Статья поступила в редакцию 19.05.15. Ред. рег. № 2263
The article has entered in publishing office 19.05.15. Ed. reg. No. 2263
УДК 621.31 doi: 10.15518/isjaee.2015.08-09.002
К ПРОБЛЕМЕ ВЕРИФИКАЦИИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГЕЛИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ С УЧЕТОМ СТОХАСТИЧНОСТИ КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
1 11 2 С.Е. Щеклеин , Ю.Е. Немихин , А.И. Попов , А.Т. Джайлани
'Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина 620002 Екатеринбург, ул. Мира, д. 19 Тел./факс: (343) 375-97-37, e-mail: j.e.nemikhin@urfu.ru 2Александрийский университет г. Александрия, Арабская Республика Египет E-mail: ahmed.jilani@alexu.edu.eg
Заключение совета рецензентов: 23.05.15 Заключение совета экспертов: 27.05.15 Принято к публикации: 31.05.15
С целью выявления и детального анализа корреляционных связей между климатическими факторами, влиянием их на эффективность существующего в УрФУ парка установок возобновляемой энергетики была разработана и введена в эксплуатацию многоканальная быстродействующая система мониторинга климатических и энергетических характеристик. Система включает в себя распределенную сеть локальных устройств, связанных с центральным сервером, осуществляет сбор, накопление и обработку данных более чем по 100 измеряемым параметрам с периодичностью 1 с.
Ключевые слова: возобновляемая энергетика, система мониторинга, энергообеспечение, солнечная радиация.
ON THE PROBLEM OF VERIFYING THE EFFICIENCY OF SOLAR ENERGY SYSTEMS BASED ON STOCHASTIC CLIMATIC FACTORS
S.E. Shcheklein1, Yu.E. Nemikhin1, A.I. Popov1, A.T. Jailany2
'Ural Federal University named after the first President of Russia B.N. Yeltsin 19 Mira ave., Yekaterinburg, 620002, Russia Tel.: (343) 375-97-37, e-mail: j.e.nemikhin@urfu.ru 2Aleksandria University Alexandria, Arab Republic of Egypt E-mail: ahmed.jilani@alexu.edu.eg
Referred: 23.05.15 Expertise: 27.05.15 Accepted: 31.05.15
A high-speed multi-channel monitoring system has been developed in order to identify and analyze in detail the correlations between climatic factors and their influence on the effectiveness of renewable energy installations existing in the Ural Federal University. The system includes a distributed network of local installations which are connected to a central server. The system carries out collecting, recording and processing the data on more than 100 measured parameters every second.
Keywords: renewable energy, monitoring system, power supply, solar radiation.
Сергей Евгеньевич
Щеклеин Sergey E. Shcheklein
Сведения об авторе: д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой «Атомные станции и возобновляемые источники энергии» УрФУ.
Научный руководитель ряда реализованных инновационных проектов, в т. ч. «Энергоэффективный дом для села», «Системы солнечного энергоснабжения автономных потребителей специального назначения», «Солнечные системы охранной сигнализации» и др.
Член редколлегии журнала «Известия вузов. Ядерная энергетика», сборника трудов УГТУ-УПИ «Теплофизика ядерных энергетических установок», научно-технического журнала «Энергоэффективность и анализ». Заслуженный энергетик России, действительный член Международной энергетической академии.
Образование: Уральский политехнический институт (УГТУ-УПИ) (1972).
Область научных интересов: термодинамика ядерных энергетических установок, проблемы атомной энергетики и теплофизики двухфазных потоков, продление ресурса и повышение надежности оборудования АЭС, солнечная энергетика, ветровая энергетика, биоэнергетика, энергосбережение, энергоэффективность.
Публикации: более 450, в том числе 6 монографий и учебников, 28 изобретений.
Юрий Евгеньевич
Немихин Yurii E. Nemikhin
Александр Ильич
Попов Alexander I. Popov
О
Ахмед Т.А. Джайлани Ахмед Т.А. Джайлани
Ahmed T.A. Jailany
Information about the author: doctor of technical science, professor, Urals State Technical University "Atomic Stations and Renewable Energy Sources" Department head.
A scientific director of several realized innovation projects, including "The energoefficient house for the village", "Special systems of individual consumer solar energy supply", "The solar systems for the guarding alarm" etc.
A member of the editorial board of "Institute of Higher Education News. Nuclear Power" magazine, "Nuclear power units heat engineering" USTU article collection, "Energoeffectiveness and analysis" scientific magazine. A Honoured power engineering specialist of Russian Federation, a member of International Energy Academy.
Education: Urals Polytechnic Institute (1972).
Research area: nuclear power units thermodynamics; questions of nuclear energy and thermophysics of the two-phase flows; NPP equipment lifetime enduring and reliability increasing; solar, wind and bioenergetics, energy conservation, energy efficiency.
Publications: more than 450 scientific works, including 6 monographs and textbooks, 28 inventions.
Сведения об авторе: ст. преподаватель кафедры «Атомные станции и возобновляемые источники энергии» УрФУ.
Награды и научные премии: Почетная грамота министерства энергетики и жилищно-коммунального хозяйства Свердловской области за многолетний добросовестный труд по подготовке кадров для энергетических предприятий страны (2011).
Образование: Уральский гос. университет им. А.М. Горького (УрГУ) (1971).
Область научных интересов: разработка физических основ нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, методы компьютерной диагностики и мониторинга в энергетике.
Публикации: более 30, в том числе 5 в реферируемых журналах.
Information about the author: senior lecturer of Nuclear power plants and renewable energy sources department, UrFU.
Diploma of the Ministry of Energy and Housing and Utilities of the Sverdlovsk region for many years of hard work training for energy companies in the country (2011).
Education: Ural State University (1971).
Research area: development of the physical foundations of non-conventional and renewable sources of energy, methods of computer diagnostics and monitoring in the energy sector.
Publications: more than 30, including 5 in refereed journals.
Сведения об авторе: канд. техн. наук, доцент кафедры «Атомные станции и возобновляемые источники энергии» УрФУ.
Награжден за период трудовой деятельности на заводе четырьмя медалями, знаком «Лучшие люди России», имеет почетное звание «Заслуженный предприниматель России», отмечен дипломом Российской Академии бизнеса и предпринимательства.
Образование: Уральский политехнический институт (УГТУ-УПИ), 1967.
Область научных интересов: системы автоматизации промышленных объектов, нетрадиционные и возобновляемые источники энергии.
Публикации: более 110, в том числе 88 патентов и а. с. на изобретения СССР и РФ.
Information about the author: candidate of technical sciences, associate professor of the department "Nuclear power plants and renewable energy sources" Urals State Technical University.
He was awarded during the period of work in the factory with 4 medals, the sign "Best People of Russia", has the honorary title of "Distinguished Entrepreneur of Russia", awarded was with a diploma of the Russian Academy of Business and Entrepreneurship.
Education: Ural Polytechnic Institute, 1967.
Research area: automation systems of industrial plants, non-traditional and renewable energy sources.
Publications: more than 110, including 88 patents and inventor's certificates of the USSR and RF.
Сведения об авторе: канд. техн. наук, ассистент профессор Агро-инженерной кафедры Сельскохозяйственного факультета Александрийского университета, Арабская Республика Египет.
Образование: Московский гос. агроинженерный университет им. В. П. Горячкина (2010).
Область научных интересов: возобновляемые источники энергии, комбинированные электростанции, энергоснабжение удаленных сельских мест.
Публикации: 14, в том числе патент РФ.
Information about the author: PhD, Assistant professor, Dpt. Of Agricultural Engineering, Faculty of Agriculture, Alexandria University, Egypt.
Education: PhD in technical sciences , Moscow State Agro-engineering University (2010).
Research area: renewable energy systems, hybrid electro-energy systems, remote area electrification.
Publications:. 14 publications included patent of RF.
Введение
Возрастающий интерес к использованию возобновляемой энергетики в России, связанный со значительным потенциалом, характерным для большой территории страны [1], требует объективного понимания возможностей этих технологий для достижения тех целевых функций, которые ставятся перед любой энергетической технологией, - достаточности и надежности энергоснабжения, экономической эффективности. Широкому внедрению возобновляемой энергетики вредят как консервативный скептицизм, так и неоправданный оптимизм потенциальных потребителей энергоресурсов. Расчеты, основанные на усредненных показателях прихода энергии, неучет реальных колебаний характеристик внешней среды и графиков потребления энергии; непонимание проблем пусковых токов и качества энергии; пренебрежение правилами санитарно-гигиенической безопасности для установок горячего водоснабжения и пр. -приводят к многочисленным ошибкам при практическом создании многих проектов энергообеспечения [2]. Природно-климатические условия многих регионов России характеризуются аномально низкими температурами окружающей среды в течение 2/3 годового периода. На рис. 1 приведены сравнительные данные по определению показателя ГСОП (гра-дусо-сутки отопительного периода), являющегося мерой тепловой энергии для обогрева зданий до температуры +20 °С. Анализ показывает, что РФ является одним из лидеров по требуемому количеству энергии.
Рис. 1. Показатель градусо-сутки отопительного периода для ряда городов мира Fig. 1. Heating Season Degree Day index for several world cities
Целью данной работы является анализ учета возможностей установок возобновляемой энергетики, действующих в суровых климатических условиях, для удовлетворения потребностей в тепловой и электрической энергии при помощи разработанной многоканальной, многопараметриче
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.