ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЗАТЕНЕНИЯ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИИ СОЛНЕЧНЫХ ЭНЕРГОУСТАНОВОК В УСЛОВИЯХ ПЛОТНОЙ ГОРОДСКОЙ ЗАСТРОЙКИ

Рассмотрены солнечные энергоустановки, получившие наибольшее распространение в г. Москве. Выделены следующие энергоустановки на фотоэлектрических преобразователях: станции городского велопроката, паркоматы, светофоры на пешеходных переходах, уличные фонари, Wi-Fi-станции; солнечные энергетические системы для дворовых фонарей и освещения в подъездах, установленные на крышах жилых домов. Данное исследование было проведено для группы велопарковок и паркоматов. Представлена методика исследования влияния затенения на эффективность эксплуатации энергоустановок, включающая: 1. Панорамную цифровую фотосъемку от точки предполагаемого размещения приемной поверхности фотоэлектрического преобразователя; 2. Анализ каждой фотографии путем наложения на нее линии горизонта и диаграмм, отражающих траекторию движения солнца в течение года (аналеммы); 3. Обработку полученного комплексного изображения и составление матрицы освещенности; 4. Расчет доли прямой солнечной радиации, которая достигает приемной поверхности в течение года, и доли времени в течение года, когда точка (поверхность) не затенена; эти значения позволяют оценить возможности эффективного использования солнечной установки в отдельные месяцы или в течение года в целом и провести предварительный выбор оптимальной площадки. С помощью представленной методики рассчитаны доля времени в течение года, когда точка (поверхность) не затенена, и диапазоны изменения доли приходящей на фотоэлектрическую панель прямой солнечной радиации с учетом затенения приемной поверхности. Установлено, что из-за затенения в случае велопарковок за год в среднем теряется порядка 10–20 % солнечной энергии, в случае паркоматов – свыше 70 % в год, а в отдельные месяцы – 90 %. Исследование показало, что часть солнечных энергоустановок, эксплуатируемых в Москве, установлены крайне неудачно, то есть была выявлена необходимость проведения предварительной оценки затенения в условиях плотной городской застройки.

1. Коломиец, Ю.Г. Актинометрические данные для проектирования солнечных энергоустановок в Московском регионе [Текст] / Коломиец Ю.Г. [и др.] // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). – 2016. – № 21–22. – С. 12–24.

2. Объекты на солнечных батареях [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://recyclemag.ru/article/obekty-na-solnechnyhbatarejah (Дата обращения: 04.07.2017).

3. Московский велопрокат [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://velobike.ru (Дата обращения: 04.07.2017).

4. Новости солнечной энергетики [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://sun-shines.ru/parkingmeters-solar-continue-appear-streets-moscow/ (Дата обращения 04.07.2017).

5. Meteonorm [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.meteotest.ch/en/business_fields/solar_energy /meteonorm/ (Дата обращения: 04.07.2017).

6. NASA NREL [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.nrel.gov/news/program/2016/37724. – (Дата обращения 04.07.2017).

7. Даффи, Дж. Основы солнечной теплоэнергетики [Текст] / Дж. Даффи, У. Бекман. – Долгопрудный: Издательский дом «Интеллект», 2013. – 888 с.

8. Benford, F. A time analysis of Sunshine [Text] / F. Benford, J.F. Bock // Trans. Am. Illumin. Eng. Soc. – 1939. – Vol. 34. – P. 200–204.

9. Whillier, A. Solar Radiation Graphs [Text] / A. Whillier // Solar Energy. – 1965. – Vol. 9. – No 3. – P. 164–165.

10. Твайделл Дж. Возобновляемые источники энергии. Пер. с англ. / Дж. Твайделл, А. Уейр. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 393 с.

11. Sathyanarayana, P. Effect of Shading on the Performance of Solar PV Panel [Тext] / P. Sathyanarayana [et al.] // Energy and Power. – 2015. – Vol. 5. – No 1A. – P. 1–4.

12. Nielsen, R. Solar Radiation [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://home. iprimus.com.au/nielsens./ (Дата обращения 27.06.2017).

13. Shobana, G. Global Maximum Power Point Tracking of Photovoltaic Array under Partial Shaded Conditions [Тext] / G. Shobana, P. Sornadeepika, Dr. R. Ramaprabha // International Journal of Engineering. – 2013. – Vol. 2. – No 3. – P. 219–223.

14. Чистая энергия [Электронный ресурс] : офиц. сайт. – Режим доступа: http://sunalt.ru/stati/poleznoe/kakten-vliyaet-na-rabotu-solnechnoj-paneli.html (Дата обращения 06.07.2017).

15. Boxwell, M. Solar Electricity Handbook / M. Boxwell. – Greenstream Publishing, U.K, 2012.

16. Rohella, R.S. Harnessing Electrical Energy through Solar Cell Concentrators [Тext] / R.S. Rohella // Akshay Urja-Renewable Energy. – 2013. – Vol. 7. – No 1. – P. 29–32.

17. Solanki, C.S. Solar Photovoltaics / C.S. Solanki. – Second Edition, Prentice-Hall of India Pvt. Limited, 2014.

18. Сайт daybit.ru. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://daybit.ru/solnechnye-chasy/posmotri-nasolnce.html (Дата обращения 10.07.2017).

19. Рафикова, Ю.Ю. Оптимизация размещения солнечных энергетических установок в условиях плотной городской застройки [Текст] / Ю.Ю. Рафикова [и др.] // Материалы IV Международной научно-практической конференции «Прикладные аспекты геологии, геофизики, геоэкологии с использованием современных информационных систем». – ИП Кучеренко В.О., Майкоп, 2017. – С. 95–101.

20. NASA POWER // NASA Prediction of Worldwide Energy Resource (POWER) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://power.larc.nasa.gov/cgibin/timeseries.cgi (Дата обращения 06.07.2017).