автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Солнечные энергетические установки с системой слежения за солнцем для энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей

На правах рукописи

ЯРМУХАМЕТОВ Урал Рашитович

СОЛНЕЧНЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ С СИСТЕМОЙ СЛЕЖЕНИЯ ЗА СОЛНЦЕМ ДЛЯ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

Специальность 05.20 02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой стеаенн кандидата технических наук

□ОЗ1ВЬЬьа

Санкт-Петербург - 2008

003169688

Работа выполнена на кафедре электрических машин и электрооборудования Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Башкирский государственный аграрный университет»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Аипов Рустам Сагитович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Епифанов Алексей Павлович,

доктор технических наук, профессор Байрамгулов Юлан Жиянгалиевич

Ведущая организация. ОАО «Башкирэнерго»

Защита состоится 10 июня 2008 года, в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 220 060 06 при ФГОУ BIIO «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет» по адресу 196601, Санкг-Петербург-Пушкин, Петербургское шоссе, 2

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет»

Автореферат разослан и расположен на сайте СПбГЛУ « мая 2008

года

Ученый секретарь

диссертационного совета

дою ор технических наук, профессор

В.А Смелик

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из перспективных направлений энергоснабжения децентрализованных отдаленных сельскохозяйственных объектов, является использование солнечной энергии для теплоснабжения солнечными коллекторами и электроснабжения солнечными фотоэлектрическими установками

Высокая стоимость солнечных энергешческих установок (СЭУ) и относительно низкий КПД являю 1ся основными причинами, сдерживающими их широкое распространение Повышение эффективности СЭУ возможно двумя путями техноло! ическим и техническим усовершенствованиями, что позволит снизить потребную площадь установок при сохранении выходной мощности и, следовательно, снизить стоимость источников энергии

Одним из очевидных способов повышения эффективности СЭУ является использование в них систем слежения за Солнцем Разработка следящих СЭУ с простым обслуживанием позволш в значительной степени повысить технико-жономичсские показатели сельскохозяйственных объектов и создав комфортные условия труда и быта человека при одновременном обеспечении экологической безопасности окружающей среды

Цель работы: повышение эффективности солнечных энергетических установок с системами слежения за Солнцем

Задачи исследования:

1 Обоснован целесообразность использования в СЭУ систем слежения за Солнцем.

2 Разработать СЭУ с системами слежения за Солнцем

3 Разработать математические модели для исследования режимов работы СЭУ и установить зависимости производительности от географической широты местности, климатических условий, конструктивных параметров и степени ориентации приемной поверхности на Солнце

4 Разработать методику исследования СЭУ, создать физические модели и провести исследование СЭУ, проверить адекватность разработанных математических моделей

Объект исследования: солнечные энер1 етические установки с системами слежения за Солнцем

Предмет исследования: закономерности изменения производительности СЭУ в зависимости от географической широты, климатических условий, конструктивных параметров и степени ориентации приемной поверхности на Солнце

Научная новизна основных положений, выносимых на защиту:

1. Разработаны математические модели для исследования режимов работы СЭУ

2 Получены зависимости, отражающие влияние географической широты местности, климатических условий, конструктивных параметров и степени ориентации приемной поверхности на Солнце на выходные параметры СЭУ.

3 На примере климатических условий Республики Башкортостан установлен наиболее эффективный способ слежения приемной поверхности СЭУ за Солнцем

4. Разработаны СЭУ с системами слежения за Солнцем, новизна технических решений которых, защищена патентами РФ

Практическая значимость результатов диссертационной работы заключается в том, что на их основе были разработаны и созданы физические модели СЭУ с системами слежения за Солнцем Установленные взаимосвязи, полученные в результате математического моделирования, могут быть использованы на всех стадиях проектирования СЭУ Полученные результаты позволяют дать практические рекомендации по построению СЭУ

На основе проведенных в рамках диссертационной работы исследований была разработана и принята к внедрению солнечная энергетическая установка с системой слежения за Солнцем для горячего водоснабжения ГУП «Сельхозхимия» (хоздоговор № 95 - 2007 г.)

Результаты теоретических и экспериментальных исследований СЭУ для энергоснабжения сх потребителей используются в учебном процессе для студентов энергетического факультета Башкирскою ГАУ.

Апробация работы. Основные положения работы обсуждены и одобрены на Всероссийской научно-технической конференции «Энергосбережение и энерюэффективные технологии - 2004» (Липецк, 2004 г), на Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Молодые ученые в 21 веке» (Ижевск, 2005 г), на 5-й Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сх.» (Москва, 2006 г), на Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития инновационной деятельное ги в агропромышленном производстве» (Уфа, 2007 г), на Международной научно-практической конференции «Проблемы энергообеспечения предприятий АПК и сельских территории» (Санкт-Петербург, 2008 г )

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 15 печатных работ, в том числе получено 7 патентов Российской Федерации, отражающих основное содержание работы и новизну технических решений

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и результатов, сииска использованной литературы из 119 наименований и 5 приложений Основное содержание работы изложено на 136 страницах, содержит 52 рисунка и 25 таблиц

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, кратко изложены основные положения, выносимые на защиту, дана общая характеристика работы.

