ВОПРОСЫ ТЕОРИИ. И ИННОВАЦИОННЫХ РЕШЕНИЙ. ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ. ГЕЛИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

ОПТИМИЗАЦИЯ РАСЧЕТНЫХ ДАННЫХ ИНТЕНСИВНОСТИ СУММАРНОЙ, ПРЯМОЙ И РАССЕЯННОЙ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ ГОРОДОВ И НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ

18.5.1. Методы и способы обработки результатов исследований характеристик солнечной радиации

Основной характеристикой солнечной радиации являет­ся ее суммарная интенсивность на горизонтальной поверх­ности. В справочниках по климату СССР [5,6] представлены средние арифметические значения этого параметра. Однако данные по солнечной радиации приведены только для тех населенных пунктов, где имеются метеостанции.

Для получения достоверных значений солнечной ради­ации для г. Краснодар были выполнены исследования ре­зультатов 10-летних наблюдений за период 1977-1986 гг. [15,16]. При этом был применен метод расчета интеграль­ной повторяемости отдельных градаций с построением гистограмм, являющихся эмпирическим аналогом диффе­ренциальной функции вероятности.

При анализе интегральной повторяемости F значе­ний суммарной интенсивности солнечной радиации Jp за указанный период установлено, что обеспеченность сред­неарифметических значений составила 48 %, а с учетом интегральной повторяемости - 60 % (рис. 3.9). Характер­ными годами за данный период наблюдений являлись: 1978,1980,1981, 1984.

Сравнение полученных значений интенсивности сол­нечной радиации с аналогичными, приведенными в спра­вочнике [5], показало, что применение указанного метода повысило достоверность данных на 18 %.

1150 1200 1250 1300 /р> кВт ч/м2

Рис. 3.9.

Интегральная повторяемость суммарной солнечной радиации в г. Краснодар в 1977-1986 гг.

В 1987-1990 гг. обработка результатов наблюдений ин­тенсивности солнечной радиации г. Краснодар была про­должена [17, 18]. Анализ гистограмм интегральной по­вторяемости суммарной солнечной радиации показал, что за 14-летний период наблюдений обеспеченность среднего арифметического значения суммарной солнечной радиа­ции составляет 56 %, ас учетом интегральной повторяе­мости - 51 % (рис. 3.10). Из анализа данных табл. 3.10 следует, что с увеличением продолжительности наблюде­ний расчетные значения интенсивности как среднеариф­метические, так и средние с учетом функции вероятности, уменьшаются.

Таблица 3.10. Расчетные значения интенсивности суммар­ной солнечной радиации в г. Краснодар, кВт ч/м2

Месяцы

Период наблюдений, годы

1977-1986

1977-1990

среднее

ариф­

метическое

среднее с учетом функции вероятности

среднее

ариф­

метическое

среднее с учетом функции вероятности

Январь

37,5

38,1

36,1

38,7

Февраль

54,4

54,0

54,5

58,8

Март

95,3

91,3

93,3

10,8

Апрель

120,5

110,2

119,0

113,6

Май

179,8

184,6

169,1

191,5

Июнь

184,8

206,7

175,6

175,3

Июль

184,7

194,3

182,5

183,2

Август

161,3

163,5

162,9

172,8

Сентябрь

117,2

118,0

124,0

113,7

Октябрь

86,8

93,4

83,9

82,9

Ноябрь

43,4

43,4

41,5

45,4

Декабрь

30,8

33,0

29,6

32,9

Весь год

1293,7

1331,1

1272,0

1310,0

1161 1203 1246 1272 1331 /р, кВт ч/м*

Рис. 3.10.

Интегральная повторяемость суммарной солнечной радиации в г. Краснодар в 1977-1990 гг.

