Диссертация (Исследование систем энергоснабжения на основе солнечной энергии для потребителей в отдаленных районах в Боливарианской Республике Венесуэла), страница 6

Поэтомупроблема электроснабжения в области Альта Гуахира и в некоторых другихавтономных областях стоит очень остро. В связи с этим, область АльтаГуахира согласно правительственной программе будет в первую очередьэлектрифицирована путем использования собственных возобновляемыхэнергоресурсов.2.1.2.

Ресурсы солнечной энергии в области Альта ГуахираВ Венесуэле существуют около 300 гидрометеорологических станций[30], однако не все имеют часовые данные по приходу СР, температуре,скорости ветра и другим показателям, необходимым для расчета параметровсхем электроснабжения. Для оценки возможности использования мировыхБД "NASA" и "Meteonorm" для гелиоэнергетических расчетов проводилосьсравнение содержащихся в них среднемесячных данных со среднемесячнымиданными ГМС "Маракайбо" по критерию относительной погрешностидля определения возможности использования их во время исследования.База данных Национального агентства по аэронавтике и исследованиюкосмического пространства США «NASA Surface meteorology and SolarEnergy»создананаосновемноголетнихспутниковыхизмеренийрадиационного баланса поверхности земного шара и современных моделейраспространения излучения в атмосфере, учитывающих альбедо земной45поверхности, структуру облачности, влажность воздуха, содержание ватмосфере различных аэрозолей и ряда других факторов.

NASA дает средниемесячные данные, наблюдаемые в течение 22 лет с 1983 года до 2005 года,полученные с помощью наземной системы наблюдений GEOS–1 (GoddardEarth Observation System), кроме температурных показателей, которыеполучены по сравнению с предыдущей версией БД «NASA» 5.1 с помощьюусовершенствованной наземной системы наблюдений GEOS–4.

Количествометеостанций в выпуске 6.0 составляет 2704, а в выпуске 5.1 – 1140. Базаданных содержит следующие параметры: среднемесячные суммы прямой,рассеянной и суммарной СР, среднемесячные суммы радиации при ясномнебе, среднемесячное число ясных дней, среднемесячное значение индексапрозрачности, значение индекса прозрачности при ясном небе, количестводней без Солнца, среднемесячная температура воздуха на высоте 10 м надповерхностьюЗемли,дневнойдиапазонизменениятемпературы,среднемесячные значения точки росы и другие данные [31].БД «Meteonorm» разрабатывается и представляется швейцарскойорганизациейMeteotest,расположеннойвг.Берниотносящейсяк Швейцарскому Федеральному Агентству Энергетики (Swiss Federal OfficeofEnergy).КнастоящемувремениизвестнонескольковерсийБД «Meteonorm»: Meteonorm 4.0 (1999 г.), Meteonorm 5.1 (2003 г.), Meteonorm6.0 (2008 г.), которые отличаются количеством метеостанций в БД, а такжеболееусовершенствованныминтерфейсом.ВБД«Meteonorm6.0»используются реальные данные наблюдений за 10–ий период по 8000 МСземного шара.

Благодаря этому с помощью данной программы можнополучить часовые и суточные значения по солнечной энергетике в любойточке мира. В связи с этим, в данной работе в качестве исходных данных длягелиоэнергетических расчетов используются данные из БД «Meteonorm 6.0»[32].В следующих табл. 2.1-2.11 и рис. 2.2-2.12 показаны среднемесячнаятемпература воздуха на высоте 10 м над поверхностью Земли (°C),46среднемесячное поступление СР на горизонтальную площадку (кВт.ч/м 2.сут),cреднемесячное поступление прямой СР на горизонтальную площадку(кВт.ч/м2.сут), и среднемесячная продолжительность солнечного сиянияТсс (час).Таблица 2.1МесяцЯнварьФевральМартАпрельМайИюньИюльАвгустСентябрьОктябрьНоябрьДекабрьСреднегодовоеСреднемесячная температура воздуха на высоте 10 м над поверхностью Земли ( °C)(БД "NASA")22 летнийсредний24,925,426,126,025,926,025,826,126,125,825,525,025,7Минимум22,823,123,724,024,124,123,723,823,923,923,823,323,7Максимум27,228,128,928,127,928,028,028,528,427,927,627,128,03025Т, °С20151050123456789101112t, месРис.

2.2. Среднемесячная температура воздуха на высоте 10 м над поверхностьюЗемли (БД "NASA")47Таблица 2.2Среднемесячное поступление солнечной радиации на горизонтальную площадкуМесяцЯнварьФевральМартАпрельМайИюньИюльАвгустСентябрьОктябрьНоябрьДекабрьЭ∑ г(кВт.ч/м2сутки)Годовоепоступление(φ˚ =11,64˚) (БД "NASA")5,215,686,105,855,666,036,226,125,645,204,914,885,627ЭΣгкВт.ч/м2.сутки6543210123456789101112t, месРис.

2.3. Среднемесячное поступление солнечной радиации на горизонтальнуюплощадку (БД "NASA")Таблица 2.3Среднемесячное поступление прямой солнечной радиации на горизонтальнуюМесяцЯнварьФевральМартАпрельМайИюньИюльАвгустСентябрьОктябрьНоябрьДекабрьЭ∑ г(кВт.ч/м2сутки)Годовоепоступлениеплощадку (φ˚ =11,64˚) (БД "NASA")6,156,156,085,174,965,86,15,725,074,945,265,755,604876ЭΣГкВт.ч/м2.сутки543210123456789101112t, месРис. 2.4. Среднемесячное поступление прямой солнечной радиации нагоризонтальную площадку (БД "NASA")Таблица 2.4НоябрьДекабрь12,7Октябрь12,6Сентябрь12,412,7 12,512,211,811,611,4811АвгустИюнь11,7 12,0ИюльМай11,5АпрельТсс (час)МартМесяцЯнварьФевральСреднемесячная продолжительность солнечного сияния Тсс (БД "NASA")1412t, ч1086420123456791012t, месРис. 2.5.

Продолжительность солнечного сияния Tсс (БД "NASA")49Таблица 2.5МесяцЯнварьФевральМартАпрельМайИюньИюльАвгустСентябрьОктябрьНоябрьДекабрьСреднегодовоеСреднемесячная температура воздуха на высоте 10 м над поверхностью Земли ( °C)(ГМС "Маракайбо")22 летнийсредний26,927,127,628,328,528,728,929,128,427,627,427,028,0Минимум21,321,722,623,222,922,923,222,822,222,022,521,722,4Максимум35,235,736,336,436,136,737,237,336,935,535,034,736,13025Т, °С20151050123456789101112t, месРис. 2.6. Среднемесячная температура воздуха на высоте 10 м над поверхностьюЗемли (ГМС "Маракайбо")Таблица 2.6Среднемесячное поступление солнечной радиации на горизонтальную площадкуМесяцЯнварьФевральМартАпрельМайИюньИюльАвгустСентябрьОктябрьНоябрьДекабрьЭ∑ г(кВт.ч/м2сутки)Годовоепоступление(φ˚ =11,64˚) (ГМС "Маракайбо")4,014,384,594,224,024,364,654,484,333,843,603,664,17507ЭΣгкВт.ч/м2.сутки6543210123456789101112t, месРис. 2.7.

Среднемесячное поступление солнечной радиации на горизонтальнуюплощадку (ГМС "Маракайбо")Таблица 2.7МесяцЯнварьФевральМартАпрельМайИюньИюльАвгустСентябрьОктябрьНоябрьДекабрьСреднемесячная продолжительность солнечного сияния Тсс (ГМС "Маракайбо")Тсс (час)10,5110,6210,4710,3710,210,7711,210,8510,5610,0510,310,441412t, ч1086420123456789101112t, месРис. 2.8. Продолжительность солнечного сияния Tсс (ГМС "Маракайбо")51Таблица 2.8МесяцЯнварьФевральМартАпрельМайИюньИюльАвгустСентябрьОктябрьНоябрьДекабрьСреднегодовоеСреднемесячная температура воздуха на высоте 10 м над поверхностью Земли ( °C)(БД "METEONORM")22 летнийсредний27,827,627,427,427,427,628,128,428,628,228,127,927,9Минимум20,520,921,020,320,320,521,221,121,522,422,221,121,0Максимум31,831,531,530,731,131,132,232,432,131,731,331,831,63025Т, ºС20151050123456789101112t, месРис.

