SOLAR ENERGY UNITS
Статья поступила в редакцию 30.04.15. Ред. per. № 2253
The article has entered in publishing office 30.04.15. Ed. reg. No. 2253
УДК 621.311.26
ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОТЕНЦИАЛА СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ ДЛЯ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ АВТОНОМНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ В ВЕНЕСУЭЛЕ
1 1 12 12 В. А. Кузнецова , Р.В. Пугачев , М.Е. Росендо Чакон', А. С. Лопес Сааб'
1ФГБОУ ВПО Национальный исследовательский университет «Московский энергетический институт» РФ 111250, Москва, ул. Красноказарменная, д. 14 тел.: 8(495)362-72-51; e-mail: nvie@fee.mpei.ac.ru
2Национальныш экспериментальный политехнический университет национальны« вооруженных сил Венесуэла 02101, Маракай, ул. Маракай-Марияра тел.: +58(243)554-64-21; e-mail: ingresopregrado@unefa.edu. ve
doi: 10.15518/isjaee. 2015.10-11.004 Заключение совета рецензентов: 12.05.15 Заключение совета экспертов: 19.05.15 Принято к публикации: 27.05.15
В связи с принятой в Венесуэле государственной программой развития электроснабжения на базе солнечной энергии анализируются графики электрической нагрузки различных потребителей в зависимости от уровня их жизни, приводятся параметры элементов схем теплоснабжения и электроснабжения на основе использования солнечной энергии. Подчеркивается важность задачи энергоснабжения автономных потребителей в удаленных районах Венесуэлы. Производится сравнение технических параметров схем энергоснабжения при использовании различных типов солнечных модулей для условий области Алта Гуахира в Боливари-анской Республике Венесуэла. Рассматривается использование вакуумных солнечных коллекторов для горячего водоснабжения потребителей.
Ключевые слова: солнечный модуль, схема энергоснабжения, автономный потребитель.
POSSIBILITIES OF THE SOLAR ENERGY USE FOR THE POWER SUPPLY OF INDEPENDENT CONSUMERS IN VENEZUELA
1 1 12 12 V.A. Кuznеtsоvа , R. V. Pugachev , M.E. Rosendo Chacon' , A.C. Lopez Saab '
'National Research University «Moscow Power Engineering Institute» 14 Krasnokazarmennaya St., Moscow, 111250 Russian Federation ph.: +7(495)362-72-51, e-mail: nvie@fee.mpei.ac.ru 2Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada Nacional Vieja Maracay-Mariara St., Maracay, 02101 Venezuela ph.: +58(243)554-64-21, e-mail: ingresopregrado@unefa.edu. ve
Referred 12 May 2015 Received in revised form 19 May 2015 Accepted 27 May 2015
The paper analyzes the schedules of the electric load to the different consumers depending on their level of life, and the parameters of the elements of heat and power supply based on schemes of the solar energy use concerning the adopted Venezuela's government program of development of power supply on the basis of solar energy. In addition, it stresses the importance of a problem of power supply of independent consumers in remote areas of Venezuela. Moreover the paper presents a comparison of the technical parameters of schemes of power supply using different types of solar modules for the conditions of the Alta Guajira area in the Bolivarian Republic of Venezuela and examines the use of vacuum solar collectors for hot water supply consumers.
Keywords: solar module, scheme of power supply, independent consumer.
Валентина Андреевна
Кузнецова Valentina А. Kuznetsova
Сведения об авторе: старший преподаватель кафедры «Гидроэнергетика и возобновляемые источники энергии» НИУ МЭИ.
Образование: НИУ Московский Энергетический институт (1972).
Область научных интересов: возобновляемые источники энергии, солнечная и ветровая энергетика, гидроэнергетика.
Публикации: более 60.
Information about the author:
senior lecturer of the "Hydropower and Renewable Energy" department.
Education: NRU Moscow Power Engineering Institute (1972).
Research area: renewable energy, solar and wind energy, hydropower. Publications: more than 60.
I
*i
1
Сведения об авторе: доцент кафедры «Гидроэнергетика и возобновляемые источники энергии» НИУ МЭИ.
Образование: НИУ Московский Энергетический институт (1999).
Область научных интересов: возобновляемые источники энергии.
Публикации: 40.
Information about the author:
professor of the "Hydropower and Renewable Energy" Department.
Education: NRU Moscow Power Engineering Institute (1999).
Research area: renewable energy. Publications: 40.
M, лУл - С -
Роман Викторович Пугачев Roman V. Pugachev
с о
Милица Елена Роеендо Чакон Militza E. Rosendo Chacon
Сведения об авторе: аспирантка кафедры «Гидроэнергетика и возобновляемые источники энергии» НИУ МЭИ.
Образование: Экспериментальный
политехнический национальный университет национальных вооруженных сил, Венесуэла (2009).
Область научных интересов: возобновляемые источники энергии, солнечная энергетика.
Публикации: 5.
Information about the author:
postgraduate student of the "Hydropower and Renewable Energy" department.
Education: Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada Nacional (2009).
Research area: renewable energy, solar energy.
Publications: 5.
-О
N
Сведения об авторе: аспирант кафедры «Гидроэнергетика и возобновляемые источники энергии» НИУ МЭИ.
Образование: Экспериментальный
политехнический национальный университет национальных вооруженных сил, Венесуэла (2009).
Область научных интересов: возобновляемые источники энергии, солнечная энергетика.
Публикации: 5.
Information about the author:
postgraduate student of the "Hydropower and Renewable Energy" department.
Education: Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada Nacional (2009).
Research area: renewable energy, solar energy.
Publications: 5.
Андрее C. Лопес Сааб Andres C. Lopez Saab
Введение
Энергоснабжение автономных изолированных от электрических сетей сельских жителей - одна из главных проблем развивающихся стран. В настоящее время объединенная энергосистема Венесуэлы не покрывает всю территорию страны (рис. 1). Существуют районы, которые не получают электроэнергию от объединенной энергосистемы, и население кото-
рых практически не имеет доступа к электричеству (313 057 человек). В некоторых районах сельские жители сами производят электричество, используя дизельные генераторы, однако не все могут себе это позволить, а строительство линий электропередачи в регионах со сложными географическими и климатическими условиями обходится очень дорого. В связи с этим сегодня особое внимание уделяется освоению солнечной энергетики [1,2].
Рис. 1. Схема объединенной электроэнергетической системы Венесуэлы Fig. 1. Scheme of the electric power transmission system of Venezuela
Развитие солнечной энергетики в мире идет быстрыми темпами: так, в 2013 году было установлено 39 Гвт фотоэлектрических мощностей, в итоге суммарная мощность всех фотоэлектрических установок составила в 139 Гвт. В настоящее время в Венесуэле, несмотря на значительные ресурсы, использование солнечной энергии очень невелико. В стране существует программа развития солнечной энергетики, которая включает, в частности, обеспечение электроэнергией автономных потребителей в удаленных районах. В ходе реализации этой программы учитываются не только потребности различных районов в электроэнергии, но и возможности софинасирования государственной программы жителями региона. В данной работе на примере области Алта Гуахира рассмотрены характерные группы автономных по-
требителей, структура и параметры схем энергоснабжения.
Для электроснабжения автономных потребителей этой области предполагается применять как обычные солнечные модули (СМ) на основе кремния, так и солнечные модули с голографическим концентратором. Учитывая экваториальное положение страны и весьма высокие дневные температуры, можно ожидать существенного снижения энергоотдачи кремниевых фотоэлектрических модулей. Поэтому при оценке финансовой эффективности проектов энергоснабжения на базе фотоэлектричества важно учитывать влияние температуры воздуха на энергоотдачу. Использование водяного охлаждения моду-
леи позволит уменьшить отрицательное влияние высокой температуры, хотя и приведёт к некоторому увеличению стоимости системы энергоснабжения.
Доминирующий климат в этой области - сухой и полусухой - характеризуется высокой температурой воздуха в течение всего года. Средняя температура колеблется от 26,9 °С до 29,1 °С; интенсивность дождя колеблется между 200 и 600 мм; среднее годовое испарение превышает 1 800 мм из-за сильной дневной интенсивности солнечного излучения (10,2 час и 11,2 час) и низкой облачности. Даже в сезон дождей осадков выпадает недостаточно, но существует еще сухой сезон, который продолжается с декабря по апрель. Эти климатические характеристики объясняются географическим положением области.
В настоящее время только около 21 % жителей этой области подключены к электросети, около 14 % снабжаются от собственных генераторов, а 65 % вообще не обеспечиваются электроэнергий, поэтому проблема электроснабжения автономных областей, в том числе Алта Гуахира, стоит очень остро.
Потребности в электроэнергии во многом зависят от категории дома, в котором проживает население: 67 % имеют большие дома, остальные 33 % -маленькие. В соответствии с этим для определения количества солнечных модулей рассматриваются два типа потребителей [3,4].
Электрическая нагрузка автономного потребителя
График нагрузки потребителя определяется набором электроприборов в доме, который связан со стилем жизни и зависит от таких факторов, как доходы семьи, привычные условии жизни, стремление и возможность приобретения современных электрических приборов, размер дома.
Анализ информации об условиях жизни в области Алта Гуахира показал, что уровень потребления относительно невелик: большую часть населения составляют семьи со средним и низким доходом. Эти две группы населения были приняты за типовые при оценке энергопотребления.
Семьи со средним доходом используют такие электроприборы, как холодильник, микроволновая печь, утюг, блендер и кондиционер и имеют, как правило, большие дома (130,5 м2). Ежедневное потребление электроэнергии этой категорией составляет 33,2 кВт/ч (рис. 2).
Ежедневное потребление электроэне
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.