,5 381,15
123 123 257,42 83,5 410,46
124 124 272,75 83,5 446,97
125 125 263,28 83,5 452,82
126 126 261,68 83,5 441,77
127 127 268,47 83,5 446,96
128 128 247,47 83,5 432,77
129 129 236,91 83,5 401,18
130 130 229,64 83,5 383,34
131 131 233,75 83,5 380,23
132 132 260,37 83,5 410,87
133 133 254,71 83,5 431,85
134 134 233,54 83,5 405,03
135 135 252,01 83,5 402,35
136 136 277,26 83,5 446,09
137 137 285,58 83,5 479,64
138 138 304,77 83,5 507,14
139 139 319,86 83,5 541,41
64
140 140 300,67 83,5 537,35
141 141 291,23 83,5 508,72
142 142 283,12 83,5 491,14
143 143 280,44 83,5 480,36
144 144 296,45 83,5 493,62
145 145 304,98 83,5 518,17
146 146 312,89 83,5 534,65
147 147 293,71 83,5 523,34
148 148 277,26 83,5 487,76
149 149 291,23 83,5 485,24
150 150 298,24 83,5 506,25
151 151 275,68 83,5 490,69
152 152 270,94 83,5 463,41
153 153 277,71 83,5 465,44
154 154 275,23 83,5 469,73
155 155 268,92 83,5 460,93
156 156 287,18 83,5 472,88
157 157 318,96 83,5 522,92
158 158 318,51 83,5 554,26
159 159 310,82 83,5 546,14
160 160 301,54 83,5 529,22
161 161 295,29 83,5 513,65
162 162 304,08 83,5 516,16
163 163 308,36 83,5 529,24
164 164 302,95 83,5 528,11
165 165 286,95 83,5 506,64
166 166 276,13 83,5 479,85
167 167 297,77 83,5 490,67
168 168 305,69 83,5 520,29
65
169 169 281,54 83,5 503,97
170 170 256,24 83,5 454,63
171 171 267,77 83,5 440,84
172 172 289,89 83,5 474,46
173 173 290,11 83,5 496,74
174 174 273,88 83,5 480,78
175 175 271,14 83,5 461,86
176 176 297,52 83,5 485,44
177 177 301,38 83,5 515,71
178 178 291,26 83,5 509,38
179 179 272,75 83,5 480,74
180 180 248,18 83,5 437,76
181 181 254,23 83,5 419,23
182 182 267,79 83,5 438,88
183 183 264,84 83,5 449,44
184 184 270,96 83,5 452,77
185 185 294,16 83,5 481,87
186 186 317,83 83,5 528,79
187 187 314,23 83,5 548,85
188 188 301,84 83,5 532,84
189 189 309,98 83,5 528,57
190 190 299,12 83,5 525,89
191 191 305,69 83,5 521,54
192 192 307,04 83,5 529,46
193 193 286,48 83,5 510,27
194 194 284,44 83,5 487,78
195 195 287,63 83,5 488,89
196 196 288,78 83,5 493,14
197 197 282,67 83,5 488,22
66
198 198 277,24 83,5 476,71
199 199 279,96 83,5 474,06
200 200 286,95 83,5 483,67
201 201 285,18 83,5 488,85
202 202 307,67 83,5 509,63
203 203 325,28 83,5 549,75
204 204 326,85 83,5 568,92
205 205 319,43 83,5 563,07
206 206 300,02 83,5 536,26
207 207 287,37 83,5 504,24
208 208 286,48 83,5 490,69
209 209 291,23 83,5 494,55
210 210 297,07 83,5 505,12
211 211 302,95 83,5 516,89
212 212 295,71 83,5 515,47
213 213 283,59 83,5 496,08
214 214 286,95 83,5 487,32
215 215 301,83 83,5 505,57
216 216 307,67 83,5 526,31
217 217 310,15 83,5 534,66
218 218 296,47 83,5 523,34
219 219 290,78 83,5 503,94
220 220 298,46 83,5 506,03
221 221 295,52 83,5 510,71
222 222 297,07 83,5 509,34
223 223 306,11 83,5 519,97
224 224 306,77 83,5 529,67
225 225 296,45 83,5 519,96
226 226 293,96 83,5 507,14
67
227 227 263,51 83,5 474,24
228 228 221,77 83,5 402,08
229 229 235,04 83,5 373,67
230 230 258,55 83,5 410,44
231 231 260,35 83,5 435,67
232 232 261,93 83,5 439,07
233 233 267,77 83,5 446,51
234 234 274,04 83,5 458,68
235 235 264,63 83,5 455,52
236 236 249,04 83,5 430,47
237 237 249,98 83,5 415,85
238 238 242,54 83,5
409,31
239 239 245,44 83,5 404,77
240 240 255,84 83,5
418,08
241 241 232,85 83,5 405,44
242 242 213,26 83,5 362,84
243 243 195,65 83,5 325,68
244 244 187,07 83,5 299,53
245 245 188,87 83,5 292,77
246 246 195,43 83,5 301,11
247 247 201,74 83,5 313,96
248 248 195,65 83,5 314,17
249 249 196,11 83,5 308,55
250 250 186,19 83,5 299,09
251 251 172,21 83,5 275,19
252 252 172,22 83,5 261,21
253 253 164,77 83,5 253,77
254 254 155,53 83,5 237,07
255 255 170,18 83,5 242,47
68
256 256 194,55 83,5 281,44
257 257 191,57 83,5 302,91
258 258 185,51 83,5 293,87
259 259 177,62 83,5 279,92
260 260 166,35 83,5 260,74
261 261 169,51 83,5 252,66
262 262 172,89 83,5 259,18
263 263 169,24 83,5 258,94
264 264 160,45 83,5 246,51
265 265 150,35 83,5 227,66
266 266 128,25 83,5 195,37
267 267 114,28 83,5 159,32
268 268 116,51 83,5 147,57
269 269 103,69 83,5 137,02
270 270 88,36 83,5 108,83
271 271 100,01 83,5 105,22
272 272 119,93 83,5 136,78
273 273 124,17 83,5 160,88
274 274 123,08 83,5 164,04
275 275 117,64 83,5 157,52
276 276 121,73 83,5 156,17
277 277 125,77 83,5 164,25
278 278 125,98 83,5 168,5
279 279 114,73 83,5 157,52
280 280 91,27 83,5 122,77
281 281 96,02 83,5 104,06
282 282 102,12 83,5 114,94
283 283 98,99 83,5 117,86
284 284 76,14 83,5 91,95
69
285 285 70,33 83,5 63,27
286 286 78,41 83,5 65,55
287 287 63,11 83,5 58,34
288 288 67,37 83,5 47,27
289 289 70,55 83,5 54,73
290 290 57,41 83,5 44,85
291 291 52,29 83,5 26,54
292 292 48,64 83,5 17,77
293 293 36,52 83,5 1,99
294 294 29,53 83,5 -17,18
295 295 34,03 83,5 -19,64
296 296 35,84 83,5 -13,35
297 297 35,88 83,5 -11,54
298 298 35,39 83,5 -12,03
299 299 28,34 83,5 -19,47
300 300 28,84 83,5 -25,99
301 301 27,27 83,5 -27,12
302 302 22,31 83,5 -33,66
303 303 18,93 83,5 -41,97
304 304 23,88 83,5 -40,42
305 305 28,39 83,5 -30,95
306 306 21,37 83,5 -33,43
307 307 20,28 83,5 -41,55
308 308 11,26 83,5 -51,69
309 309 3,15 83,5 -68,82
310 310 2,92 83,5 -77,16
311 311 1,13 83,5 -79,17
312 312 3,15 83,5 -78,99
313 313 2,26 83,5 -77,84
70
314 314 -2,98 83,5 -83,93
315 315 -11,28 83,5 -97,45
316 316 -16,94 83,5 -111,43
317 317 -11,56 83,5 -111,65
318 318 -14,23 83,5 -108,99
319 319 -21,48 83,5 -118,87
320 320 -26,18 83,5 -130,81
321 321 -32,29 83,5 -141,63
322 322 -26,84 83,5 -142,35
323 323 -17,14 83,5 -127,21
324 324 -17,14 83,5 -117,52
325 325 -29,12 83,5 -129,44
326 326 -33,17 83,5 -145,45
327 327 -29,33 83,5 -145,69
328 328 -22,12 83,5 -134,64
329 329 -23,44 83,5 -128,75
330 330 -38,58 83,5 -145,24
331 331 -36,74 83,5 -158,54
332 332 -35,65 83,5 -155,62
333 333 -39,21 83,5 -158,07
334 334 -36,33 83,5 -158,75
335 335 -36,55 83,5 -156,04
336 336 -35,46 83,5 -155,13
337 337 -33,82 83,5 -152,49
338 338 -35,17 83,5 -152,25
339 339 -34,24 83,5 -152,64
340 340 -34,04 83,5 -151,56
341 341 -39,68 83,5 -156,98
342 342 -39,03 83,5 -161,97
71
343 343 -35,84 83,5 -158,09
344 344 -36,74 83,5 -155,86
345 345 -35,42 83,5 -155,34
346 346 -34,74 83,5 -153,34
347 347 -39,64 83,5 -157,66
348 348 -42,42 83,5 -165,27
349 349 -39,67 83,5 -165,24
350 350 -37,46 83,5 -160,31
351 351 -31,11 83,5 -151,78
352 352 -28,88 83,5 -143,22
353 353 -30,91 83,5 -142,97
354 354 -32,47 83,5 -146,55
355 355 -36,74 83,5 -152,46
356 356 -38,58 83,5 -158,54
357 357 -38,74 83,5 -160,58
358 358 -34,92 83,5 -156,96
359 359 -34,04 83,5 -152,21
360 360 -37,61 83,5 -154,93
361 361 -35,17 83,5 -156,04
362 362 -38,36 83,5 -156,79
363 363 -43,94 83,5 -165,54
364 364 -39,45 83,5 -166,67
365 365 -35,42 83,5 -158,01
72