автореферат диссертации по энергетике, 05.14.08, диссертация на тему:Синтез системы комплексного энергоснабжения индивидуальных жилых домов от возобновляемых источников энергии в условиях Афганистана

:з сн

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ УКРАИНЫ "Киевский политехнический институт" '

На правах рукописи

Абдул Сабур Мохаммед Гауе • (Афганистан)

СИНТЕЗ СИСТЕМ КОМПЛЕКСНОГО ЭНЕРГОСКАБЕШЯ

ИНЦИВИЛУАЛЬНЫХ ЖКШЙ ДОМОВ ОТ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИЙ В УСЛОВИЯХ АФГАНИСТАНА

Специальность: 05.14.08 - Преобразование возобновляемых видов энергии и установки на их основе

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Киев - 1995

Диссертацией является рукопись •

Работа выполнена в Национальной технической университете Украины "Киевский политехнический институт", г.. Киев

Научный руководитель - доктор технических наук

Леонид Петрович Федосенко Научный консультант - кандидат технических маук, доцент Олег Георгиевич Пискунов

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

Геннадий Федорович К^рочкин г кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Алексей Рувинович Ферт i Ведущее предприятие: Институт электродинамики HAH Украины (г.Киев)

Защита состоится

bIS чссов

на заседании специализированного ученого совета Д01.59.01 в Отделении-высокотемпературного преобразования энергии Института проблем энергосбережения HAH Украины, по адресу:

252070, г.Киев-70, ул. Андреевская, 19, тел. 416-44-60

С диссертацией можно, ознакомиться в библиотеке Отделения высоко -температурного, преобразования энергии Института проблем энергосбережения.

. Автореферат разослан 1995 года.

Ученый секретарь

специализированного ученого совета ___

кандидат технических наук . jfyfi*) ^Т.В. Суржик

ОЫЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы и степень исследования тематики диссертации. В настоящее время основной особенностью экономики Афганистана является аграрный характер. Однако наметившийся в последнее время рост промышленного производства, связанный со. строительством новых заводов и перерабатывающих предприятий, обусловливает необходимость изменения акцентов з использовании энергетических, ресурсов. Очевидно, что удовлетворение растущих потребностей промышленности, транспорта и агропромышленного комплекса Афганистана требует опережающего развития энергетического комплекса с максимальным использованием таких возобновляемых ресурсов как солнечная и ветровая энергии. Широкое вовлечение последних позволит значительно снизить напряженность в энергетических балансах страны, более полно удовлетворить потребности различных, в первую очередь распределенных потребителей, предотвратить загрязнение окружающей среды.

В связи со сказанным выше исследования в области использо -вания возобновляемых источников энергии в экономике Афганистана являются актуальными, находят поддержку Министерства энергетики Афганистана и могут принести значительный .экономический и социальный эффект.

Необходимо отметить, что исследования в области использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии широко проводятся в развитых странах по международным техническим и научным программам с целью более быстрого и рационального внедрения новых энергетических технологий в развивающихся странах. В этой связи тема-диссертационной работы актуальна и для Украины, пос -кольку использование потенциальных возможностей украинских предприятий для экспорта энергетических технологий и оборудования в Афганистан является взаимовыгодный для обеих стран.

Накопленный к настоящему времени опыт использования возобновляемых источников показывает, что их эффективное использование для той или иной страны или региона требует анализа конкретных 'климатических условий и рационального выбора схем и систем элек-тритеплоснабкения в зависимости от типа потребителей энергии, что и является предметом исследований в диссертационной работе.

Объектом исследования являются системы энергоснабжения индивидуальных домов от возобновляемых источников.

Целью диссертационной работы является исследование и анализ факторов, определяющих целесообразность использования возобновляемых энергетических ресурсов в Афганистане, разработка методик расчета и выбора оптимальных вариантов и параметров систем энергоснабжения на основе возобновляемых источников, разработка ряда конкретных систем индивидуального энергоснабжения применительно к конкретиш климатическим и социальным условиям Афганистана.

Поставленная цель потребовала решения следующих задач:

- выполнения анализа состояния у0 оценки тенденций развития енергетики Афганистана;

- исследования потенциалов возобновляемых источников и разработки математических моделей потенциалов солнечной и ветровой энергии применительно к климатическим условиям Афганистана;

~ исследования перспективных и реальных возможностей использования солнечной энергии для теплоснабжения жилых домов в условиях Афганистана;

- анализа параметров, определяющих энергетический баланс для индивидуального килого дома;

- разработки методики расчета и выбора рациональной схемы комбинированной системы энергоснабжения индивидуального килого дома;

- разработки рекомендаций по использованию возобновляемых ис -точников в условиях Афганистана.