2.9. Среднемесячная температура воздуха на высоте 10 м над поверхностьюЗемли (БД "METEONORM")Таблица 2.9Среднемесячное поступление солнечной радиации на горизонтальную площадкуМесяцЯнварьФевральМартАпрельМайИюньИюльАвгустСентябрьОктябрьНоябрьДекабрьЭ∑ г(кВт.ч/м2сутки)Годовоепоступление(φ˚ =11,64˚) (БД "METEONORM")4,084,444,774,484,464,704,964,894,463,914,233,744,46527ЭΣгкВт.ч/м2.сутки6543210123456789101112t, месРис. 2.10. Среднемесячное поступление солнечной радиации на горизонтальнуюплощадку (БД "METEONORM")Таблица 2.10Среднемесячное поступление прямой солнечной радиации на горизонтальнуюМесяцЯнварьФевральМартАпрельМайИюньИюльАвгустСентябрьОктябрьНоябрьДекабрьЭ∑ г(кВт.ч/м2сутки)Годовоепоступлениеплощадку (φ˚ =11,64˚) (БД "METEONORM")3,483,143,192,832,582,803,423,352,772,392,832,742,676ЭΣгкВт.ч/м2.сутки543210123456789101112t, месРис.

2.11. Среднемесячное поступление прямой солнечной радиации нагоризонтальную площадку (БД "METEONORM")53Таблица 2.11НоябрьДекабрь12,7Октябрь12,5Сентябрь12,312,6 12,412,111,811,511,3811АвгустИюнь11,7 11,9ИюльМай11,4АпрельТсс (час)МартМесяцЯнварьФевральСреднемесячная продолжительность солнечного сияния Тсс (БД "METEONORM")1412t, ч1086420123456791012t, месРис. 2.12. Продолжительность солнечного сияния Tсс (БД "METEONORM")2.1.3.

Анализ данных по солнечной радиации и температуре воздухана высоте 10 м над поверхностью Земли гидрометеорологическойстанции "Маракайбо", баз данных "NASA" и "METEONORM"На рис. 2.13 приводятся сравнительные данные среднемесячногопоступленияСРБД "Meteonorm".поданнымГМС"Маракайбо"иБД"NASA",54Таблица 2.12Сравнительные данные среднемесячного поступления солнечной радиации поданным (ГМС "Маракайбо" и БД "NASA", БД "METEONORM")МесяцЭ∑гБД "METEONORM"(кВт.ч/м2.сутки)Э∑гБД "NASA"(кВт.ч/м2.сутки)Э∑гГМС "Маракайбо"(кВт.ч/м2.сутки)Январь4,085,214,01ФевральМартАпрельМайИюньИюльАвгустСентябрьОктябрьНоябрьДекабрьΣ4,444,774,484,464,74,964,894,463,914,233,7453,125,686,15,855,666,036,226,125,645,24,914,8867,54,384,594,224,024,364,654,484,333,843,63,6650,14Относительные погрешности значений среднемесячного поступленияСР по данным ГМС "Маракайбо" и БД "NASA", "Meteonorm" определяютсяпо формуле:δ=ЭГМС"Маракайбо" ЭБДЭГМС"Маракайбо"(2.1).100%где ЭГМС"Маракайбо" – среднемесячное поступление СР на горизонтальнуюплощадку по данным ГМС "Маракайбо", ЭБД – среднемесячное поступлениеСР на горизонтальную площадку по данным БД "Meteonorm" и "NASA".где δ1 – относительная погрешность значений от ГМС "Маракайбо"иБД"Meteonorm",δ2–относительнаяот ГМС "Маракайбо" и БД "NASA".погрешностьзначений55Таблица 2.13МесяцЯнварьФевральМартАпрельМайИюньИюльАвгустСентябрьОктябрьНоябрьДекабрьОтносительная погрешность среднемесячной солнечной радиации по данным(ГМС "Маракайбо" и БД "NASA", БД "METEONORM")δ1-1,7-1,3-3,9-6,1-10,9-7,7-6,6-9,1-3,0-1,8-17,5-2,1δ2-29,9-29,6-32,8-38,6-40,7-38,3-33,7-36,6-30,2-35,4-36,3-33,3Из данных, приведённых в табл.