Есептерді орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар

Қоршаған ортаға жылу қабылдағыштың бетінен сәуле шығару арқылы қоршаған ортаға 
жылу шығынын "сұр" Денеге Арналған Стефан - Больцман Заңымен анықтауға болады: 
Q
луч = εпр ∙ 
с
0 ∙ (
T/
100)
4
∙ 
F
пр ,(2) 
мұндағы епр-жылу қабылдағыштың бетінің қараю дәрежесі;
С0-мүлдем қара дененің сәулелену коэффициенті (5,67 Вт / (м2∙К4));
Т-жылу қабылдағыштың бетінің абсолютті температурасы, к. 
Конвективті жылу алмасу есебінен қоршаған ортаға жылу шығыны: 
Q
конв = 0,5∙ 
Q
луч.(3) 
Қоршаған ортаға жалпы жылу шығыны мына формула бойынша анықталады: 
Q
сум = 
Q
луч + 
Q
конв.(4) 
Есеп 2 
Жеке тұрғын үйді жылыту және ыстық сумен жабдықтау үшін Q, ГДж, тәулігіне 
жылу қажет. Батареядағы ыстық су температурасының өзгеруінің рұқсат етілген 
диапазоны t1 / t2 болса, күн жылыту жүйесі үшін жылу энергиясының (V, м3) су 
аккумуляторының сыйымдылығын анықтаңыз.
Кесте 2 
Мөлшері 
Вариант нөмірі
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
Жылытуға және 
ыстық сумен 
жабдықтауға жылуды 
тәуліктік тұтыну, ГДж 
0,5
0,6
0,7
0,8
0,45 0,35 0,3
0,25 0,9
1
Температура 
диапазонының 
жоғарғы шегі, ºС 
80
75
70
65
85
90
60
95
88
78
Температура 
диапазонының 
төменгі шекарасы, ºС 
60
55
50
45
65
70
40
70
68
58
ҚР көптеген өңірлерінде күн энергиясын жылыту және ыстық сумен жабдықтау 
мақсаттарына пайдаланған орынды. Мұны үйдің төбесіне немесе қабырғаларына 
орнатылған күн коллекторларының көмегімен жасауға болады. Коллекторларда 
айналатын мұздатылмайтын салқындатқыш резервуардағы суды қыздырады. Бак-
аккумулятордан су сорғымен жылыту және ыстық сумен жабдықтау жүйелеріне беріледі. 
Батарея сыйымдылығы күн ішінде күн сәулесінің біркелкі емес қарқындылығын тегістеу 
үшін жеткілікті болуы керек.
Есептерді орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар
Резервуардың қажетті көлемін, м3 формула бойынша анықтауға болады: 
V = 
10
6 
∙ 
Q/
(ρ ∙ 
с ∙
(
t
1 
– t
2)),(5) 
мұндағы ρ – су тығыздығы, кг/м3;
с – су сыйымдылығы, кДж/(кг∙ºС). 
Есеп 3 
Кремний монокристалды күн элементтеріндегі PSM 4-150 түрінің сипаттамаларын 
анықтаңыз және оны қуатқа байланысты есептеңіз. Алматы жағдайлары үшін берілген 
уақыт кезеңінде көкжиекке β бұрышта орналасқан алаңдағы m модульдерден тұратын күн 
батареясының электр энергиясын өндіруді есептеңіз.Осы модульдің 1 м2 үшін күн модулі 

пайдаланатын күн радиациясының жалпы потенциалының пайызын анықтаңыз. 
Орындылығы туралы қорытынды жасау 
Алматы қаласының жағдайында электр энергиясын алу үшін МЖ пайдалану 
Күн энергиясы күн фотоэлектрлік қондырғылардың көмегімен электр энергиясына 
айналады, оның әрекеті фотоэлектрлік құбылысқа негізделген. Күн элементтері (SE) 
немесе фотокеллалар зарядтарды кеңістіктік түрлендіруге және жартылай өткізгіш 
өткелде ЭМӨ құруға қызмет етеді. Қазіргі заманғы фотоэлементтер толығымен кремнийге 
негізделген. Ең көп таралған кристалды фотокеллалар. Олар әдетте көгілдір түске ие. 
Аморфты және кристалды емес заттар тегіс көрініске ие және көру бұрышына байланысты 
түсі өзгереді. Монокристалды кремний поликристалды кремнийге қарағанда жақсы 
сипаттамаларға ие, бірақ одан да қымбат. Аморфты кремний әлдеқайда нашар 
сипаттамаларға ие және негізінен шағын қуатты емес құрылғыларда (сағаттар, 
калькуляторлар) қолданылады. 
Күн батареяларының қуаты әдетте аз және орташа есеппен 0,7–0,75 Вт құрайды. Үлкен 
қуат алу үшін se бір-бірімен тізбектеліп, күн батареясына (SB) жиналуы мүмкін күн 
модульдерін (СМ) құрайды. Элементтерді тізбектей қосу кезінде қуаттың жоғалуы сөзсіз 
болатындығын ескеру қажет. 
Осы шығындарды ескеретін ШРК коэффициенті 0,95– 0,99 тең есептеулерде 
қабылданады. Тұтынушыға беру кезінде энергия шығынын анықтайтын Коэффициент 
(инвертордағы, зарядтағыштағы және т.б. шығындар) шрэ =0,9 құрайды. 
Күн элементтерінің пішіні тікбұрышты, шаршы, сондай-ақ жалған квадрат немесе жалған 
дөңгелек болуы мүмкін. Нысан күн Модулінің алаңын толтыру коэффициентін 
анықтайды. Тік бұрышты және квадрат және псевдоквадраттық se үшін бұл коэффициент 
Kzap=0,95–0,99; дөңгелек Kzap=0,85. 
К. п. д. күн сәулесінің электр энергиясына айналуы күн элементінің материалына, оның 
қабаттылығына және қоршаған орта температурасына байланысты. Бір қабатты кремний 
монокристалды se үшін PC 10– 15 %, поликристалды SE PC=8-12 %, аморфты кремний 
PC=6-8% құрайды. 
Қоршаған ортаның температурасы жыл кезеңімен анықталады. Алматы шарттары үшін 
ол: наурыз және қазан айларында +5 оС, сәуір, қыркүйек +18 оС, мамыр +18 оС, маусым, 
шілде, тамыз +27 оС құрайды. 
СЭ қуатын вольт-Ампер сипаттамасынан (ВАХ) анықтауға болады. Күн элементінің ВАХ 
(модуль, батарея) - күн элементтерінің температурасы мен түсетін күн сәулесінің 
қарқындылығының 
тұрақты 
мәндері 
бар 
күн 
фотоэлектрлік 
элементтің 
терминалдарындағы жүктеме тогы мен кернеу арасындағы байланыс 
Күн ұяшығының, модульдің, STC батареясының стандартты сынақ шарттары (solar cell, 
module, array үшін стандартты сынақ шарттары) - бұл күн энергиясы ағынының 
тығыздығы R=1000 Вт/м2 және фотоэлектрлік күн батареяларының температурасы (25±2) 
°С реттелетін сынақ шарттары. 
Күн элементінің ВАХ-да екі сипаттамалық нүктені бөлуге болады: 
1. Кернеу кернеуге тең болған кезде бос нүкте 
бос (U=Umax=Ux.x.). Бұл жағдайда ток I=0; 

2. Қысқа тұйықталу нүктесі (U=0; I=Imax=I 
к.з).
Сур. 2 Күн фотоэлементінің Вольт-амперлік сипаттамасы 
Күн элементінің қуаты P=U I, Вт көбейтіндісімен анықталады, 
сондықтан 1 және 2 нүктелерінде ол 0-ге тең. 
Есептеу әдістемесі 
1.Бір күн Модулінің ПӘК-і 
, (6) 
мұндағы P-күн Модулінің ВАХ-мен анықталатын қуат (Сурет..1.). 
Есептеулердің ыңғайлылығы үшін ВАХ деректерін бос және қысқа тұйықталу нүктелерін 
белгілей отырып, 3-кестеге енгізу ұсынылады. 
Пайдалы қуаты Рпол анықталады: 
(7) 
мұндағы R-жарық деңгейі, Вт/м2 ( сурет.1); FСМ-күн Модулінің 
ауданы:
(8) 
мұндағы FСЭ-бір күн элементінің ауданы, м2; n-модульдегі күн элементтерінің саны; Кзап 
– күн Модулінің ауданын күн элементтерімен толтыру коэффициенті. Ксэ , n және Кзап 
мәндерін кестеден алу керек. . 
Сипаттаманың әр нүктесі үшін есептеу нәтижелерін кестеге енгізу ұсынылады 
Кесте 
3
Кестеге сәйкес η=f(P) тәуелділігін құрыңыз. Тиісті қуат мәні бар KP максималды мәнін 
анықтаңыз. 
2. I айда күн модулімен электр энергиясын өндіру 

анықталады: 
(9) 
мұндағы Эвал-қаралып отырған алаңға күн радиациясының жалпы меншікті кірісі, кВт 
сағ/м2 (кесте.); m-күн батареясындағы модульдердің саны; пК-к. п. д. кремний күн 
элементінің (ВАХ СМ бойынша максималды мән алынады); Кt – күн модулі 
температурасының оның к.п. д. әсерін ескеретін коэффициент; mP, мЭ – тиісінше 
элементтердің тізбектей қосылуымен және энергияны тұтынушыға берумен 
айқындалатын қуаттың жоғалуы. 
Күн модулі температурасының оған әсерін ескеретін Коэффициент 
Пәк. өрнектен анықталады: 
Кt= 1-[α(т-То)], (10) 
мұндағы Т-берілген ай үшін қоршаған ортаның температурасы, К; Т= 25 оС – 
күн элементінің стандартты температурасы; α-өзгеру градиенті к. 
температураның өзгеруінен. 
Кремний күн батареялары үшін ол анықталады: 
(2.11) 
мұндағы PC-K. P. D. есептеу шарттары үшін күн элементі (максималды мән алынады). 
Электр энергиясын өндіру тапсырмада көрсетілген айлар үшін есептеледі. 
3. Жалпы әлеуетті пайдалану пайызы 
1м2 модульге күн модулімен алынған электр энергиясын өндіру 
әр ай үшін күн радиациясының жалпы меншікті кірісіне. 
. (12) 
Есептеу мысалы 
Бастапқы деректер: 
Есептік ай: шілде; 
Қоршаған орта температурасы, Т= +20 оС; 
Күн батареясының көкжиекке еңкею бұрышы, β=58о; 
Модульдер саны, m= 3 
Әр нүкте үшін ток мәні бойынша кернеудің тиісті мәнін анықтаймыз. Біз деректерді 
кестеге енгіземіз. Осы мәліметтер күн Модулінің қуатын анықтайды. Сонымен, ток үшін 
I=1,5 А, кернеу U=34 в құрайды. 
сипаттаманың осы нүктесіндегі қуат: 
Р = U I=34·1,5 = 51 Вт. 
Сол сияқты барлық басқа қуат мәндері анықталады. Деректер 3-кестеге енгізіледі. 
2. Күн Модулінің ауданы: 
3. Пайдалы қуат: 
4

жүктеу/скачать 0,71 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: