Моделювання системи гарячого водопостачання з сонячними колекторами в програмному середовищі RETScreen Expert. Звіт до лабораторної роботи з Фізика. Робота № 101005

Моделювання системи гарячого водопостачання з сонячними колекторами в програмному середовищі RETScreen Expert

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний технічний університет України Київський політехнічний інститут

Інститут:

Не вказано

Факультет:

ЗІ

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2024

Тип роботи:

Звіт до лабораторної роботи

Предмет:

Фізика

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ “КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ імені ІГОРЯ СІКОРСЬКОГО” ЗВІТ з лабораторної роботи №4 з навчальної дисципліни “Основи фізики традиційних та альтернативних джерел енергії” Тема: Моделювання системи гарячого водопостачання з сонячними колекторами в програмному середовищі RETScreen Expert Варіант 17 Варіант №17: / Теоретичні відомості На території України сонячна енергія за один середньорічний світловий день складає в середньому 4 кВт за годину на 1 м 2 (у літні дні – до 6–6,5 кВт на годину), тобто близько 1,5 тисячі кВт·год за рік на кожен квадратний метр. Це приблизно стільки ж, скільки в середній Європі, де використання сонячної енергії носить досить широкий характер. Вся територія України придатна для розвитку систем теплопостачання з використанням сонячної енергії. Провівши паралелі з країнами, які мають той же рівень величин сонячної радіації, можна зробити висновок, що в міжсезоння сонячні колектори можуть забезпечувати до 50%, а в літні місяці – до 90% гарячого водопостачання приватного будинку. Навіть в зимовий період такі установки здатні покривати до 15 – 20% потреби в теплоті системи ГВП. Для країн, в яких нагрів гарячої води проводиться в основному за допомогою електричної енергії, а в Україні в даний час такий спосіб отримання гарячої води помітно зростає [1], сонячні колектори дозволяють істотно знизити пікові навантаження в електросистемах. Сонячна енергетика в Україні поки не набула широкого господарського використання, проте передумови для цього є. Вона здатна забезпечити економію за рік до 6 млн. тон умовного палива, потенціал її розвитку становить власна наукова і промислова база. В Україні на сьогодні найбільш перспективним напрямом використання сонячної енергії є безпосереднє перетворення її в низько потенціальну теплову енергію. Системи сонячного теплопостачання вважаються надійними та довговічними. За конструкцією сонячні колектори поділяються на: • незасклені – виготовляються з чорного полімеру. Їх конструкція не передбачає селективного покриття, каркасу та тильної ізоляції. Ці колектори розташовують на даху будинків або на дерев'яній основі. Незасклені СК мають велику поглинальну здатність, але при цьому значні тепловтрати, які зростають зі збільшенням температури води в колекторі, особливо при високих швидкостях вітру, тому при розрахунку вводиться поправка на вітер. Незасклені СК використовуються переважно там, де потрібні низькі температури води, наприклад, для нагрівання води в басейні лише в літній період через високі тепловтрати. • засклені – мають корпус зі скляним покриттям ззовні та ізоляцією з тильного боку, а також абсорбер із селективним або неселективним покриттям. Такі колектори характеризуються високим оптичним ККД та відносно низькими втратами теплоти у навколишнє середовище. Засклені СК зазвичай використовуються в умовах помірного або холодного клімату (гаряче водопостачання житлових будинків, опалення, нагрівання води для технологічних процесів до 50°C). Такі системи можуть працювати протягом всього року при використанні робочих рідин з низькою температурою замерзання. • вакуумовані – мають селективні покриття на внутрішній поверхні герметичної вакуумованої трубки, завдяки чому мають високу поглинальну здатність сонячного випромінювання, їх теплові втрати в навколишнє середовище надзвичайно низькі. Вакуумовані колектори застосовуються там, де потрібні високі температури теплоносія, приблизно від 60 – 80°C в умовах холодного клімату протягом року з захистом від замерзання. RETScreen Expert – це нова розширена і поточна версія (станом на 2023 рік) програмного забезпечення, яка дозволяє в рамках повністю інтегрованого рішення на одній програмній платформі: визначати технічну, енергетичну і фінансову доцільність потенційних енергоефективних проєктів як для будівель так і для великих енергетичних об’єктів чи окремих систем; оцінювати інвестиції в ході всього життєвого циклу енергооб’єкта, включаючи порівняльний аналіз, техніко- економічне обґрунтування і аналіз експлуатаційних показників. Крім того, за допомогою RETScreen Expert можна провести вимірювання і контроль фактичної продуктивності підприємств і визначити можливості економії/виробництва енергії. Наприклад, користувач, може змоделювати проєкт на традиційних джерелах енергії і порівняти його з альтернативними проєктами з використанням джерел чистої енергії. Аналіз проєкту відбувається в п’ять етапів, Які включають: енергетичний аналіз, аналіз витрат, аналіз викидів, фінансовий аналіз, а також аналіз ризиків і чутливості системи. Результати роботи Спочатку вибираємо шаблон – сонячний водонагрівач для дому. / Після цього потрібно обрати місцезнаходження об’єкту –мають бути Суми згідно варіанту: / / Тепер переходимо на вкладку Енергія. / Наступним кроком налаштовуємо опалювальну систему. Спочатку додамо Водопідігрівач. / / Далі для гарячої води встановлюємо кількість жителів дому – 6 людей. В використання гарячої води ставимо значення, що програма пропонує. Температуру ставимо 55, як прийнято в Україні. Відсоток місяців використання за варіантом IV-IX. Опалювальна система – водопідігрівач: / Для сонячного водонагрівача встановлюємо нахил за варіантом 30 градусів. Також вказуємо тип колектора – полірований. / Після внесення інших даних, отримуємо такий результат: / / Переходимо до пункту з порівнянням: / Переходимо до пункту затрат: / На вкладці Емісія бачимо викиди СО2 до впровадження колекторів і після. Загальне скорочення викидів – 51,4%. Спочатку викиди були 0,9 тонн, стали 0,44 тонн – скорочено на 0,46 тонн, що еквівалентно 0,09 авто, що не використовується. / В аналізі фінансів видно з графіку коли проект окупиться. Бачимо, що простий строк окупності складає 33,5 рік, що занадто багато як для такого проекту. / Висновок: В результаті виконання лабораторної роботи було закріплено знання, отримані в процесі вивчення дисципліни, засвоєно методику моделювання системи сонячного гарячого водопостачання в програмному середовищі RETScreen. Виконано розрахунки системи гарячого водопостачання для визначення експлуатаційних, технічних, енергетичних, економічних та екологічних характеристик. Проведено аналіз отриманих результатів розрахунків.

Звіт до лабораторної роботи Фізика

28.03.2025 10:03-

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись