Моделювання системи гарячого водопостачання з сонячними колекторами в програмному середовищі RETScreen Expert. Звіт до лабораторної роботи з Фізика. Робота № 532031

Перехід до торгівельного партнера Binance

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 14 Мета Закріпити знання, отримані в процесі вивчення дисципліни, засвоїти методику моделювання системи сонячного гарячого водопостачання в програмному середовищі RETScreen. Завдання Виконати розрахунки системи гарячого водопостачання об’єкту в програмному середовищі RETScreen для визначення експлуатаційних, технічних, енергетичних, економічних та екологічних характеристик згідно з варіантом Варіант Місто Період m s Тип колектору міс. чол. град. 14 Рівне III-X 7 30 Полірований Провести аналіз отриманих результатів розрахунків. Теоретичні відомості У ході дослідження було встановлено, що на території України середня кількість сонячної енергії за світловий день становить приблизно 4 кВт·год на 1 м², а влітку досягає 6–6,5 кВт·год. За рік кожен квадратний метр отримує близько 1,5 тисячі кВт·год, що відповідає рівню сонячної активності в середньостатистичній Європі, де сонячна енергетика активно використовується. Вся територія України придатна для впровадження систем теплопостачання на основі сонячної енергії. Порівнюючи з країнами з подібними рівнями сонячної радіації, можна припустити, що сонячні колектори здатні забезпечити до 50% гарячого водопостачання в міжсезоння та до 90% в літні місяці для приватних будинків. Навіть узимку ці системи можуть покривати 15–20% потреб у тепловій енергії для систем гарячого водопостачання. У країнах, де нагрівання води переважно здійснюється за рахунок електрики, зокрема й в Україні, де цей метод стає дедалі популярнішим, використання сонячних колекторів може значно знизити навантаження на електромережі. Хоча сонячна енергетика в Україні ще не стала широко використовуваною, її потенціал є значним. Вона здатна заощадити до 6 млн тонн умовного палива на рік, завдяки наявності власної науково-технічної та промислової бази. Найбільш перспективним напрямом у цій сфері є перетворення сонячної енергії на низькопотенційну теплову енергію. Системи сонячного теплопостачання характеризуються високою надійністю та довговічністю. Одним із найпоширеніших способів використання сонячної енергії є сонячні колектори, які перетворюють сонячне випромінювання на теплову енергію для обігріву житлових приміщень або нагріву води для побутових і технологічних потреб. Згідно з метеорологічними даними, сонячні колектори в Україні можуть ефективно працювати до дев’яти місяців на рік. Для сонячних колекторів важливими є високий коефіцієнт поглинання короткохвильового випромінювання (з довжиною хвилі до 2 мкм) і низька здатність випромінювання тепла в інфрачервоному спектрі (понад 2 мкм). Це співвідношення, яке називається ступенем селективності, досягається завдяки використанню спеціальних селективних покриттів, створених у вигляді тонкоплівкових фільтрів на металевій основі. Сонячні колектори бувають трьох типів: Незасклені – виготовлені з чорного полімеру, без селективного покриття, каркаса або ізоляції. Вони мають високу здатність до поглинання, але значні тепловтрати, особливо за високих температур води та сильного вітру. Використовуються здебільшого для нагрівання води в басейнах у літній період. Засклені – оснащені скляним покриттям і тильною ізоляцією, мають абсорбер із селективним чи неселективним покриттям. Вони мають високий оптичний коефіцієнт корисної дії (ККД) та низькі теплові втрати. Застосовуються в помірному чи холодному кліматі для нагріву води або опалення житлових будинків, а також для технологічних процесів із температурою до 50°C. Такі системи можуть функціонувати весь рік із використанням незамерзаючих теплоносіїв. Вакуумовані – мають селективне покриття на внутрішній поверхні герметичних вакуумних трубок, що забезпечує мінімальні теплові втрати та високу здатність до поглинання сонячного випромінювання. Використовуються для отримання високих температур теплоносія (60–80°C) навіть у холодному кліматі протягом усього року. Обробка результатів аналізів Першим етапом роботи є вибір місця розташування об’єкта. Згідно з варіантом, розрахунки виконуються для міста Рівне, тому було обрано саме це місто на карті у вкладці «Місцезнаходження»: / На основі зазначеного місця система автоматично визначила найближчі кліматичні дані. З бази даних відповідних показників були отримані й відображені результати. / Вибір розрахункової моделі та інформація про об’єкт / // / / Результати енергетичного розрахунку / Вартість проєкту / Аналіз викидів / / Результати економічного розрахунку / Висновки У ході виконання роботи було закріплено теоретичні та практичні знання з моделювання системи гарячого водопостачання за допомогою сонячного колектора, а також проведено розрахунок окупності проєкту та оцінку його доцільності в програмному середовищі RETScreen. Завдяки використанню програми було здійснено всебічний аналіз проєкту, що охоплює технічні, економічні та екологічні аспекти. Система сонячного водонагрівача була спроєктована для будинку в місті Рівне, Україна, розрахованого на сім осіб. У моделі враховано особливості розташування колекторів, їхню орієнтацію та кут нахилу для забезпечення максимально ефективного поглинання сонячної енергії. Окрім цього, було визначено необхідність у додатковому обладнанні, включаючи акумулюючу ємність, насоси та трубопроводи, що враховувалися у загальному бюджеті проєкту. На основі проведених розрахунків початкові капітальні витрати склали 3001 долар США, включаючи вартість колекторів та іншого обладнання. Щорічні витрати на обслуговування встановлено на рівні 50 доларів. Простий термін окупності проєкту становив 21,5 року, що є прийнятним для систем такого типу. Впровадження системи сонячного водонагрівача також продемонструвало значне скорочення викидів парникових газів, які зменшилися на 35%, що позитивно впливає на довкілля.

Звіт до лабораторної роботи Фізика

12.01.2026 20:01-

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