В первой главе «Современное состояние вопроса и способы повышения эффективности солнечных энергетических установок» изложены результаты анализа энергопотребления в сельском хозяйстве, рассмотрены основные направления использования солнечной энергии и способы повышения эффективности СЭУ. Дано обоснование использования в СЭУ систем слежения

за Солнцем и рассмотрена классификация систем слежеиия, проведен литературный и патентны» обзор существующих конструкций СЭУ с системами слежения Сформулированы цель и задачи исследования

Научно-методическими основами исследования явились груды ведущих ученых но фундаментальным и прикладным вопросам нетрадиционной энергетики ПИ Безруких, Д С Сгребкова, Л А Саплина, Р А Амерханова, Ж И Алферова, Р Р Авезова, Р Р Апариси, Ю Ж Байрамгулова, М И Валова, Б И Казанджана, Р М Овсянникова и др

По оценкам специалистов, в сельском хозяйстве России ожидается рост потребления энергоресурсов, поэюму поиск альтернативных источников энершн становится неизбежным

Как показывает мировой и отечественный опьп, частично проблему энергообеспечения сельскохозяйственных потребителей можно решшь путем использования солнечной энергии Значение солнечной энергетики сейчас и на ближайшее будущее следует рассматривать в первую очередь с точки зрения обеспечения или улучшения энергоснабжения рассредоточенных потребителей, удаленных 01 энергосетей и источников топлива Это должны быть высокоэффективные установки малой или умеренной мощности, простые по конструкции и в эксплуатации, а главное, доступные по цене для предприятий и индивидуальных потребителей

Выполненный анализ позволил сделать вывод, что проблема эффективного использования в солнечных установках систем слежения за Солнцем недостаточно изучена Удорожание СЭУ при снабжении ее системой слежения вынуждает в большинстве случаев обходиться стационарными установками Рассмотренные СЭУ с системами слежения обладают существенными недостатками, в частности узкой неленгационнои характеристикой фотоэлектрических датчиков рассогласования, сложной конструкцией, невозможностью разворота приемной поверхности установки утром в рабочее положение

Исходя из изложений! о, были сформулированы цель и задачи исследования

Во вюрой главе «Разработка солнечных энергетических установок с системой слежения за Солнцем», на примере географических широт Республики Башкортостан, произведен анализ потока солнечного излучения на наклонную приемную поверхность Обоснованы углы установки фотоэлементов открытого датчика рассогласования СЭУ и необходимость использования дополнительного заднею командною фотоэлемента. Разработаны конструкции СЭУ с системами слежения за Солнцем

Анализ поступления солнечной энерши на наклонную поверхность, установленной на юг под у1Лом р к горизонту, на примере географических широт Республики Башкортостан, показал, что максимум поступления солнечной энергии на приемную поверхность СЭУ возможен лишь при постоянной коррекции угла наклона поверхности к 1 ори юн ту в течение года Поскольку приемная поверхность СЭУ в большинстве случаев имеет защишую стеклянную изоляцию, солнечные лучи преломляются в ней, рассеиваются к

частично отражаются Однако отклонение углов падения солнечных лучей от нормали к плоскости СЭУ на угол до 30° не влияет на эффективность работы В связи с этим были введены понятия азимутального а и ¡енитального 2 углов отклонения солнечного луча О А от нормали ОМ к поверхности СЭУ (рис 1)

Азимутальный угол отклонения солнечного луча от нормали находится по формуле

а=апат^ес» соей БШа>), (1)

где I - угол в вертикальной плоскости между солнечным лучом и его проекцией на юризонтальную плоскость, д — склонение Солнца, (о - часовой угол Солнца

Зснитальный угол отклонения солнечною луча от нормали находится по формуле

г = (90- Р)-1 (2)

Рис 1 Углы, определяющие положение плоскости, установленной на южную сторону под углом р к горизонту относительно солнечного луча ОА А-Солнце; II - приемная поверхность СЭУ, X-Y-Z- система координат, проведенная через точку О на Я

Если в течение светового дня угол а будет превышать 30°, го станови тся целесообразным применение системы азимугального слежения за Солнцем, при превышении значения 30° угла z - системы зениталыгого слежения.