В табл. 3.11 приведены результаты сопоставления зна­чений интенсивности суммарной солнечной радиации, по­лученные при обработке данных измерений в1977-1990гг., с аналогичными данными справочной литературы [6, 19]. Как упоминалось выше, в справочной литературе представ­лены средние арифметические значения интенсивности суммарной солнечной радиации. Отклонение расчетных средних арифметических значений по результатам наблю­дений от справочных данных составило 1,4 %, а средних с учетом функции вероятности - 4,4 %. Существенно рас­хождение значений в августе: среднее арифметическое - 1,7 %, а среднее с учетом функции вероятности - 7,9 %.

Таблица 3.11. Суммарная солнечная радиация для г. Краснодар, кВт ч/м2

Месяцы

Расчетные значения за 1977-1990 гг.

Данные

справочной литературы

среднее

ариф­

метическое

среднее с учетом функции вероятности

«Научно-при­кладной справоч­ник по климату

есер» гбі

«Климат г. Краснодара» [19]

Январь

36,1

38,7

36,1

32,0

Февраль

54,5

58,8

52,3

48,6

Март

93,3

100,8

90,9

87,7

Апрель

119,0

113,6

121,2

123,3

Май

169,1

191,5

166,8

163,6

Июнь

175,6

175,3

181,8

180,2

Июль

182,5

183,2

186,5

187,3

Август

162,9

172,8

160,1

161,2

Сентябрь

124,0

113,7

119,3

123,3

Октябрь

83,9

82,9

78,1

72,3

Ноябрь

41,5

45,4

37,3

35,6

Декабрь

29,6

32,9

23,9

20,2

Весь год

1272,0

1310,0

1254,3

1235,4

На рис. 3.11 приведены графики изменения суммарной солнечной радиации на горизонтальную поверхность в г.

Краснодар в течение года; средняя кривая - справочные данные [6]. Верхние и нижние кривые соответствуют мак­симальным и минимальным значениям в течение 14-лет­него периода наблюдений. Наибольшая разность между максимальным и минимальным значениями зафиксиро­вана в сентябре, минимальная - в декабре и феврале. По­лученные кривые позволяют принять с определенным значением обеспеченности решение по величине дополни­тельной площади солнечных коллекторов при отсутствии теплового дублера. В табл. 3.12 приведены значения от­клонения расчетных величин от справочных данных как при минимальном уровне солнечной радиации, так и при максимальном.

Таблица 3.12. Сравнение расчетных максимальных и мини­мальных значений солнечной радиации со справочными данными

Месяцы

Суммарная солнечная радиация, кВтч/м2

Отклонение

расчетных значений от справочных, %

по справочнику [6]

расчетная

максимальная

расчетная

минимальная

Январь

36,1

50,1/139,0

26,2/73,0

52,3

Февраль

52,3

72,1/138,0

37,2/71,0

51,6

Март

90,9

125,5/138,0

70,6/78,0

56,3

Апрель

121,2

150,4/124,0

93,0/77,0

61,8

Май

166,8

191,4/115,0

130,6/78,0

68,2

Июнь

181,8

212,4/117,0

138,1/76,0

65,0

Июль

186,5

209/112,0

151,5/81,0

72,5

Август

160,1

186,3/116,0

140,7/88,0

75,5

Сентябрь

119,3

143,4/121,0

110,4/93,0

77,0

Октябрь

78,1

102,2/131,0

72,7/93,0

71,1

Ноябрь

37,3

56,3/152,0

30,6/83,0

54,4

Декабрь

23,9

44,0/183,0

19,0/79,0

43,0

Условия применения справочных значений суммар­ной солнечной радиации ограничены. Так, в соответ­ствии со справочником [5] они могут быть использованы в радиусе 60 км от пункта наблюдения при незначитель­ном различии геодезических отметок относительно уров­ня моря.

