Расчет поступления солнечной радиации для Московской области и других регионов

Ну в принципе и я могу задолбить несколько таблиц! На следующей неделе! Так что мне тоже скан давай!
Почта maks_energetik@mail.ru

 

А вот у меня предельно тупая задача. Worst Case. Мне надо добыть 3кВт электричества в любое время года днем. Я в МО, ориентировать панели могу как хочу, сколько мне нужно панелей, чтобы это сделать?

 

@Sm0lny, 3 кВт мощности, 3кВт*ч в день?
Могу подтвердить официальным документом дневную сумму радиации на станции МГУ в 230 и 250 кДж в день, в декабре 2017. Это 64 Вт*ч за весь день, на квадратный метр. Искать другие годы лень По моим представлениям, минимум в декабре в МО может быть в районе 40 Вт*ч на кв. метр в день. Это примерно за 7 часов светового дня. Максимальная энергетическая освещенность будет в районе полудня, где-то 8, может быть 10 Вт/м2.
Насколько я читал, у солнечных элементов есть нижний предел чувствительности, ниже которого они перестают вырабатывать энергию - 150 Вт/м2 для кристаллических и 100 Вт/м2 для тонкопленочных.
То есть, при такой освещенности с квадратного метра Вы получите ровно 0, какую площадь ни возьми, и как ее ни ориентируй.
Ответ: нисколько.

 

Понятно, большое спасибо. Ушел к ветрякам.

 

У ветряков еще все более печально если не в Приморье живешь. Ну или ооочень ограниченно, для живущих в особых ветровых условиях.

 

Боюсь, Вас там тоже крупно разочаруют
Самое простое: можно посмотреть в Яндекс-погоде прогноз на месяц. https://yandex.ru/pogoda/moscow/month Внизу там есть "Погода на графиках". Средняя за 10 лет скорость ветра 9-10 февраля (0.8-0.9 м/с) наводит на грустные мысли.
Идите сразу в дизельгенераторы

 

Если слегка модифицировать задачу, и вместо «любое время года» поставить « с февраля по ноябрь» то Ваша задача может быть решена, а каким количеством - тут уже, может, и @SergeChe подскажет.

 

Увы, не может, никаким количеством.
Это, если верна информация, что СП работают только начиная с какого-то уровня освещенности (100-150 Вт/м2, в зависимости от типа). Поскольку панели тестируются (и их характеристики приводятся) в основном для освещенности 1000 Вт/м2, и для околоминимальных уровней вряд ли действительны данные по КПД, я выбрал уровень 200 Вт/м2, в качестве такого, при котором СП хоть как-то работает, и хоть что-то можно сказать про ее производительность.
Что такое "плохой день": это день с глухой облачностью, или весь день тучи, совсем без прямого излучения, только рассеянное. Максимум рассеянного излучения - это тоже полдень, но в летние и зимние месяцы, при разной продолжительности светового дня, на полуденный час (час с максимальной освещенностью) приходятся разные доли дневной радиации - от 10% летом, до 22% в декабре. Максимум освещенности, при отсутствии прямой радиации, достигается на горизонтальной плоскости.
По данным для станции Подмосковная, я вывел уровни суммарной дневной радиации, при которых в полуденный час возможна энергетическая освещенность 200 Вт/м2. Для периода июль-декабрь это 700, 643, 573, 479, 354, 322 Дж/см2. Обратите внимание на единицы измерения - в них принято публиковать результаты измерений, единица соответствует 10 кДж/м2 или 0.01 МДж/м2.
Дальше. Я даже не буду использовать собственные оценки, я возьму официальную публикацию WRDC - ежеквартальный альманах "СОЛНЕЧНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИАЦИОННЫЙ БАЛАНС", в котором собраны данные по солнечной радиации с десятков станций по всему миру. Для примера, я прикладываю один из альманахов, последние страницы удалены, чтобы файл можно было разместить на форуме. Данные по Подмосковной и МГУ - на 31-й странице. Я взял первые попавшиеся данные - 3-й и 4-й квартал 2017 года. Подчеркиваю - первые попавшиеся, вполне могут найтись годы гораздо худшие.
Я приведу пары - какая нам нужна дневная радиация (для освещенности 200 Вт/м2), и какой был минимум в данном месяце.
Июль - 700/381
Август - 643/193
Сентябрь - 573/124
Октябрь - 479/63
Ноябрь - 354/44
Декабрь - 322/23 (данных по Подмосковной за декабрь нет, я взял МГУ)
То есть, даже летом, в произвольно выбранном году, бывают дни, когда наши солнечные панели не дадут ничего. Например, 28 августа 2017 года, дневная радиация составила 193 Дж/см2, что примерно соответствует максимальной освещенности 60 Вт/м2 в полдень.
Отсюда, я вынужден сделать грустный вывод : в наших условиях (Московская область), никакая площадь СП и никакая их ориентация, ни в каком месяце - неспособны обеспечить гарантированное ежедневное обеспечение электроэнергией.

 

@SergeChe, тогда обозначьте, при каких вводных можно максимально эффективно использовать солнечную радиацию для жизнеобеспечения среднего домика в 150-200 м2 для средней семьи в 3-4 чел. Т к без практического приложения информации Вы и сами уже увидели, что тема превращается в беседу с самим собой. Робкие попытки как то применить результаты Ваших исследований вызвали у Вас настойчивые просьбы этого не делать. Прошу прощения, что опять нарушила стерильность Ваших изысканий.

 

@Olivka557, Мне кажется, что предыдущим сообщением я немножко «наступил» на Вашу очередную идею – прожить, хотя бы 9 месяцев в году, на солнечных панелях, и без пары стоек аккумуляторных батарей. Извините, не хотел.

Теперь, давайте попробуем расставить точки над i.
Я, из чистого любопытства, и для собственного удовольствия, занимаюсь частным вопросом – численной оценкой солнечной радиации. Эти данные могут быть применены в самых разных целях: и для использования солнечной радиации, и для защиты от нее. В качестве примеров:
- прогнозирование среднего поступления энергии от СП и СК в разные периоды времени, для разных ориентаций;
- прогнозирование длительности перерывов в поступлении энергии, оценка достаточности емкости накопителей энергии;
- оценки возможности «перегрузки» системы (закипание коллекторов, превышение поступления энергии от СП над текущим потреблением и т. п.);
- летняя инсоляция помещений, проектирование систем кондиционирования с учетом инсоляции;
- проектирование солнцезащитных устройств.
Как видите, «эффективным использованием» список далеко не исчерпывается.
Система энергообеспечения дома состоит из множества элементов – СК, СП, тепло- и электроаккумуляторы, разнообразные устройства контроля и управления. Я с ними не знаком, ставить себе что-то подобное я не собираюсь, и разбираться в тонкостях их устройства, характеристиках и т. п. – не планирую. Что-то знаю, но чисто теоретически, на уровне зависимостей качественного характера. В силу этого, я могу кому-то из вас помочь решить частный вопрос, дать численную оценку, смоделировать что-то. Но, предлагать какие-то «максимально эффективные решения» не собираюсь, поскольку просто недостаточно для этого компетентен.
Так что, Ваши «робкие попытки» перевести тему по расчетам солнечной радиации на то, как Оливке обустроить энергоснабжение своего дома, заранее обречены на провал. Найдите проектировщика, или опытного любителя, который самостоятельно делал, а потом доделывал и совершенствовал свою систему, вникал в цены, особенности и характеристики оборудования.
По поводу того, «во что превращается тема», «стерильность изысканий» и «разговоров с самим собой». Мне вполне психологически комфортно. Если кому-то сложно это читать, хочется поболтать на смежные темы, обсудить нюансы своего проекта, использование ворованных ТВЭЛ-ов , экономику ВИЭ и т. п. - ну, вы ведь взрослые люди, сами знаете, что в этом случае нужно делать.
«Изыскания» никак не стерильны, у них есть вполне осязаемый практический результат – программы-калькуляторы. Примерно 45 человек их скачали, и, я надеюсь, кому-то помогли решить его частную проблему. Я также надеюсь, что эти программы не последние – будут еще, в чем-то более продвинутые.
Есть несколько результатов (я их перечислял на предыдущей странице), которые вдумчивый человек тоже может с пользой применить при проектировании своей системы
В качестве примера возможного применения этих программ-калькуляторов, возьмем вопрос, с которым пришел @Энергогетик, - поступление радиации на пристенную теплицу криволинейной формы. Если бы ему зачем-то не потребовались внутридневные часовые суммы радиации, а было достаточно только месячных сумм – я бы просто показал ему, как это посчитать на последнем из калькуляторов. Кстати, если у кого-то есть подобные вопросы с конструкциями сложной формы, слишком детальные данные Вам не нужны, а с калькулятором не все понятно – милости просим, приходите со своей конструкцией, я покажу, как это посчитать. И другим будет полезно
Обратите внимание – человек пришел с чертежом, ориентацией теплицы по азимуту, с разбиением криволинейной поверхности на панели с их размерами и углами наклона. А не с вопросом про «жизнеобеспечение среднего домика в 150-200 м2 для средней семьи в 3-4 чел». Если Вы хотите получить осмысленный ответ, нужно потратить на это свои силы и время, и правильно задать вопрос.

 

Обойтись для отопления и гвс без батареи аккумуляторов легко, в моей теме есть как.

Странно, т е перевести тему, как Энергетику обустроить можно, а мне нельзя? Так и скажите -вам не хочу...

Чтобы правильно Вам задать вопрос, тогда обозначьте, пожалуйста, список требований, как это сделал @al185. https://www.forumhouse.ru/posts/6269948/ У меня не виртуальный, а вполне осязаемый проект, по которому Вы меня отфутболили, читать Ваши мыси я не умею. Здесь боялась уже конкретно задавать вопросы по своему проекту. Возможно, я была не в курсе Ваших требований, чтобы получить помощь, ну и ладно. В любом случае, спасибо за Ваш труд.

