Коефіцієнт використання потенційної енергії

Оцінимо частку потенційної енергії, яка використовується геліоустановкою за прийнятого оптимального кута нахилу:

Де -  - сума інтенсивностей сонячної енергії на похилій поверхні за оптимального кута нахилу в середньому за день місяця у проміжку березень -жовтень;  - сума інтенсивностей сонячної енергії на похилій поверхні за найближчого дооптимального кута нахилу в середньому за день місяця у проміжку березень – жовтень. Дані взяті з таблиці 4 для кутів 60˚ і 50˚ відповідно.

З отриманої відповіді видно, що суми не сильно різняться (менше 1%) проте, в великих часових масштабах це може мати суттєвий вплив на окупність установки.

Коефіцієнт використання енергії, яка виробляється геліоустановкою

Таблиця 11

Q_в – вироблена енергія геліоустановкою, МДж;

Q_в=А*

Q_в(березень)=9*7,441=66,965 МДж; Q_в(жовтень)=9*10,54=94,845 МДж; 

Q_кор – корисна енергія, яка використовується. Її ухвалюємо з умов:

Тепер розраховуємо сам коефіцієнт: . Отримані дані заносимо в таблицю 11.

(16,2 м², березень)=120/120,54=0,9956;

(16,2 м², жовтень)=120/170,72=0,7029;

Коефіцієнт забеспеченості споживача сонячною енергією

Таблиця 12

= Q_в* /            Отримані дані заносимо в таблицю 12.

(16,2 м², березень)=120,54*0,9956/120=1;

(16,2 м², жовтень)= 170,72*0,6484/120=1

Як видно з таблиць (11,12), лише при площі установки 16,2 м² повністю задовільняються необхідні потреби, проте є великий надлишок виробленого тепла (майже 48%) у серпні. Найбільш оптимальним на даному етапі можна вважати площу 12,6 м² (недостатнє виробництво енергії буде спостерігатись лише в березні).

Коефіцієнт заміщення необхідної енергії

Таблиця 13

= *p(S)                     Отримані дані заносимо в таблицю 13.

(16,2 м², березень)= 1*0,51=0,51;                    (16,2 м², жовтень)= 1*0,54=0,54

З отриманих даних видно, що через нерівномірність надходження сонячної енергії доведеться використовувати органічне паливо для досягнення необхідного рівня забезпечення теплом, а саме: від близько 40% у липні при площі 16,2 м², до майже 71,5% у березні при площі 9 м².

Оцінка економічної ефективності використання геліоустановки й визначення оптимальної її площі.

Кількість корисно вироблюваної енергії :

= * , МДж Дані для розрахунків взяти в таблиці (8,13) Отримані дані заносимо в таблицю 14.

(при 9 м²)=28320*0,488=13806 МДж; (при 16 м²)=28320*0,57=16142 МДж

Таблиця 14

Кількість зекономленого палива, тонн у.п.

Таблиця 15

∆В_Т = , тонн у.п.      Отримані значення заносимо в таблицю 15

Де -  - теплотвірна здатність умовного палива = 29330 (МДж/ т. у. п.);

 – експлуатаційний коефіцієнт корисного використання палива = 0,4.             

∆В_Т(9 м², березень) =  = 0,064, тонн у.п

∆В_Т(16,2 м², жовтень) =  = 0,1712, тонн у.п

Ефективність геліоустановки за енергетичними витратами

Витрачена кількість енергії на створення геліоустановки певної площі  Е_гу:

Е_гу= *А=5700*А, МДж                                   

де А – площа геліоустановки, м²

=5700 МДж/м² – загальні енергетичні витрати на 1 м² площі геліоустановки;

Е_гу(9 м²)=5700*9=51300 МДж;                            Е_гу(16,2 м²)=5700*16,2=92340 МДж

Ефективність енерговитрат r:       r =  Е_гу

r(9 м²) =13806 51300 = 0,2691                                 r(16,2 м²) =16142 92340 = 0,1748

Період окупності геліоустановки Т: Т= Е_гу/  , років

Т(9 м²) = 51300/13806 = 3,72 роки;                   Т(16,2 м²) = 92340/16142 = 5,72 роки

Отримані результати занести до таблиці 16.