Исследования солнечной радиации были выполне­ны для г. Геленджик на основании результатов измере­ний на метеостанции этого города в 1975-1990 гг. (табл. 3.13). Геленджик находится на расстоянии 100 км от Краснодара, геодезические отметки его метеостанции незначительно отличаются от краснодарских. При об­работке результатов измерений также применен метод построения гистограмм, в соответствии с которым рассчи­таны величины повторяемости месячных значений сум­марной солнечной радиации на горизонтальную поверх­ность. Кривая интегральной повторяемости суммарной солнечной радиации на горизонтальную поверхность в г. Геленджик приведена на рис. 3.12.

В табл. 3.14 представлены значения отклонений мак­симальных и минимальных величин интенсивности суммарной солнечной радиации в Геленджике от рас­четных (см. табл. 3.13). На рис. 3.13 по значениям из табл. 3.14 построены соответствующие графики. Наи­большая разность между максимальным и минимальным значениями 77,8 % имеет место в июле, минимальная 37,2 % - в мае.

Таким образом, с применением дифференциальной функции распределения вероятности на основе анали­за результатов обработки значений суммарной солнеч­ной радиации в Краснодаре за 14 лет и Геленджике за 15 лет, получены расчетные значения для проектирования гелиоустановок.

Выяснено также, что для определения расчетных зна­чений со степенью достоверности более 50 % необходимы 10-летние и более продолжительные сроки наблюдения. Предложен новый способ представления месячных зна-

Таблица 3.14. Сравнение максимальных и минимальных значений интенсивности солнечной радиации в г. Геленджик с расчетными

Месяцы

Суммарная солнечная радиация, кВт-ч/м2

Отклонение от расчетных значений (min/max), %

расчетная

максимальная

минимальная

Январь

39,0

54,7/140,0

13,0/33,3

23,8

Февраль

53,0

84,0/158,5

40,1/75,7

47,7

Март

96,0

114,5/119,3

64,5/67,2

56,3

Апрель

133,0

155,2/116,7

81,9/61,6

61,6

Май

172,0

196,1/114,0

125,4/72,9

37,2

Июнь

200,0

204,1/102,0

147,9/74,0

72,5

Июль

209,0

205,9/98,5

160,2/76,7

77,8

Август

180,0

186,3/103,5

147,1/81,7

79,0

Сентябрь

133,0

146,8/110,4

111,3/83,7

75,8

Октябрь

93,0

97,6/105,0

72,3/77,7

74,0

Ноябрь

50,0

58,1/116,0

34,0/68,0

58,6

Декабрь

33,0

41,0/124,0

17,9/54,2

43,7

чений интенсивности суммарной солнечной радиации с определением их максимальных и минимальных величин, вероятности их наблюдения.

ВОПРОСЫ ТЕОРИИ. И ИННОВАЦИОННЫХ РЕШЕНИЙ. ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ. ГЕЛИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

ЭКОНОМИЧЕСКОЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ГЕЛИОУСТАНОВОК

На основании результатов исследований автора Крас­нодарской лабораторией энергосбережения и нетрадици­онных источников энергии АКХ были разработаны Реко­мендации по проектированию гелиоустановок котельных и ЦТП. В данной работе были исследованы следующие во­просы: анализ …

СОЛНЕЧНО-ТОПЛИВНЫЕ КОТЕЛЬНЫЕ

Для солнечных водонагревательных установок соотно­шение параметров при отсутствии теплового дублёра выра­жается уравнением: О Л 0,278 10-3АЕ/ лг =ОгсрУ2-Ь), i-n vi - интенсивность суммарной солнечной радиации в плоскости сол­нечных коллекторов за …

ГЕЛИОУСТАНОВКИ БОЛЬШОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

В 1989 г. по проекту автора в Краснодаре была построе­на и эксплуатируется до настоящего времени гелиоуста­новка издательства «Советская Кубань» с площадью сол­нечных коллекторов 260 м2. Солнечные коллекторы (432 шт.) размещены …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов шлакоблочного оборудования:

+38 096 992 9559 Инна (вайбер, вацап, телеграм)
Эл. почта: inna@msd.com.ua