Методы исследования. В качестве основного метода исследова -ния использовался метод математического моделирования с реализа -цией вариантных расчетов на ПЭШ. При разработке математических моделей и алгоритмов их расчета применялись элементы теории прогнозирования, вероятности и математической статистики.

Научная новизна диссертационной работы состоит в том, что:

- впервые выполнен анализ тенденций развития энергетики Афганистана и обоснована необходимость и практическая целесообразность широкого внедрения возобновляемых источников энергии в практику энергоснабжения; .

- впервые обобщены экспериментальные данные и осуществлено районирование территории Афганистана по интенсивности распределения потенциалов■солнечной и ветровой энергии, а также распределению температур окружающей среды;

- разработаны ориентированные на использование ПЭШ методики расчета систем автономного солнечного теплоснабжения применитель-

- 5 -

но к климатическим условиям Афганистана;

- разработана методика расчета комбинированной системы энергоснабжения индивидуального жилого дома.

Теоретическая и практическая ценность работы определяется тем, что математические модели и алгоритмы расчета параметров систем энергоснабжения индивидуальных жилых домов адаптированы для использования ПЭВМ, позволяют достаточно эффективно выпол -нять- многовариантные расчеты и тем самым осуществлять выбор оп -тимальных вариантов построения систем энергоснабжения, которые рационально использовать на практике применительно к различным климатическим условиям.

Конкретный*личный вклад диссертанта в разработку новых научных результатов, которые выносятся на защйту:

- результаты анализа современного состояния энергетики Афганистана, тенденций ее развития на перспективу, обоснование необходимости и целесообразности широкого внедрения возобновляемых источников;

- результаты обобщения экспериментальных данных по интенсивности поступления солнечной и ветровой энергии и схемы их районирования по территории Афганистана;

- .математические модели систем энергоснабжения индивидуальных жилых домов и алгоритмы их вариантного расчета на ПЭВМ;

- схеш рационального построения систем комбинированного энер -госнабкения автономных жилых объектов для условий Афганистана.

Реализация результатов работы. Результаты исследований по теме диссертации использованы:

1. При формировании планов перспективного развития энергетики Афганистана;

2. При выполнении практических, расчетных и дипломных работ на кафедре "Электрические станции" Национального технического ун-та Украины (г.Киев);

3. При подготовке Предложений о международном сотрудничестве институтов HAH Украины с зарубежными странами в области разработки и использования возобновляемых источников энергии (Ин-т элек -тродинамики HAH Украины, г.Киев).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры "Электрические станции" Национального технического ун-та (г.Киев), на научных семинарах Отделения комплексных энергетических систем на во-

- с -

зобновляемых источниках Ин-та электродинамики HAH Украины (г.Киев). .

Цубликации. Основное содержание диссертационной работы из -ложено в двух печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения,, изложенных на175 стр. маши -нописного текста, 40 рисунковД8 таблиц и списка использованных литературных источников из 167 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЙ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель работы и основные задачи исследований, научная но -визна результатов диссертации и основные положения, выносимые на зашиту. _ . р • .

В первой главе диссертации выполнен анализ современного состояния и тенденций развития энергетики Афганистана. Приведенные дан -нне показывают, что Афганистан обладает достаточно большими запа -сами собственных энергетических ресурсов (каменного угля, природ -ного газа, нефти, гидроэнергетических ресурсов). Анализ состояния энергетики показывает, что.в силу объективных технико-экономичес -ких условий наибольшие трудности сосредоточены в области электроэнергетического сектора топливно-энергетического комплекса.'

По данным Министерства энергетики Афганистана в настоящее, время суммарная установленная мощность электростанций составляет порядка 500 МВт. При этом производство электроэнергии осуществля -етсч на следующих основных типах электрических станций: гидроэлектростанциях, тепловых и дизельных, на долю которых приходится со -ответственно 60%, 24$ и 16% от суммарной выработки электроэнергии. Усредненный показатель выработки электрической энергии на душу населения в год находится з пределах 65-80 кВт'час.

.Анализ электроэнергетического потенциала существующих девяти энергорайонов Афганистана (Кабул, Нарван, Гори, Балх, Герат, Кан -дагар, Ненгархар, Газни, Догар-Пактин) свидетельствует о крайне неравномерном распределении генерирующих мощностей по регионам (от-230 МВт Кабульского энергорайона до-II МВт энергорайона Henraj хар). Кроме того, генерирование электроэнергии, большая половина которой вырабатывается на гидростанциях, характеризуется сущест -венной сезонной неравномерностью.

В процессе анализа также выявлено, что структура знергопот -ребления по секторам экономики Афганистана имеет существенно не -равномерный характер при непропорциональной динамике роста за период 1969-1989г.г. в кащцом из них (Т.аблЛ).

Таблица I

Основные сектора п/пэкономики

Потребление электроэнер- Динамика роста гии (% от общего) (число рае)

1. Промышленность 53

2. Комчунально-бытов&Й 28

3. Государственно-общественный 14

4. Сельское хозяйство 4

5,6

2,0 1,25

По оценкам Министерства энергетики Афганистана минимально необходимое наращивание электроэнергетических мощностей только для Кабульского знергорайона составит в 1995г. 300-400 МВт, а на период 2000г. - 400-500МВт.

При выборе путей развития электроэнергетического потенциала Афганистана в диссертационной работе использовано несколько типов регрессионных моделей. Пои этом в качестве базисных данных использовались данные Министерства энергетики Афганистана за период 1958-1985г.г. Регрессионные модели ,и'расчетные коэффициенты приведены в Табл.2.

Таблица 2

№ Уравнение регрессии п/п

1.

2.

3.

4.

5.

$*лх

У'

о«*

Расчетные коэффициенты

а. 59,4.

(•з^г , а

а «0,15.

Так как с точки зрения минимума квадратичных отклонений наиболее точным является уравнение регрессии 2, для которого модель описывается уравнением

- 8 -2

СА)

то прогнозирование электропотребления осуществлялось по модели 2. При этом оказалось, что на уровне 2000г. электропотребление, например, в Кабульском энергорайоне за каждые 5 лет возрастет примерно в 1,5 раза и к 2000г. составит примерно 5 млрд. кВт'час.

В целом очевидно, что.по сравнению с развитыми странами в Афганистане наблюдается значительный дефицит электроэнергии, ко -торый' согласно планам Министерства энергетики предлагается компенсировать прежде всего, за счет строительства гидроэлектростанций. С другой стороны, учитывая сезонную неравномерность производства электроэнергии на нидроэлектростанциях, а также то обстоятельство, что наибольшие потребности в электроэнергии имеет коммунально- бытовой и агропромышленный сектор экономики, совершенно очевидной является необходимость широкого привлечения возобновляемых энергетических ресурсов.

Вторая глава диссертационной работы посвящена исследованию потенциалов возобновляемых энергоресурсов Афганистана. Вначале дана подробная климатическая характеристика территории Афганиста -на, обобщены экспериментальные данные существующих на территории Афганистана метеостанций по значениям среднегодовых температур по регионам Афганистана и значениям абсолютных максимумов и. миничу -мов.

Аналиэ многолетних экспериментальных данных метеостанций показал, что продолжительность солнечного сияния составляет для севера страны более-2,5 тыс. часов, превышаст~3 тыс. часов для центральных районов и достигает*-3,5 тыс.часов на юге страны, что дает основания сделать вывод о целесообразности использования солнечной энергии.

Выполненный сравнительный анализ различных методик расчета потенциалов солнечной энергии приводит к выводу о том, что наиболее целесообразной для климатических условий Афганистана является модель, описываемая выражением

«г п %

V/ « У.+ Ас<и—-и ♦ В$1(1 —+ (а)

С в * £ ( '

в котором коэффициенты А , В описываются соотношениями

Л-£,4./«,

т«1

а ... ,\<1<г - значения суммарной солнечной'энергии по месяцам года,« - порядковый номер месяца.

- На основе полученной модели, которая имеет наилучшее согла -сие с экспериментальными данными метеостанций, выполнено районирование территории Афганистана по величине' суммарной среднемесячной солнечной энергии, приходящейся на I кв.и. Результаты районирования показали, что практически все регионы Афганистана являются, благоприятными для использования солнечной энергии, так как количество солнечных дней в году превышает~ЭОО с максимальными значениями плотности солнечной радиации ~1кВт/м^ (в летнее время) и ~ 0,5 кВт/м^ (в зимнее время).

Рассмотрены факторы, определяющие эффективность использова -ния ветровой энергии, среди которых определяющее значение имеют режимные характеристику ветрового потока, подверженного как закономерной детерминированной, так и стохастической изменчивости.

Анализ экспериментальных данных.по режимным характеристика!', ветрового потока основных метеостанций Афганистана (в Рахламе, Газни, Герате, Кандагаре и др.) указывает на значительные разли -чия параметров ветрового потока в зависимости от сезонов, времени суток, высоты над уровнен моря, характера местности. Наряду с регионами, в* которых скорость ветра изменяется в интервале 0,5-4м/с, наблюдаются регионы, в которых скорости ветра достигают Г3-15м/с.

Для получения обоснованных расчетных ветроэнергетических характеристик разработана и реализована на ПЭВМ инженерная методика расчета мощности, вырабатываемой ветрогенвратором, в основу которой положено выражение Утаи

Vri.il«

где Г - площадь, ометаемая ветроколесом, V диапазон рабочих

скоростей ветра, распределение скоростей ветра, описываемое различными аппроксимационнши зависимостями,^/)- кпд ветроагрегата

как функции ветровой скорости. Выполненные расчетные оценки ветроэнергетических ресурсов позволяют сделать вывод о целесообразности использования ветровой энергии для отдельных регионов.

В третьей главе диссертации на основе разработанных инженерных методик расчета различных систем солнечного энергоснабжения рассмотрены системы энергоснабжения индивидуальных жилых домов. На основе анализа различных схем использования солнечной энергии для отопления и горячего водоснабжения предложена классификация систем, представленная на рис.1..используемых для солнечного

Рис.1. Классификация систем солнечного отопления.

Проанализирован анализ факторов, влияющих на энергетический баланс индивидуального жилого дома, основными из которых являются: наружная температура воздуха, скорость ветра, относительная влажность воздуха, интенсивность потока "солнечной радиации, а также конструктивные параметры дома (площадь ограждений, коэффициент остекления, термическое сопротивление ограждающих конструкций, воздухопроницаемость).

В соответствии с разработанными методиками расчета проведен анализ энергетических балансов домов с различными системами солнечного отопления:, пассивной, активной, гибридной, автономной,' а также системой солнечного отопления типа "энергетическая крыша". Выполненные исследования показали, что основным фактором, опреде-

- и -

лящт тепловой баланс индивидуального талого дома 'является --------

плотность поступления солнечной радиации. Ьо этой причине были проанализированы различные типы аппроксикационных зависимостей для расчета потенциалов солнечной энергии, среди.которых для расчетов была выбрана аппроксимация Говера-Макса-Кулогя

О-О^Со.г^ю,«^), (л)

где (¡¡- суммарное поступление солнечной энергии на горизонтальную плоскость, кВт'час^^ - солнечная постоянная, равная 9,83 кВт'чао./ м2 в день, ^ - географическая широта, град., Т*/ - возможное число, ал - фактическое-число часов солнечного сияния за день.

Для выполнения конкретных расчетов был разработан алгоритм и программа расчета, особенностью которых являлось то, что опти -м&льные углы наклона солнечного коллектора определялись как для всего года, так й отопительного периода. В итоге расчетным путем было установлено, что для климатических условий Афганистана оптимальные углы наклона солнечного коллектора^ составляют: для »года в целом - 35, для отопительного периода - 45 по отношению к гори -зонту; оптимальный азимутальный угол равен 177 (для года), а для отопительного сезона - 183 .

В случае пассивной системы солнечного отопления в качестве базового рассматривался вариант дома, в котором стены играют роль аккумулятора, а окна оборудованы дополнительными герметичными прокладками. Для данного эа~рианта величину полезной поступающей в дом энергии можно определить соотношением

где I, - прямая солнечная радиация, падающая на наклонную поверхность солнечного коллектора, кДж/лг, - количество отраженной солнечной радиации, поступающей на наклонную поверхность еолнеч -кого коллектора, нДотраженные тепловые потоки энергии, кДж/м'ч

Рассмотрен также наиболее благоприятный э энергетическом отношении вариант дома с "энергетической крышей", при котором могут быть снижены требования к теплоизоляции и уменьшены эксплуатаци -

синые расходы.