И да, мой предыдущий пост был ответом на Ваши сожаления https://www.forumhouse.ru/posts/23245429/. Извините, никак не хотела занизить значимость Ваших трудов.

 

Ещё немножко дополню: мои « А не с вопросом про «жизнеобеспечение среднего домика в 150-200 м2 для средней семьи в 3-4 чел» касаются 90% читателей этого форума. На примере моего домика можно показать, как эффективно использовать солнечную радиацию, какие ньюансы учитывать согласно своего региона, площади дома, состава семьи. Хотя, ваши 45 чел тоже хорошо. Поверьте, мне, с двумя высшими (ветеринарным и психологическим), вообще непросто вникать в Ваши математические таблицы, думаю, 90% остальных читателей испытывают те же проблемы.
По поводу профессионалов - если бы на всех профессионалов имелись бы средства - этого форума не было бы. И что предложит мне профессионал ? СК как самый эффективный? А то, что во времени, системе отопления, по проблемам. обслуживания его эффективность резко снижается- не каждый профи знает, и форум тому пример.

 

@Olivka557, У меня противное ощущение, что я Вам что-то должен. Но когда и за что, не помню. Или Вы считаете, что я Вам что-то должен, а я об этом не знаю. Или Вы, как ветеринар-психолог, пытаетесь мною манипулировать?

Мне эти разборки, кто кому чего ответил, а кому не ответил - крайне неприятны.

Человек пришел с конкретным вопросом: "теплица там-то, геометрия такая-то, какова будет солнечная радиация?". И получил достаточно конкретный ответ. Сможете сформулировать конкретный вопрос, ответ на который выражается в ряде цифр, указав при этом все необходимые для расчета данные? Получите столь же конкретный ответ, по крайней мере, я постараюсь. Ответов на вопрос "как мне сделать оптимальную систему" - я дать не могу.
Критерий "правильного" вопроса простой - все необходимые для расчета данные. Вопросы разные - и необходимые данные тоже разные. Для этого, нужно понимать, что спрашиваешь, от чего зависит возможный результат, и что хочешь получить.
По поводу "сожалений" из-за отсутствия откликов. Наоборот, я пришел к выводу, что "это норма". Чтобы кто-то из наших коллег пересилил себя, преодолел внутренние барьеры, и что-то спросил - его должно "конкретно прижать". Плюс, отдельные некоторые приходят просто пофлудить.

То есть, типа "социальный заказ". Но на примере Вашего дома. А почему Вы решили, что я могу его удовлетворить? Я вполне реалистично оцениваю свой уровень знаний, и предлагать решения для "90% читателей этого форума" просто не возьмусь. Вроде бы, я нигде не собирался этого делать, не обещал и не подавал надежду?
А вот что делать с недостаточной математической грамотностью взрослых людей, я вообще не понимаю Учить их прямо здесь? А как без этого им что-то объяснять?

 

При чем здесь кто кому должен? Типа, Вы же не у себя в блоге пишете, а на строительном форуме для чайников. Есть очень хорошая Ваша тема, идёт обсуждение - как ее применить в строительстве...

Прошу перечислить, какие это « все необходимые для расчета» данные.

Например, у меня есть конкретный проект, привязать к местности я могу оптимально, согласно максимальной солнечной радиации для сентября-октября, февраля-марта в Харькове. Наклон крыши тоже (ее буду в готовом проекте переделывать). Какой угол наклона крыши в моем случае оптимальный? Сколько по максимуму энергии я получу с этого угла наклона с 1м 2 в эти периоды? И с вертикальной поверхности оптимальной ориентации (какой?) с 1м2 в эти периоды? Остальное я и сама у себя в теме посчитаю - и количество СП, и размер ТА, и экономическую эффективность использования в сравнении с отоплением на ночном тарифе, для конкретного домика с конкретными теплопотерями. Или так скажите, или ткните в конкретную табличку, пожалуйста.

 

Это практически блог, ориентированный на тех, кто может понять написанное.

На таких людей, которые не могут понять данные в простой таблице, я не ориентируюсь.
Я смотрю, Вы сумели вывести из себя @Sailor, автора теплотехнического калькулятора Smartcalc. Это да, нужно было очень постараться.
Итак, Харьков, привязка к местности (ориентация по азимуту) произвольная, угол наклона произвольный. Ищем оптимальную ориентацию для периода сентябрь, октябрь, февраль, март. Все правильно?

Насколько я знаю, ближайшие метеостанции (по широте) на Украине (делавшие актинометрические наблюдения) - Барышевка (Киевской обл.) и Полтава. Климатические данные для какой из станций Вам кажутся наиболее подходящими, и Вы готовы ввести их в Excel? Ссылку на скан справочника и форму для ввода данных я Вам пришлю.