Как расчитать количество солнечной энергии в регионе
Солнечная инсоляция – это величина, определяющая количество облучения поверхности пучком солнечных лучей (даже отраженных или рассеянных облаками). Поверхностью может быть что угодно, в том числе и солнечная батарея, которая преобразует энергию солнца в электрическую энергию. И вот насколько эффективна будет ваша природная электростанция и определяет параметр солнечной инсоляции. Измеряется инсоляция в кВт*ч/м2, то есть количество энергии солнца, полученное одним квадратным метром поверхности в течении одного часа. Естественно полученные метрики рассчитаны для идеальных условий: полное отсутствие облачности и падение солнечных лучей на поверхность под прямым углом (перпендикулярно).
Довольно часто люди полагают, что если солнце встает в 6 утра и садится в 7 вечера, то дневную выработку солнечной панели нужно считать как произведение ее мощности на 13 часов пока светило солнце. Это в корне неправильно, ведь существует облачность, но главное солнце двигается по небосклону отбрасывая лучи на поверхность земли под разными углами. Да, безусловно, вы можете использовать специальные трекеры, которые будут поворачивать вашу солнечную батарею в сторону солнца, но это дорого и редко экономически оправдано. Трекеры применяются, когда необходимо увеличить мощность на единицу площади.
Откуда берутся данные солнечной активности
Изучением солнечной активности во всех регионах нашей планеты занимается Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA). Круглосуточно спутники следят за деятельностью солнца и заносят полученную информацию в таблицы. В расчетах учитываются данные последних 25 лет. Пример такой таблицы для Санкт-Петербурга (59.944, 30.323) вы можете увидеть по ссылке https://eosweb.larc.nasa.gov/ . Данная организация относится к федеральному правительству США и, к сожалению, сайт их доступен только на английском языке.
Нет необходимости расшифровывать все значения и коэффициенты в таблице, ведь нас интересуют всего два – это собственно само значение солнечной инсоляции в определенные месяцы (OPT) и значение оптимального угла наклона солнечной панели (OPT ANG).
Зная значение инсоляции мы можем рассчитать приблизительную выработку нашей солнечной электростанции в данном регионе в конкретный месяц или в среднем в год.
Расчет выработки солнечной электростанции на основе значений инсоляции
Допустим имеем в Санкт-Петербурге сетевую солнечную электростанцию мощностью 5 кВт и хотим посчитать ее выработку в июне. Солнечные модули установлены на оптимальный угол.
5 кВт * 5,76 кВт*ч/м 2 * 30 дней = 864 кВт*ч
* Формула упрощенная, поэтому расчетные единицы измерения в формуле не совпадут с ответом. Это исправляется введением в формулу параметров солнечной электростанции и перевода дней в часы.
Но в январе эта же электростанция сгенерирует всего 5*1,13*30=169,5 кВт*ч, поэтому Питере солнечные батареи активно используются только в летние периоды.
За год же, подобная солнечная электростанция сможет получить 5*3,4*365=6205 кВт или 6,2 МВт чистой электроэнергии. Выгодно? Решать вам, ведь срок жизни сетевой электростанции более 50 лет, а тарифы на промышленное электричество растут каждый год не менее чем на 10%.
Источник
Карта солнечной активности в России
Солнечная активность и инсоляция
Солнечная активность представляет собой совокупность разнообразных процессов, которые ведут к образованию либо распаду магнитных полей. Помимо активности Солнца, различают активность его лучей. Инсоляция выражает данный вид активности. Определить инсоляцию значит определить облучение поверхности нашей планеты солнечными лучами.
Уже давно научно доказанным фактом является то, что излучение Солнца, которое обладает рядом преимуществ и негативных последствий, распределяется по поверхности нашей планеты неодинаково. Есть страны, где лучи Солнца редкие гости, их могут не видеть неделями, и даже месяцами. В других странах солнечное излучение в избытке, что приводит к угнетающему действию. Существуют специальные карты, по которым можно определить местности с максимальной солнечной энергией.
Карта солнечной активности России
Что влияет на уровень солнечного излучения?
Абсолютно обоснованным является предположение, что солнечное излучение в течение года зависит от географической широты местности. Таким образом, наибольшее количество солнечного света, а значит и энергии, приходится на страны, которые расположены в районе экватора.
Однако, данное предположение нельзя признать абсолютно верным. Нужно учитывать еще и количество ясных дней в году. Количество ясных дней определяется климатическими условиями района.
Посмотрев на карту солнечного излучения нетрудно заметить, что максимальное и минимальное число ясных дней в течение года наблюдается в субэкваториальных районах.
Каков потенциал солнечной энергия в России.
Россия не относится к районам с наибольшим уровнем излучения Солнца. Произведенные измерения удивили исследователей, так как солнечная энергия в своем наибольшем количестве сосредоточена не на курортах Черного моря, а на приграничных с Китаем территориях. Самая меньшая доза солнечного излучения была зарегистрирована в северо-западном районе Российской Федерации. Это Ленинградская область и город Санкт-Петербург в частности. На всей остальной территории страны излучение Солнца распределено примерно одинаково.
Таблица солнечной инсоляции по некоторым городам России (кВт*ч/м 2 ).
| Город | Янв | Фев | Март | Апр | Май | Июнь | Июль | Авг | Сент | Окт | Нояб | Дек | За год |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Санкт-Петербург | 0,35 | 1,08 | 2,36 | 3,98 | 5,46 | 5,78 | 5,61 | 4,31 | 2,6 | 1,23 | 0,5 | 0,2 | 2,8 |
| Москва | 0,5 | 0,94 | 2,63 | 3,07 | 4,69 | 5,44 | 5,51 | 4,26 | 2,34 | 1,08 | 0,56 | 0,36 | 2,63 |
| Казань | 0,68 | 1,44 | 2,82 | 4,29 | 5,52 | 5,93 | 5,72 | 4,49 | 2,86 | 1,51 | 0,83 | 0,54 | 3,06 |
| Ростов-на-Дону | 1,27 | 2,09 | 2,98 | 4,09 | 5,53 | 5,76 | 5,86 | 5,17 | 3,85 | 2,38 | 1,31 | 1 | 3,45 |
| Нижний Новгород | 0,64 | 1,45 | 2,75 | 3,95 | 5,34 | 5,6 | 5,5 | 4,27 | 2,69 | 1,45 | 0,75 | 0,45 | 2,91 |
| Екатеринбург | 0,64 | 1,5 | 2,94 | 4,11 | 5,11 | 5,72 | 5,22 | 4,06 | 2,56 | 1,36 | 0,72 | 0,44 | 2,87 |
| Новосибирск | 0,69 | 1,37 | 3,02 | 4,08 | 5,05 | 5,48 | 5,01 | 4,29 | 2,93 | 1,44 | 0,8 | 0,62 | 2,91 |
| Хабаровск | 1,64 | 2,72 | 4,11 | 4,61 | 5,39 | 5,86 | 5,42 | 4,53 | 3,81 | 2,56 | 1,72 | 1,28 | 3,64 |
| Ереван | 2,04 | 2,91 | 3,85 | 4,69 | 5,68 | 6,76 | 6,75 | 6,04 | 4,96 | 3,53 | 2,31 | 1,71 | 4,28 |
В заключение, необходимо сказать, что районы с большим количеством излучения Солнца являются более интересными для использования солнечных батарей и коллекторов. Такой уровень солнечной энергии позволит быстрее окупить затраты на приобретение солнечных панелей и надеемся подтолкнет к развитию солнечной энергетики.
Источник
Вильфанд предупредил россиян об опасном периоде солнечной активности
С 17 июня в регионах Центрального федерального округа (ЦФО) ожидается повышение ультрафиолетового солнечного излучения до опасных показателей в 6 единиц. Об этом во вторник, 15 июня, рассказал научный руководитель Гидрометцентра России Роман Вильфанд.
Уточняется, что наибольшую опасность солнечные лучи будут представлять 21 июня — в день летнего солнцестояния.
«Начиная с 17 июня, весь Центральный федеральный округ — Московская, Калужская, Тульская, Смоленская, Рязанская, Брянская, Курская, Липецкая, Белгородская, Воронежская области — будет во власти хорошо выраженного антициклона, и индекс ультрафиолетового излучения будет превышать 6 единиц. Это значит, что в четверг, пятницу, субботу и воскресенье будет очень высокая активность солнца», — рассказал российский ученый в своем комментарии ТАСС.
Повышение солнечной активности, как объяснил Вильфанд, обусловлено приближением даты летнего солнцестояния, которое станет особенно опасным для регионов, расположенных на территориях ЦФО. Индекс ультрафиолетового излучения в 6 единиц метеоролог охарактеризовал как достаточно редкое явление.
В этот же день, 15 июня, Роман Вильфанд сообщил о том, что на территории центральной части Европейской России ожидаются теплые выходные с температурными показателями на четыре градуса выше нормы.
Источник
Активность Солнца онлайн за сегодня
В Лаборатории рентгеновской астрономии Солнца Физического института Российской Академии наук (ФИАН) для исследования структуры и динамики солнечной короны был разработан специальный комплекс космических телескопов ТЕСИС, который имеет пространственное разрешение до 2 угловых секунд и временное разрешение менее 30 секунд.
Рисунок 1 — График вспышечной активности Солнца
по материалам сайта Тесис
Ниже на графике представлен поток протонного излучения Солнца, получаемый со спутников серии GOES в режиме реального времени.
Протонные солнечные вспышки — вспышки, во время которых в окрестностях Земли можно зарегистрировать потоки ускоренных ядер водорода, обладающих энергиями в диапазоне от единицы до сотни миллионов электрон-вольт (солнечные космические лучи). Конечно, абсолютно все процессы, которые сопровождаются ускорением частиц на Солнце, не входят в предложенное выше определение, т.к. в некоторых случаях поток протонов может и не достигнуть околоземного пространства.
Рисунок 2 — График протонной активности Солнца
Одним из важнейших элементов космической погоды являются геомагнитные бури. Они оказывают влияние на многие области деятельности человека: нарушение связи, сбой систем навигации космических короблей, возникновение вихревых индукционных токов в трансформаторах и трубопроводах, возможны также серьезные аварии энергосистем. Магнитные бури оказывают влияние на состояние здоровья и общее самочувствие людей.
Существует даже целый раздел биофизики (гелиобиология), который изучает влияние на земные организмы изменений активности Солнца и вызываемых ею в земной магнитосфере возмущений.
Еще в 1928 году Александр Чижевский впервые поднял вопрос о влиянии солнечной активности на возникновение несчастных случаев и повышении травматизма на транспорте и в производстве. Острые споры по этому поводу продолжаются до нашего времени. Для конкретного человека может сдвигаться момент начала стрессовой реакции относительно самого момента зарождения бури. Некоторые люди начинают реагировать на магнитные бури аж за 1-2 дня до них, то есть в момент самих вспышек на Солнце, выходит они реагируют на прохождение бури на Солнце.
Рисунок 3 — Магнитная активность Солнца
Источник
Опасное Солнце накроет «большую» часть России в ближайшие выходные
Москва, 17.06.2021, 08:44:54, редакция FTimes.ru, автор Ксения Кирпик.
Россиян в ближайшие дни ждет чрезвычайно высокий уровень ультрафиолетового излучения. Поэтому сотрудник Гидрометцентра рекомендуют быть крайне внимательными, и принять соответствующие меры безопасности.
Роман Вильфанд, занимающий должность научного руководителя в Гидрометцентре, рассказал, что без защиты от солнца в ближайшие выходные не обойтись. Россияне интересуются, в каких регионах страны будет особенно заметно палящее солнце.
Опасное солнце: каким регионам России стоит опасаться
Днем 21 мая в южной части Краснодарского края, а также в других республиках индекс ультрафиолетовых лучей достигнет отметки 8. Это очень опасно, поэтому без защиты не обойтись.
В воскресенье, 23 мая, палящие лучи под индексом 6-7, что считается очень сильно, будут замечены в Белгородской, Липецкой, Воронежской областях. Жителям Тамбова и области также следует запастись головными уборами. Помимо этого, ультрафиолетового воздействия следует опасаться жителям Челябинской и Курганской областей.
Особенно будут активны лучи палящего солнца 23 и 24 мая 2021 года. Не обошло опасное солнечное воздействие и такие области, как Оренбургская, Пензенская, Ульяновская. В южной части Хабаровского края и Саратовской области также будет палящее солнце.
Чем опасны солнечные лучи и как от них защититься
Жителям Российской Федерации необходимо быть максимально внимательными к солнечным лучам в ближайшие выходные, так как они могут привести к быстрому старению кожи, а также к недугам, в том числе онкологическим.
У солнечного излучения есть свои уровни (индексы). Уровень от 3-х до 7 говорит о том, что человеку необходима защита от лучей. Поэтому медики рекомендуют в обед не выходить на улицу, или же находиться в тени. Также надо носить головные уборы, защищающие голову от солнца, а также одежду с длинными рукавами, чтобы не навредить коже. Ну и, конечно же, не стоит забывать о солнцезащитном креме.
Индекс от 8 и выше говорит о том, что человеку нужна усиленная защита. По возможности лучше остаться дома, не забывать о шляпе или кепке, пользоваться кремом. Эксперты рекомендуют уделить особое внимание защите детей от ультрафиолетовых лучей. Младенцы всегда должны быть в тени, а деткам чуть постарше так же, как и взрослым, рекомендуются головные уборы.
Источник