Для практически всех рассмотренных типов систем солнечного теплоснабжения были построены графики энергетических балансов, на

основе которых проводилась сравнительная качественная оценка их эффективности. Кроме того, использовался также комплексный пока -затель экономичности систем, определяемый отношением »«ЭТ^ К , где п. - показатель экономической эффективности, Э , - стоимость тепловой энергии сакономленной в течение года, дК - капитальные вложения в создание системы солнечного теплоснабжения, Т - пери -од времени, аа который определяется суммарная-экономия анергии. При выполнении условия *■>! строительство той или иной системы теплоснабжения принимается экономически целесообразным. На прак -тике величина а оказалась весьма удобной для сравнительного ко -личествекного анализа альтернативных вариантов систем солнечного отопления. В этом случае задача оптимизации систем теплоснабжения различных типов может быть сведена к выбору максимума величины , то есть оптимальнаяьной среди рассматриваемых альтернативных систем, обозначаемых индексом I , принята такая, для которой выполни--ется условие

орио—"(-£)• у

В результате оптимизационных вариантных расчетов различных систем солнечного теплоснабжения в указанном выше смысле были по» лучены также оптимальные значения дополнительной теплоизоляции. В итоге было установлено, что удельное количество полезной тепловой энергии, снимаемой с 1м** солнечных коллекторов или стены-аккумулятора, составляет для активной системы солнечного отопления с плоскими солнечными коллекторами ~75Ö кВт*час. за год и~ 220кВт"час за-отопительный период; для пассивной системы отопления соответственно ~ 550 кВт'час. за год и ~200 кВт'час. за отопительный период; для системы с "энергетической крышей"~ 10^ кВт'час. за год и~280 кВт'час. за'отопительный период; для гибридной системы солнечного теплоснабжения ~1160 кВт'час. за год и ~370 кВт'час. ва отопительный период. • •

Таким образом, было установлено, что в среднем для всей территории Афганистана оказывается возможным удовлетворить теплопотр'еб-ности индивидуального жилого дома от 60$ до 80$.

В четвертой главе диссертации выполнен анализ комбинированной системы энергоснабжения'индивидуального жилого доыа, которая в условиях Афганистана позволяет обеспечить автономное энергоснабжение как тепловой, так и электрической анергией. Структурно предлагав -мая система состоит из солнечных коллекторов, полностью обеспечи -вапгих теплопотребности жилого дома в период апреля-сентября и час-

тично в остальное впемя года, бака-аккумулятора тепла из расчета обеспечения тепловой энергией в течение трех суток, теплового насоса работающего от ветроэнергетической утановпи, и ветроэнер -гетичоской установки.

Для обоснования технических параметров системы комбинированного энергоснабжения разработана и реализована на ПЭВМ инженерная методика расчета основных параметров и их оптимизации: часовой тепловой нагрузки., требуемой площади поверхности солнечных кол -лекторов, объема теплового аккумулятора, мощности привода теплового насоса, мощности ветроэнергетической установки. Оптимизация названных выше параметров для различных вариантов системы осуще -ствлялась выбором максимальных значений согласно соотношениям

("írl

r.ueW# - годовая выработка электроэнергии l-ым вариантом ветро -энергетической установки, кВт'час; С - нормативный срок окупае -мости L-го варианта ветроэнергетической установки или системы солнечного теплоснабжения, лет;См,С5 - стоимость i-го варианта ветроэнергетической установки и I -го варианта системы солнечного теплоснабжения соответственно; - удельная выработка тепловой энергии за год солнечным коллектором, кВт'час/м^; пло -щадь поверхности солнечного коллектора, м^; Qr - потребности жилого дома в тепловой энергии, кВт'час; QM- потребности дома в электрической энергии, кВт'час; Qm7~ тепловая емкость теплового аккумулятора, кВт'час; Qa£ ~ электрическая емкость аккумулятор -ной батареи. Характерные численные значения параметров необходимого оборудования могут быть проиллюстрированы следущими данными: для жилого дока общей площадью 54 м^ необходимая плояадь солнечных коллекторов составляет 15 м^, гибкость ВЭ.У - 3,5 кВт, мощност:-теплового мпсоса -1,7 кВт.

При проектировании систем, комбинирсванчого энергоснабжения жилых индивидуальных домов в условиях Афганистана наиболее важ -ныц является правильный выбор параметров ветроэнергетической установки с обязательным учетом особенностей ветрового потока в планируемом моста использования. В результата сопоставительного

анализа различных видов методик расчета ветроэнергетических ус тановок предпочтение было отдано подходу, разработанному Клиффом и Пауэллом, согласно которому расчет ВЭУ проводится по среднего -довой мощности ВЭУ, определяемой выражением

ы'к^гож* о»

с учетом зависимости мощности БЭУ в определенный момент от частоты появления определенной скорости ветра. При использовании параболической аппроксимацииРО£) представленное выше выражение может быть преобразовано^ Г , /

где V - среднегодовая скорость ветра, м/сек; , -харак-

терные значения- скорости ветра, соответствующие режиму включения ВЭУ, номинальному режиму ВЭУ и режиму отключения.

Результата расчетов по реализованной на 'ПЭВМ методике пред -етавляются в виде -диаграммы зависимости вырабатываемой ВЭУ в тёчею года электрической энергии о* характерного вначения средней скорости ветра для различшх значений мощности ВЭУ при фиксированных значения^ .• Пример такой.диаграммы представлен на рис.*

для различных значений мощностей ВЭУ в диапазоне 1-10 кВт и в интервале скоростей ветра от 4,6 до 8м/сек. Расчетные диаграммы типа представленной на рис.2 даст удобный в инженерной практике способ выбора/ мощности ВЭУ и соответственно ее типа при заданной выработке электрической энергии 1/ известном ветровом режиме того или иного региона Афганистана либо конкретного места установки ветроэнергетической установки.

кит ч/год х!0

10к»г9 8

1кВт'

7,0 ¿,0 м/сек Рис.2. Диаграмма определения

энергии, вырабатываемой ВЭУ для

различной мощности ВЭУ и скорости

ветрп.*

7

_______ В результате выполнения расчетно-теоретических исследований

возможных вариантов систем комбинированного электрэ-теплоснабже-ния разработан ряд перспективных схем,' одна из которых представлена на рис.3, и позволяет обеспечить автономное энергоснабжение индивидуального жилого дома в климатических условиях Афганистана.

2

ч

£

п

-сзэ-

т

Рис.3..Схема комбинированного энергоснабжения автономного жилого дома: I - система коллекторов солнечной энергии, 2-гелиоконцентратор, -3 - компрессионный тепловой насос, 4 -термоэлектрический тепловой насос; 5 - кремниевые фотобатареи, Г) - ветроэнергетическая установка; 7 - аккумуляторные батареи.

В заключении обобщены и сформулированы основные результаты

и выводы по диссертации.

# ■ основные: результаты и вывода

I. Выполнен анализ современного состояния и тенденций тэаз-' вития онергетикт! ^ачистяна. Показано, что в Афганистане прогнозируется супественный пост энергопотребления, обеспечение которого мотет бчть реализовано как за счет традиционных энерго -ресурсов (угля, неГти, природного газа, гидроэнергетических ресурсов), так ;! за счет.возобновляемых источников (солнечной и ветровой энергии).

2. Обобщены экспериментальные .данные по месячной интенсивности региональному распределению потенциалов солнечно}} энергии. Установлено, что продолжительность солнечного сияния по территории Афганистана изменяется от-2,5'10^ до~3,5'10^ часов, а характерные значения плотности солнечного излучения на поверхности составляют -0,5 кВт/м2 в зимнее время до 1,0 кВт/м^ в летнее время, что позволяет сделать вывод о практической целесообразности использования солнечной энергии. .

3. Выполнен анализ усредненных месячных, суточных и часовых скоростных характеристик ветрового потока для основных региональных метеостанций. Установлено, что в Афганистане имеются отдельные экономически выгодные для использования ветровой энергии ре -гионы, в которых средние значения скорости ветра достигают 10-15 к/сек. '

4. Проведен сравнительный анализ различных теоретических под -ходов к расчету интегральных энергетических параметров солнечной и ветровой энергии, на основе которого разработаны приемлемые для климатических условий Афганистана алгоритмы инженерных расчетов, реализованные на ПЭВМ. Их использование на практике дало возможность осуществить, районирование территории Афганистана по прог -нозируемой выработке энергии нетрадиционными и возобновляемыми источниками.. •

5. Разработаны и реализованы на ПЭВМ методики расчета энергетического баланса индивидуальных вилых домов с различными типами систем солнечного отопления, учитывающие основные климатические факторы и конструктивные параметры домов. В результате оптимиза -ционных вариантных расчетов показано, что наилучшим с точки эре -ния экономической эффективности для условий Афганистана является/ использование системы солнечного отопления типа "энергетическая/ ::рыша", для которой полезное количество тепловой энергии с 1м2 площади поверхности составляет - Ю^кВт"час за год и~ 280 кВт^тс. за отопительный период. .

