Моделювання. Звіт до лабораторної роботи з Фізика. Робота № 532024

Перехід до торгівельного партнера Binance

Моделювання

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 №5 з навчальної дисципліни “Основи фізики традиційних та альтернативних джерел енергії” Варіант 10 Тема: Моделювання фотоелектричних систем в програмному середовищі RETScreen Мета: закріпити знання, отримані в процесі вивчення курсу, засвоїти методику визначення енергоефективності систем енергозабезпечення об’єктів за рахунок використання фотоелектричних перетворювачів у програмному середовищі RETScreen. Завдання: Розрахувати в програмному середовищі RETScreen автономну систему електрозабезпечення об’єкту з заданою площею плаского даху у певному місті України з використанням фотоелектричних модулів, які встановлені під заданим кутом до горизонту з орієнтацією на південь. Провести аналіз отриманих результатів розрахунків. Хід роботи Фотоелектричні перетворювачі (ФЕП) поділяються на кілька основних типів, з яких найбільш поширеними є кремнієві. Їх класифікують на монокристалічні, полікристалічні та тонкоплівкові з аморфного кремнію. Основними характеристиками цих типів є ефективність та методи виготовлення: 1. Монокристалічні ФЕП: створені з цілісних кристалів кремнію, що забезпечує високий коефіцієнт корисної дії (ККД), який може досягати 21,5%. Цей тип є найбільш ефективним, хоча й дорожчим. 2. Полікристалічні ФЕП: складаються з багатьох кристалів кремнію і мають нижчий ККД (14-17%), але їх вартість нижча, що робить їх популярними для великих установок. 3. Тонкоплівкові ФЕП: виготовляються з аморфного кремнію або інших матеріалів (наприклад, телуриду кадмію). Їхній ККД значно нижчий (5-8%), але вони дешевші у виробництві та гнучкіші, що дозволяє їх використовувати на нерівних поверхнях. Для підвищення ефективності використовують двосторонні панелі та концентратори. Вибір моделі визначається її доступністю на ринку, ціною та специфікаціями, наприклад, у базі даних RETScreen можна знайти моделі, що відповідають вимогам до потужності та розмірів. Розрахунок площі та розміщення Площа для встановлення сонячних панелей визначається замірами на місці або за допомогою картографічних сервісів. Загальна площа для монтажу повинна враховувати можливе затінення та взаємне затінення панелей, що впливає на їх продуктивність. Для розміщення на стінах або дахах слід враховувати обмеження доступної площі, а для наземних установок – площу ділянки. Робоча температура та ККД Робоча температура ФЕП (NOCT) залежить від умов середовища, таких як сонячне випромінювання та швидкість вітру. Температурний коефіцієнт визначає зміну ефективності модулів залежно від підвищення температури. Наприклад, при зростанні температури ефективність зазвичай знижується. Інвертори та втрати енергії Інвертори конвертують постійний струм на змінний, що може використовуватися для живлення обладнання або надходити до електромережі. Їх ККД зазвичай становить 95-98%. Потужність інвертора повинна відповідати потужності системи, однак можлива її невелика перевага, щоб уникнути втрат в умовах зміни орієнтації або затінення панелей. Загальні втрати у системі, такі як бруд на модулях, невідповідність у мережі або зниження ефективності обладнання, можуть досягати 15-20%. Точні втрати можна оцінити за допомогою додаткових параметрів у моделі. Цей стислий опис дає повніше уявлення про типи ФЕП, їх ефективність, установку, розміщення, робочі характеристики та вплив температури. RETScreen Expert — це програмне забезпечення для аналізу проектів відновлюваної енергетики, енергоефективності та когенерації, розроблене Канадським урядом. Воно дозволяє оцінювати технічну та фінансову доцільність проектів, аналізувати їхню ефективність, прогнозувати результати і управляти енергетичними ресурсами. Програма підтримує процес прийняття рішень, допомагаючи користувачам швидко оцінити економічні вигоди, енергетичні заощадження, зменшення викидів парникових газів та інші аспекти енергетичних проектів. Маємо такий варіант завдання: Варіант Місто Площа даху Кут нахилу СМ Азимут СМ м 2 градуси градуси 10 Черкаси 2100 41 4 На вкладці «Місцезнаходження» оберемо місто Черкаси з наступними вхідними даними: географічне розміщення, кліматична зона, висота над рівнем моря, розрахункова температура на опалення та охолодження, амплітуда коливань температури землі, помісячна температура повітря, відносна вологість, опади, надходження сонячної радіації, атмосферний тиск, швидкість вітру, температура землі, градусо-дні. / / / На вкладці «Обладнання» задамо тип об’єкту та обладнання. / / Перейдемо на вкладку «Енергія». Робота у даній вкладці починається з пункту «Електрика та палива». Тут задамо тариф на електроенергію. З жовтня 2024 року тариф на електроенергію для населення в Чернігові (як і в інших регіонах України) залишається фіксованим на рівні 4,32 грн за кВт⋅год (0,105 $/кВт*год) з урахуванням ПДВ. Цей тариф діє з 1 червня 2024 року і буде актуальним до кінця квітня 2025 року. / У розділі «Фотоелектричний» задаємо кут нахилу та азимут СМ. Обираємо виробника та модель наших панелей, задаємо кількість одиниць панелей відповідно площі даху, яка має покривати 50%. За інші втрати візьмемо 3%, ККД 97%, початкові затрати 500$, затрати на експлуатацію та обслуговування 15$. Отримуємо такі результати. / На вкладці «Вартість» додамо певні витрати: на конструкцію по 18$ на одиницю, проект – 3 000$, пуско-налагоджувальні роботи - 16$ на одиницю панелей. Отримуємо загальні початкові затрати 114,360 $. / Вкладка «Емісія» показує загальне щорічне скорочення викидів ПГ – 87.8277 т. Це еквівалентно 16,1 автомобілям, що не використовуються. / На зображенні представлений фінансовий аналіз проекту з терміном реалізації 25 років. Загальні початкові витрати становлять 114,360 $, а щорічні витрати на обслуговування оцінюються в 2,688 $. Сумарна щорічна економія та дохід досягає 24,198 $. Внутрішня норма прибутку (ВНР) до сплати податків складає 18,54 %, а простий строк окупності проекту — 5,3166 років, що свідчить про його економічну доцільність. Повернення капіталу також відбувається протягом 5,3166 років. Графік кумулятивного потоку грошових коштів демонструє позитивний тренд, досягаючи приблизно 423,393 $ через 25 років. Перевищення витрат та перехід до прибуткової зони спостерігається приблизно через 5 років після початку проекту. / / Висновок: Лабораторна робота дозволила поглибити знання у використанні програмного середовища RETScreen Expert для моделювання систем гарячого водопостачання на основі сонячних колекторів. Під час роботи було проведено розрахунки та проаналізовано результати для оцінки технічних, енергетичних, економічних та екологічних характеристик системи. Незважаючи на те, що сонячні колектори зменшують споживання традиційних енергоносіїв та викиди парникових газів, фінансовий аналіз показав, що проєкт у поточній конфігурації має недостатню рентабельність. Щоб підвищити економічну ефективність, необхідно оптимізувати витрати, зменшити початкові інвестиції або знайти додаткове фінансування, наприклад, у вигляді субсидій або грантів.

Звіт до лабораторної роботи Фізика

09.01.2026 23:01-

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