Сергей Евгеньевич Щеклеин – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Атомные станции и возобновляемые источники энергии»
Sergey E. Shcheklein – D.Sc. (engineering), professor, the Head of “Atomic Stations and Renewable Energy Sources” department
Андрей Валентинович Матвеев – кандидат технических наук, доцент, кафедра «Атомные станции и возобновляемые источники энергии»
Yury Ye. Nemikhin – Senior Lecturer, the “Nuclear Power Plants and Renewable Energy Sources” department
Иван Васильевич Белобородов – магистрант кафедры «Атомные станции и возобновляемые источники энергии»
Yury Ye. Nemikhin – Senior Lecturer, the “Nuclear Power Plants and Renewable Energy Sources” department
Юрий Евгеньевич Немихин – старший преподаватель, кафедра «Атомные станции и возобновляемые источники энергии»
Ivan V. Beloborodov – Ph.D. (engineering), Associate Professor, the “Nuclear Power Plants and Renewable Energy Sources” department
Вадим Викторович Власов старший преподаватель, кафедра «Атомные станции и возобновляемые источники энергии»
Vadim V. Vlasov – Senior Lecturer, the “Nuclear Power Plants and Renewable Energy Sources” department
В статье определяется эффективность подключенной к сети фотоэлектрической установки в суровых условиях резкоконтинентального климата Урало-Сибирского региона России. На основе теоретических и экспериментальных исследований работы фотоэлектрической станции мощностью 540 Вт, подключенной к сети, было установлено, что в этих климатических условиях коэффициент использования установленной мощности в годовом цикле не превышает 8 %, что вызвано низкой интенсивностью солнечной радиации в течение значительной части года. В то же время коэффициент использования установленной мощности в весенне-летний период может достигать 50 ÷ 60 %. Проведено сравнение эффективности при наклонном и вертикальном размещении фотоэлектрических модулей в зимний период с учетом количества выпавших снежных осадков. Исследование представляет собой математическую модель, используемую для расчета солнечной радиации на поверхности Земли на основе рядов Фурье в ежедневных, ежемесячных и годовых циклах. Модель учитывает вероятностный характер прихода солнечной радиации, вызванного изменением прозрачности атмосферы. Эмпирический тест показал высокую сходимость результатов расчета с имеющимися статистическими данными о приходе солнечного излучения. Это дает возможность применять разработанную модель для определения солнечного излучения при проектировании солнечных электростанций.
This study determines the grid-connected photovoltaic plant efficiency in harsh conditions of extreme continental climate of the Ural-Siberian Region of Russia. Based on theoretical and experimental study of a 540 W on-grid photovoltaic plant operation, it has been determined that the installed capacity utilization factor in these climatic conditions was at the level of 8% in the annual cycle. It is caused by low solar radiation intensity during a considerable part of the year. At the same time, the installed capacity utilization factor in the spring and summer period can reach 50– 60%. Comparison of the efficiency of the tilted and vertical placement of photovoltaic modules caused by high snow loads during the cold period of the year is carried out. This study presents a mathematical model used for the purposes of calculation of the solar radiation on the Earth's surface based on a Fourier series in daily, monthly, and annual cycles. It takes into account the probabilistic nature of the solar radiation input, as well as stochastic component caused by the changes in atmospheric transmittance. Empirical test has demonstrated high convergence of calculation results with the available statistical data on the solar radiation input. This makes it possible to apply this model for the purposes of determining the solar radiation in the design of solar plants with a sufficiently high accuracy.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.