Технико-экономическое обоснование внедрения фотоэлектрических солнечных модулей

Экономический эффект:

Экономический эффект от внедрения фотоэлектрических солнечных модулей достигается за счет использования энергии солнечного света для выработки электрической энергии (путем преобразования). Использование солнечного света - возобновляемого источника энергии, позволяет заместить импортируемые виды топлива, традиционно используемые для выработки электрической энергии. Солнечные модули генерируют электрическую энергию, в основе процесса лежит фотоэлектрический эффект.

Расчет экономии топлива выполняется в следующем порядке:

36.1. Определяется количество солнечной радиации Э_j на фотоэлектрический модуль, кВт*ч/м²: 

Э_j = Э_j ⁰* T_месj * K_j , кВт*ч/м²

где Э_j⁰– среднемесячный уровень солнечной радиации в день, кВт*ч/м² день;

T_месj – количество дней в j-м месяце, день;

К – коэффициент для пересчета суммарной солнечной радиации с горизонтальной поверхности  Э_j ⁰на наклонную поверхность фотоэлектрического модуля Э_j

Применительно к рассматриваемым условиям Беларуси (широта 53-54⁰, угол наклона коллектора 40-45⁰, средний коэффициент облачности – 0,4–0,5) значения коэффициента пересчета К_j следует принимать в соответствии с таблицей 36.1.

Средний месячный уровень солнечной радиации в день Э_j⁰ для соответствующего региона Беларуси следует принимать по таблице 36.2.

36.2. Определяется электрическая энергия, получаемая фотоэлектрической системой за год:

Э_фэс = (Σ_j Э_j * η_фэс) * S, кВт*ч

где η_фэс  – коэффициент полезного действия фотоэлектрической системы (ФЭС) (принимается в соответствии с паспортными данными ФЭС), отн. ед.;

S – суммарная площадь фотоэлектрических солнечных модулей, м².

 КПД фотоэлектрической системы равен, отн.ед. :

η_фэс = η_фм * η_пер,

где η_фм – КПД фотоэлектрического модуля, отражающего эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую, отн. ед.

η_пер – КПД устройств передачи электроэнергии от фотоэлектрических модулей к потребителю равен, отн. ед.

η_{пер =} η_конт * η_акб * η_инв,

где η_конт – КПД контроллера заряда, равный 0,9, отн.ед.;

η_акб  - КПД заряда-разряда аккумуляторной батареи, равный 0,83 с функцией контроллера ШИМ, равный 0,9 с функцией контроллера МРРТ, отн.ед.

η_инв – КПД инвертора, преобразующего постоянный ток в переменный, равный 0,8 отн. ед.

 36.3. Определяется экономия топлива за счет использования солнечной энергии, т у.т.:

ΔВ_тэ = Э_фэс * b_ээ * (1 + k_пот / 100) * 10^-6,

где b_ээ  – удельный расход топлива на отпуск электроэнергии от замыкающего энергоисточника, г у.т./кВт∙ч;

k_пот  – потери электроэнергии в электрических сетях ГПО «Белэнерго», %.

 Таблица 36.1 - Коэффициент пересчета суммарной солнечной радиации с горизонтальной поверхности на наклонную поверхность коллектора, отн. ед.

   Таблица 36.2 - Среднемесячный уровень солнечной радиации в городах Республики Беларусь, (кВт∙ч/м² день)

 36.4. Расчет срока окупаемости мероприятия за счет экономии топлива: 

С_рок = К_оп / (ΔВ * С_топл), лет,

 где К – капиталовложения в мероприятие, руб.;

Δ В – экономия топлива от внедрения мероприятия, т у.т.;

С_топл – стоимость 1 т у.т. (руб.), уточняется на момент составления расчета.