6. Предложена и теоретически обоснована комбинированная сис -тема рвтономного энергоснабжэния индивидуального жилого дома. В результате вариантного расчета определены технические параметры составляющих элементов системы и показано, что ключевыми из них являются ветроэнергетическая установка и система коллекторов солнечной энергии.

7. Созданно эффективное программное обеспечение для реализа -

ции инженерных методик расчета интегральных энергетических па- -

раметроБ ветроэнергетических установок, других элементов систем энергоснабжения на возобновляемых источниках, а такте энергетических балансов индивидуальных "«лых домов, которые используются при выполнении практических, расчвтно-графических и диплом -ншг робот на кафедре "Электрические «танции" национального тех-ничэс^ого ун-та Украины "Киевский политехнический институт", а также в Институте электродинамики РАН Украины.,

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЕШ В СЩЩК РАБОТАХ.

1. Пискунов О.Г., Абдул Сабур. Анализ состояния и тенденций развития электроэнергетического потенциала Афганистана //Энергетика и электрификация, №4, 1594. - С.19-20.

2. Абдул Сабур. Методика выбора мощности ветроэнергетичес - ' ких установок (ВЗУ) ;.ля энергоснабжения индивидуального талого дома. Киев, 1994. - бс. - Деп. в ГНТБ Украины 30.08.94.»1810-Ук-94.

Личный вклад. В работе, опубликованной в соавторству диссертанту принадлежат результаты анализа потенциалов возобновляемых источников Афганистана.

. АНОТАЩЯ

Абдул Сабур Мохаммед Гауе. Синтез систем комплексного енергопостачання 1ндив1дуальних килих будинк!в в!д поновлгяаних дкнрел eHeprfi в умовах Афган |стану. . .

Дисертайя на здобуття вченого сгуиеня кандидата техн!чних наук. fa спецхальност! C5.I4.08 - Перетворенняв1дновлюваних в ид! в eHeprfi 1 установки на 5£х основ*, Нац!ональний техн!чний ун-^т Ук-paiHH "Кйвський пол!тгхн!чний tn-т, 1995.

Робота ufcTHTb в соб! теоретичн! передумови, об1т?унтовуюч1 стан, тенденц!х розвитку проблеми енергозабезпечення Афган1ставд . та технЬчиу, економ!чну .1 еколог! чн.у до1#льн!сть вгяористання нетрадйц!йних в!дновлюваних джерел енергопостачання в р'озглядаемо-му perfoHl. В результат! досл!джень визначен! математичн! модел! в!дновлюваних енергореоурс1в, рсэроблен! методики вибору, розра.т хунк!в i onTHMfsaiiii параметр!в систем комплесного енергопостачання {ндив!дуальних будинк|з в!д ВД6, сформульован! практкчн! рекоменда-ufi хх використання в умовах Афган*стану.

ЛШИЛМОИ

Abdul Sab up ПоЬпцьеи Gaus. Svntha ais of the Systems of Complex Power Supply of Individual.Housea from Renewable Power Sour- ■ cas under the Conditions of Afghanistan.

Thesis for a candidate's degree on'a profession line 05..14.08-Tranr.foruing of renawble 6pecies of energy and Installations on there bass. The ITatloaal Technical University of Ukraine "Kiev Polytecanical Institute", Kiev, 1995.

'The work includes theoretical preconditions substantiating the state, tendencies or asvelopr.ent, problems of pov/er supply of Afghanistan arid technical, economical and ecological expe ' -diency of the use of nontraditional, renewable Sources, of power supply in the region under consideration. As a result of studies raatheostical c,odels of rene./able power геаоигезз have been da -tarwiued, Eethods or choice, cajculation end optimization of the paraiaeters or systems of complex power supply to individual houses from RPii. have been developed, practical recommendations of tiiair use under- tno condition's of Afghanistan have been i'or.-noia-

tc-d. .

Клмчовг слова: в!дновлюван! джерела eheprfi, енергобаланс,' • сонячна ензрг!я, в!тряний режим, систем!, схеми енергопостачання.