Автоматический режим наведения на Солнце приемной поверхности в большинстве случаев обеспечивается фотоэлектрическими датчиками рассогласования следящего электропривода. Для обеспечения эффективного приема солнечных лучей при любом положении Солнца и требуемой чувствительности системы слежения необходима правильная установка командных фотоэлементов датчика относительно рабочей поверхности СЭУ (рис 2)

Углы установки командных фотоэлементов верхнего 2 и нижнего 3 зенитальнот поворота (рис 2, а) обосновываю 1Ся из позиции, что относи гельно солнечных лучей С они постоянно должны находиться под углом //=15 . 20°, с коэффициентом огражения ог стеклянной изоляции до 39%. При отклонении лучей на 15 20° рабочий угол с одной стороны увеличивается на 3iy величину, а с другой уменьшается Toi да, с одной стороны отражение

солнечных лучей С доходит до 6,6 9,8%, а с друг ой до 100% Следовательно, у1лы установки фотоэлемешов ошосигельно приемной поверхности СЭУ / должны быть в пределах 70 75°

Углы установки фотоэлементов левого и правою азимутально1 о поворота СЭУ обосновываются аналогично

Рис 2 К обоснованию углов установки командных фотоэлементов относительно приемной поверхности СЭУ а - верхнею и нижиего зснитального поворота, б - заднего фотоэлемента

При восходе, существующие системы слежения не могут автоматически рашерну г ь приемную поверхность СЭУ навстречу Солнцу, поскольку ни один из четырех командных фотоэлементов датчика не попадает под солнечные лучи Поэтому предлагается устанавливать дополнительный задний фотоэлемент Задний фотоэлемент 4 (рис 2, б) необходимо устанавливать относительно нормали N к плоскости фотоэлемента под утлом равным половине максимальною угла высоты Солнца 1тах, чтобы обеспечить эффективный прием фотоэлементом солнечных лучей С при любом зенитальном положении Солнца с обратной стороны СЭУ. Максимальный зенитальный уюл Солнца составляет для южных широт 66,5 90°, для средних широт 15 .40°, в зависимости от времени года Тогда, соответственно, углы зенитальнои установки фотоэлемента составляют 33. 45° и 7,5 . 20

Исходя из этого, были разработаны СЭУ с системой слежения за Солнцем по азимуту и зениту Новизна технических решений защищена семью патентами РФ на изобретения В качестве примера на рисЗ приведена схема солнечной фотоэлектрической установки с автоматическим слежением за Солнцем по азимуту и зениту

Солнечная фотобатарея ориентируется на солнечные лучи и вырабатывает электрическую энер1ию Командные фотоэлементы Фв, Фн, Фл, Фп аппаратов управления установлены под определенным углом в четырех плоскостях относительно сторон солнечной фотобагареи Сзади, на вертикальном валу азимутального поворота установлен дополнительный командный фотоэлемент Фз под углом к плоскости горизонта равным половине максимального угла высоты Солнца

С

70 75'

а

б

Схема работает следующим образом При положении фотобатареи нормально падающим солнечным лучам, освещенность командных фотоэлементов одинаковая На выходе элемента сравнения сигнал отсутствует При зенитальном перемещении Солнца в первой половине дня, уровень освещенности верхнего фотоэлемента Фв становится выше уровня освещенности нижнего фотоэлемента Фп, на выходе элемента сравнения появляется сигнал, который приводит к срабатыванию соответствующего аппарата управления и электропривод механизма слежения за Солнцем развернет плоскость фотобатареи относительно горизонтальной оси до выравнивания уровней освещенности фотоэлементов Фв и Фн При азимутальном перемещении Солнца наступает дисбаланс освещенностей правого Фп и левого Фп командных фотоэлементов, станция развернется относительно вертикальной оси аналогично зениталыюму ориентированию Утром солнечные лучи осветят задний командный фотоэлемент Фз и станция развернется рабочей поверхностью навстречу Солнцу. Таким образом, обеспечивается автоматическая зенитальная и азимутальная ориентация станнии

Солнечная

Рис 3 Схема солнечной фотоэлектрической установки с автоматическим слежением за положением Солнца

Третья глава «Математические модели для исследования режима работы солнечных энергетических установок» посвящена разработке математических моделей для исследования режима работы солнечных нагревательных установок с жидкостными коллекторами и фотоэлектрических солнечных установок, которые позволят исследовать влияние географической широты местности, климатических факторов, конструктивных параметров и степени ориен гации СЭУ на производительность

Для математического описания процессов теплоироизводительности солнечных нагревательных установок в качестве расчетной принята схема, представленная на рис 4 Схема нашла наибольшее применение в силу своей сравнительной простош и надежносш в эксплуатации

Тепловые процессы описаны для двух типов коллекторов плоского и коллектора с параболоцилиндрическим концстрагором солнечной энергии (КСЭ)

/

Рис 4 Структурная схема солнечной нагревахелыюи уешювки 1-солнечный

коллектр, 2-1СПЛ00бмешшк, 3-бак-аккумулягор

Процесс уравнениями

ра.ннрегт коллекторов описывается дифференциальными dT„

dt

dt

М

С по

b-\HK(t) (а v)-UL(TnK-TOB(t))\

С

IiK(t) р у (а т)-UL

' Г IIP /у

А

■TJt))

О)

(4)

где Тпк, т.;к - темпера iypLi, соответственно плоского и коллектора с КСЗ, К, /э- эффективность переноса тепла от поглощающей поверхности коллектора к теплоносителю, Сщ>- приведенная теплоемкость коллегаора, Дж/(м2 К), HK(t)-интенсивность солнечной радиации в плоскости коллектора, Вт/м~, (ат)-оптический КПД коллектора, р — отражательная способность зеркальной поверхности, у - доля зеркально отраженной радиации, улавливаемая поглощающей поверхностью, или коэффициент улавливания, Ut- приведенный коэффициент тепловых потерь коллектора, Вг/(м2 К), AJArnr - отношение эффективной площади апертуры к площади приемника солнечной энергии (степень концентрации), Г,^.(^-температура окружающего воздуха, К, /- время, с

Нагрев воды в баке-аккумуляторе при работе СЭУ без учета тепловых потерь описывается дифференциальными уравнениями

где

_FRA„\HK{t) (а т)-и,(Т™к-Т0)]

Б

IIKU) Р Г (« t)-U,

yJJUL < т 4

1Ъ

БФК "

То)

(5)

(6)

1 ВПК ' ■* БФК

- соответственно, температура воды в баке-аккумуляторе в СЭУ с плоским коллектором и коллектором с КСЭ, К, Р V коэффициент отвода тепла в коллекторе, учитывающий влияние теплообменника на тепловую мощность ГЭУ, Апк~ площадь плоского коллектора, м2, св - удельная теплоемкость воды, Дж/(кг К), М:г масса воды в баке- аккумуляторе, кг

Величина температуры теплоноси 1 еля на выходе коллектора определяется по выражениям

/■; (/МО (аг)~Ц,(Тп G« с,

То»т

J ь

« « 17

F„ (HK{t) (ar) p у - U, ТФК-Т0ВШ

. \ ч'л ОВ\

Тшх ________Аа____, тЛ? /т

' ФК ~ ' ГУД ФК ' V0)

7 К СТ

где С™- удельный расход теплоносителя в Iелиоконтуре, кг/(с м2), с, -удельная теплоемкость теплоносителя гелиоконтура, Дж/(кг К)

Температура теплоносителя на входе в коллектор определяется но выражениям

+ ^ Т&. (9)

т£

uL Fr

HK(f) (ar)

tZ (»о)

Fr

Интегрирование дифференциальных уравнений (5), (б) с учетом приведенных 01раничений пошоляст определить максимально возможную температуру воды в баке- аккумуляторе, получаемую при отсутствии тепловых потерь в системе Действительная температура воды в баке аккумуляторе Гщ определяется но формуле

Гад-ЪД^-Г^ + Ги, (11)

где //м- суммарный КПД бака-аккумулятора и трубопроводов установки, 7/Г значение температуры воды в баке-аккумуляторе, подсчитанное по дифференциальным уравнениям (5), (6), К,

Txir температура холодной воды в баке-аккумуляторе, К Возможная суточная производительность установки (Вт ч) определяется но уравнению

w CJ^JImiJA (12)

СУТ 3600

Для оценки эффективности фотоэлектрических модулей используются измерения их вольт-амперных характеристик и максимальной мощности в стандартных условиях AMI интенсивность излучения Hf= 1000 Вт/м2, рабочая температура 1) - 298 К При освещении обычным солнечным излучением, зависящим от времени года и суток, климатических условий и ориентации модулей, их КПД в соответствии с выводами по солнечным элементам считается постоянным при определенной рабочей температуре и линейно изменяющимся с ней, так чю удельная мощность солнечного элемента Руд будет равна

где РI - удельная мощность солнечною элемента в стандартных условиях AMI, Вт/м2, И — - интенсивность излучения, падающею на солнечный элемент, ошессннах к единице поверхности плоского модуля, Вт/м2, */ - температурный градиент, l/K, Т-рабочая температура фотонреобразователя, К

Руд-Гг — "I'"* (Т~Т,)1 (53)

С учетом потерь электрической энергии, обусловленных отражением солнечных лучей от защитного стеклянного покрытия (оптических потерь), статистического разброса характеристик солнечных элементов, коммуыцион-ных потерь, связанных с процессами нанки или сварки солнечных >лсмет он (джоулевы потери) выражение для полной мощности фотоэлектрическою модуля запишется в виде

Р = РУД Лм {аг) т,, (14)

где Ли - площадь модуля, м2, («г)- оптическии КПД, зависящий от угла падения солнечных лучей на поверхность СЭС, )/,; - коэффициент, учитывающий джоулевы потери

Количество выработанной фотоэлектрическим модулем электрической энерг ни «а день определяется выражением

1\ут - !\у (15)

где Ра - усредненная задень мощность фотоэлектрического модулу, Вт, 5- дневная продолжительность солнечного сияния, ч

Для проведения расчетов на ЭВМ, вышеприведенные уравнения были реатизоваиы в системе визуального моделирования ЯитшЬпк (МАТЬАВ) Ьлок-диаграмма моделей СЭУ, реализованной в системе 8ипи1тк, нредсывлша на рис 5

Г»№рв прл ПЛЕНУМ

оточяк? ^лттс^ерчтуты

»1СХО ПН Л Д\ННл££ С!) ^

от]

15]

тгмСялта

•ч "М

> гол »ысоти Сог>щ1 Брс!л »ссади

СТЛ-Р ПАРНАЯ СН\

-¡НЕ

__|г!вг?нога

I

Срл со с*»-«

Л.

—Цсг-^Г]

Тпямрлтура я» иод РСК

с^ с фок> а} р^ю с £ кагталиро- <

Вдаа затаи

ДА1- ЬСГСОЛН? ИОИРАДЙАН»'?

ИСХОДНЫЕ ,1ЛК1ЫЕ СЭС

1 б«'1 —ни

Те»иг1Л1д>з_я1 "воде ФС \

---

I •ммргп-ра «а «здг ФОС БАК \ХКУМ^ТХГ0Р1 Г«посршш»>чщ«льиосЫ

С—ЦсЗй]

_1 9>гхолпд ыгчояасп

П—

1_1 Выжодю* «аиавол

СЗСХОСПЕАН^Ел"

Рис 5 Ьлок-диаграмма моделей СЭУ, реализованной в системе Витшкпк В ходе моделирования были определены значения углов падения солнечных лучей на стационарную приемную поверхность, усыновленной, согласно существующим рекомендациям, под углом к горизонту в южном направлении для дней 22 декабря, 22 июня, 21 марта и 23 сентября

Из анализа зависимостей по рис 6, а следует, что угол л будет превышать 30° лишь в ранние (до 6 часов) и вечерние часы (после 18 часов) В остальное время угол падения лучей будет меньше 30°, что позволяв! юворигь о нецелесообрашости применения в СЭУ систем слежения за зенитным

положением Солнца в данных широтах Из графиков на рис 6, б следует, что азимутальный утл а не превышает 30° только в узком временном интервале с 10 часов до 14 часов, что говорит о необходимости применения в СЭУ систем азимутального слежения за Солнцем

Время ч

-*- 1 -в 2 -*-3 -И-4

а

Время, ч

| -»-1 -*-2 -в-4

б

Рис 6 Изменение угла отклонения солнечных лучей от нормали к приемной поверхности (а - зеиитального и б - азимутального) в течение светового дня дня характерных дней географической широты г Уфы 1- 21 марта при угле наклона поверхности равным широте местности (//-=53°), 2- 22 июня при у! ле !'; - 30°, 3 - 23 сентября при угле [> =53°, 4 - 22 декабря при угле Р= 78°

Далее была проведена оценка влияния географической широты местности, климатических условий, конструктивных параметров и степени

ориентации СЭУ на производительность стационарной СЭУ (бе» слежения), СЭУ с ориентированием на Солнце но азимуту и зениту (полная ориентация на Солнце) и СЭУ с ориентированием по азимуту (частичная ориентация) Моделирование проводилось для северного, нейтрального и южного районов Республики Башкортостан На рис 7 показаны результаты моделирования для центрального - Уфимскою района республики, а - солнечной нагревательной установки с плоским коллектором солнечной энергии (июнь), б - солнечной нагревательной установки с концентратором солнечной энергии (июнь), в, г -солнечной фотоэлектрической установки для летнего (июнь) и зимнего (декабрь) месяцев

Результаты моделирования показали, что при слежении за Солнцем, производительность СЭУ в условиях Республики Башкортостан можно повысить на 39% в летний и 26% в осенне-весенний период по сравнению со стационарными, эффективность СЭУ с устройством слежения за Солнцем по азиму1у практически равна эффективности СЭУ с устройством слежения за Солнцем по азимуту и зениту

В четвертой главе «Экспериментальное исследование солнечных энергетических установок и оценка экономической эффективности использования солнечной энергии» представлены методика и результаты экспериментальных исследований СЭУ, которые проводились на физических моделях и оценка экономической эффективности использования СЭУ с системой слежения

Определяющими параметрами СЭУ при экспериментах являлись

- для солнечной нагревательной установки - температура окружающею воздуха, интенсивность солнечного излучения, температуры теплоносителя на входе в коллектор, на выходе из коллектора и баке-аккумуляторе,

- для солнечной фотоэлектрической установки - температура воздуха, интенсивность излучения, выходные напряжение и гок фотобатареи

Схемы экспериментальных установок представлены на рис. 8, 9 Измерение температуры окружающего воздуха, теплоносителя на входе в коллектор, на выходе и баке-аккумуляторе нагревательной установки осуществлялось термоэлектрическими датчиками ТСП-5081-01 Интенсивность излучения определялась пиранометром СМ-3

Измерение напряжения на фотобатарее фотоэлектрической установки осуществлялась вольтметром С503, тока - миллиамперметром Э540

Ориентация СЭУ - южная Угол наклона к горизонту приемной поверхности стационарной СЭУ и СЭУ с ориентированием по азимуту -согласно существующим рекомендациям (для лета у5=31°; для осеннего и весеннего периодов Р~=54°, для зимы /?-78°)

Измерения выходных параметров фотоэлектрической установки производилось для грех случаев стационарное положение фотобатареи под углом к горизонту согласно существующим рекомендациям, слежение за Солнцем по азимуту (частичная ориентация) с углом наклона фогобатареи согласно существующим рекомендациям, слежение за Солнцем по двум координатам - азимуту и зениту (полная ориентация)

СПШ2 Температура на входе в хоплеетор, градус ЕШШ Температура на выходе из коллектора, говдус Щ0&1 Температура а баке. градус —Интенсивность излучения, Вт'м'2 "«❖"•Темпеоагура воздуха, градус

—Ф—выходная мощность при отсутствии слежения, Вт/ мЛ2 —А—'Выходная уощность при слежении по азимуту, Вт/иА2 —К— Выходная мощность при слежении по азимуту и зениту, Вт/ мЛ2 Интенсивность излучения, Вт/мЛ2

10 11 12 13 14 15 16 17 18 18 20 Время, ч

ШЯШ Температура в баке , градус ШЕЯ Температура на выходе из коллектора, градус 3 Температура на входе в коллектор, градус - И.нтенслвнсста излучения, Вт/мЛ2 •Температуре воздуха, градус

О

1 _ _1 _ .......1 .1.. -

1 • 1 1 ! л _ . !.. ._!......_

к

: —1— ----ц

700 600 500 400 300 200 100 0

1| о о

12 13 Время, ч

15 16

—* — боШмэя мощность при Отсутствии слехвнии, Вт/ «'2 —— Ёыходчая мощность при слежении по азимуту, 8т/ к1'2 —9— Выходная мощность пои слемвнии пс бэимуту и зениту, Зт/ м •*в™"Иитеисивкосто излучения, 8т'мЛ2

В Г

Рис. 7 Смоделированные зависимости производительности СЭУ для условий ясного неба на широте 54°44 с.ш.

(Уфимский район)

600 700 600 500 400 300 200 100 о

5 6 7 е 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Время, ч

Рис 8 Схема экспериментальной солнечной нагревательной установки с концентратором солнечной энергии 1 - электродвигатель, 2 - передаточное устройство: 3 - командные фотоэлементы левого и правого поворотов, 4 - параболоцилиндрический концентратор солнечной энергии, 5 - коллектор, б -термодатчики, 7 - расширительный бачок, 8 -теплообменник, 9 - бак-аккумупятор, 10 - рама

Рис 9 Схема экспериментальной солнечной фотоэлектрической установки 1 - корпус, 2, 6 -электродвигатели, 3, 7 - передаточные устройства 4 - вертикальный вал, 5 -горизонтальная площадка, 8 - фотоэлемент заднего поворота, 10 - фотоэлементы верхнего и нижнего поворотов, 11 - фотоэлементы левого и правого поворотов

Погрешность измерений определялась путем математической обработки полученных результатов с использованием методов доверительных оценок Стьюдента.

На рис. 10, в качестве примера, представлены расчетная и экспериментальная зависимости теплонроизводительности солнечной нагревательной установки от времени для широты 5444 с.ш. (Уфимский район).

0,7

0.5

0,4

0,3

о 0,2

0,1

|

Г" ~ ' ~..... " кХ.

-—:___________________

10

13

16

Время, ч

-расчетная Ф экспериментальная

19

Рис. 10 Сравнение расчетных и экспериментальных временных зависимостей теплонроизводительности солнечной нагревательной установки для широты 54"44 с.ш. в июне (Уфимский район)

Расхождение расчетных и экспериментальных зависимостей в среднем не превышает 11%. Это позволяет использовать разработанные математические модели для исследования режимов работы СЭУ в практических расчетах и считать их адекватно отражающими физические процессы.

В соответствии с методикой определения экономического эффекта использования солнечных нагревательных установок и солнечных фотоэлектрических установок, определена экономическая эффективность предлагаемых СЭУ с системой слежения применительно для тепло- и водоснабжения коровника на 100 голов, расположенного на широтах Республики Башкортостан и испытывающего дефицит тепловой и электрической энергии.

Экономический эффект от внедрения СЭУ с системой слежсния дня энергоснабжения коровника на 100 голов, расположенного на широтах Республики Башкортостан, достигается за счет уменьшения потерь энергии солнечного излучения, поступающего на приемную поверхность, экономии традиционного топлива и составляет:

- для солнечной на! ре нательной установки с фокусирующим коллектором 468026 рублей при сроке окупаемости не более 5,22 лег,

- для солнечной фотоэлектрической установки 400478 рублей при сроке окупаемости системы слежения не более 0,51 года

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1 Целесообразность использования в солнечных энергетических установках (СЭУ) системы слежения за Солнцем определяется на основе анализа изменений азимутального и зенитальною углов ошганения солнечных лучей от нормали к приемной поверхности в течение дня Разработанные математические модели для исследования режимов работы СЭУ, как показала экспериментальная проверка в лабораторных условиях, позволяю I прокотировать производительность с приемлемой для практических целей по! решностыо (до 11 %) и могут быть рекомендованы для проектных расчетов.

2 На примере климатических условий Республики Башкортостан установлено, что применение системы слежения позволит повысить производительность СЭУ на 39% в лешие месяцы и 26% в осенне-весенпий период Производительность СЭУ с системой сложения за Солнцем но двум координатам (азимуту и зенигу) практически равна производительности СЭУ с системой слежения по одной координате (азимуту) В зимний период производительность СЭУ с системой слежения равна про изводит елышет и СЭУ без системы слежения

3 Для повышения эффективности предложены конструкции СЭУ с системами слежения за Солннем Новизна 1ехничсских решений защищена патентами РФ

4 Разработана методика исследования, созданы физические модели СЭУ с системой слежения за Солнцем, что позволило оценить эффективность систем слежения на примере климатических условий Республики Башкортостан

6 Экономический эффект от внедрения СЭУ с системой слежения для энерюснабжения коровника на 100 голов, расположенного на широтах Республики Башкортостан, достигается за счет уменьшения потерь энергии солнечного излучения, поступающего на приемную поверхность, экономии традиционного топлива и составляет

- для солнечной нагревательной установки с фокусирующим коллектором 468026 рублей при сроке окупаемости не более 5,22 лет,

- для солнечной фотоэлектрической установки 400478 рублей при сроке окупаемости системы слежения не более 0,51 года.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1 Прокопов О И , Ярмухаметов У Р Солнечный кипятильник / Сборник докладов Всероссийской научно-технической конференции «Энср1 осбережение и энергоэффективные гехноаогии -2004». - Липецк ЛГТУ, 2004 с 152-155

2. Прокопов О.И, Ярмухаметов У Р Солнечная электростанция / Сборник докладов Всероссийской научно-технической конференции «Энергосбережение и энергоэффективные технологии - 2004». - Липецк ЛГТУ, 2004 с 156-161

3 Ярмухаметов У Р, Прокопов О И Солнечный кипятильник / Материалы Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Молодые ученые в XXI веке» Том I I Ижевск ИГСХА, 2005 с 256-259.

4 Прокопов О И, Ярмухаметов У Р. Солнечный нагреватель / Электрификация сельского хозяйства Международный научный сборник Выпуск 4 -Уфа Издательство Башкирского ГАУ, 2005 с 25-27

5 Ярмухаметов У Р, Прокопов О.И. Математическая модель гелиокотла / Труды 5-й Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве Ч 4- М • ГНУ ВИЭСХ, 2006 с 161-165

6 Ярмухаметов У Р Повышение эффективности солнечных электростанций / Материалы всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития инновационной деятельности в агропромышленном производстве» Ч Ш - Уфа- Башкирский ГАУ, 2007. с 132134

7 Аипов Р.С, Ярмухаметов У Р Повышение эффективности работы гелиоэнергетических установок / Межвузовский сборник научных трудов, посвященный 75-летию УГ АТУ «Электро1ехнические комплексы и системы» -Уфа УГАТУ, 2007 с 176-179

8 Аипов Р С, Ярмухаметов У Р Повышение эффективности работы гелиоэнергетических установок // Механизация и электрификация сельского хозяйства 2007 -№9 -с 29-30

9 Патент РФ №2230395 Солнечная электростанция / Прокопов О И, Ярмухаметов У.Р , Швейкин Е.В // БИ 2004, №16

10 Патент РФ №2251058. Гелиокотел / Прокопов ОИ, Ярмухаметов УР//БИ 2005, №12

11 Патент РФ №2280918 Солнечная электростанция / Прокопов О И, Ярмухаметов У.Р Н БИ 2006, №21

12 Патент РФ №2281442 Солнечный кипятильник / Прокопов О И, Ярмухаметов У Р // ЬИ 2006, №22

13 Патент РФ №2298859 Солнечный кипятильник ( Прокопов О И, Ярмухаметов У Р // БИ 2007, №13

14 Патент РФ №2298860 Солнечная электростанция / Прокопов О И, Ярмухаметов У Р // БИ 2007, №13

15 Патент РФ № 2312426 Солнечная электростанция / Прокопов О.И, Ярмухаметов У.Р // БИ 2007, №34

Подписано в печать 30 04 08 Формат 60x84 [/¡6 Ьумага офсетная Печать ризографическоя ТирлжЮОэкз Заказ 166 Гарнитура «11теь New Roman» Отпечатано с юговых оригинал-макетов в гипот рафии «ПЕЧATI ГЫЙ ДОМ Ь» ИИ ВЕРКО Объем 0,8 пл Уфа, Карла Маркса, 12корп 4, т/ф 27-27-600, 27-29-123

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СОЛНЕЧНЫХ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

1.1 Особенности энергопотребления сельского хозяйства России и Республики Башкортостан

1.2 Характеристика солнечного излучения на примере климатических условий Республики Башкортостан

1.3 Основные направления использования солнечной энергии

1.4 Способы повышения эффективности солнечных энергетических установок

1.5 Обоснование использования в СЭУ системы слежения за Солнцем

1.6 Классификация и обзор солнечных энергетических установок со слежением за Солнцем 25 Выводы и постановка задач исследования

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА СОЛНЕЧНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК С СИСТЕМОЙ СЛЕЖЕНИЯ ЗА СОЛНЦЕМ

2.1 Расчет потока солнечной энергии на наклонную поверхность

2.2 Разработка конструкций СЭУ с системой слежения за Солнцем

2.2.1 Обоснование углов установки командных фотоэлементов датчика рассогласования относительно плоскости СЭУ

2.2.2 Разработка СЭУ с полным ориентированием на Солнце

2.2.3 Разработка СЭУ с системами слежения за Солнцемпо азимуту

Выводы

ГЛАВА 3 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЖИМА РАБОТЫ СОЛНЕЧНЫХ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

3.1 Цель моделирования

3.2 Математическая модель для исследования режима работы солнечной нагревательной установки

3.3 Математическая модель для исследования режима работы солнечного фотоэлектрического модуля

3.4 Определение параметров окружающей среды

3.4.1 Определение интенсивности солнечной радиации

3.4.2 Определение температуры окружающего воздуха

3.5 Программная реализация моделей СЭУ

3.6 Исходные данные, использованные при моделировании

3.6.1 Технические параметры солнечных нагревательных установок

3:6.2 Технические параметры солнечного фотоэлектрического модуля 77'

3.7 Результаты моделирования работы СЭУ

3.7.1 Результаты моделирования углов падения солнечных лучей на наклонную поверхность СЭУ

3.7.2 Результаты моделирования.работы солнечной нагревательной установки

3.7.3 Результаты моделирования работы солнечной фотоэлектрической установки

Выводы

ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СОЛНЕЧНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК И ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

4.1 Программа экспериментальных исследований

4.2 Описание экспериментальных физических моделей

4.2.1 Конструктивное исполнение солнечной нагревательной установки

4.2.2 Конструктивное исполнение солнечной фотоэлектрической установки с системой слежения за Солнцем

4.3 Методика экспериментальных исследований

4.3.1 Общие сведения

4.3.2 Определение угла падения солнечных лучей на наклонную поверхность СЭУ

4.3.3 Измерение температуры теплоносителя солнечной нагревательной установки

4.3.4 Определение выходной мощности солнечной фотоэлектрической установки

4.4 Математическая обработка результатов эксперимента

4.5 Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований

4.6 Оценка экономической эффективности использования СЭУ для энергоснабжениях. потребителей

4.6.1 Расчет солнечной нагревательной установки

4.6.2 Расчет солнечной фотоэлектрической установки 117 Выводы 123 ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ 125 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 127 ПРИЛОЖЕНИЯ

Актуальность темы. Одним из перспективных направлений энергоснабжения децентрализованных отдаленных сельскохозяйственных объектов, является использование солнечной энергии для теплоснабжения солнечными коллекторами и электроснабжения солнечными фотоэлектрическими установками.

Высокая стоимость солнечных энергетических установок (СЭУ) и относительно низкий КПД являются основными причинами, сдерживающими их широкое распространение. Повышение эффективности СЭУ возможно двумя путями: технологическим и техническим усовершенствованиями, что позволит снизить потребную площадь установок при сохранении выходной мощности и, следовательно, снизить стоимость источников энергии.

Одним из очевидных способов повышения эффективности СЭУ является использование в них систем слежения за Солнцем. Разработка следящих СЭУ с простым обслуживанием позволит в значительной- степени повысить технико-экономические показатели сельскохозяйственных объектов и создать комфортные условия труда и быта человека при одновременном обеспечении экологической безопасности окружающей среды.

Цель работы: повышение эффективности солнечных энергетических установок с системами слежения за Солнцем.

Задачи исследования:

1. Обосновать целесообразность использования в СЭУ систем слежения за Солнцем.

2. Разработать СЭУ с системами слежения за Солнцем.

3. Разработать математические модели для исследования режимов работы СЭУ и установить зависимости производительности от географической широты местности, климатических условий, конструктивных параметров и степени ориентации приемной поверхности на Солнце.

4. Разработать методику исследования СЭУ; создать физические модели и провести исследование СЭУ; проверить адекватность разработанных математических моделей.

Объект исследования: солнечные энергетические установки с системами слежения за Солнцем.

Предмет исследования: закономерности изменения производительности СЭУ в- зависимости от географической широты, климатических условий, конструктивных параметров и степени ориентации приемной поверхности на Солнце.

Научная новизна основных положений, выносимых на защиту:

1. Разработаны математические модели для исследования режимов работы СЭУ.

2. Получены зависимости, отражающие влияние географической широты местности, климатических условий, конструктивных' параметров и степени ориентации приемной поверхности на Солнце на выходные параметры СЭУ.

3. На примере климатических условий Республики Башкортостан установлен наиболее эффективный способ слежения приемной поверхности СЭУ за Солнцем.

4. Разработаны СЭУ с системами слежения за Солнцем, новизна технических решений которых защищена патентами РФ.

Практическая значимость результатов диссертационной работы заключается в том, что на их основе были разработаны и созданы физические модели СЭУ с системами слежения за Солнцем. Установленные взаимосвязи, полученные в результате математического моделирования, могут быть использованы на всех стадиях проектирования СЭУ. Полученные результаты позволяют дать практические рекомендации по построению СЭУ.

На основе проведенных в рамках диссертационной работы исследований была разработана и принята к внедрению солнечная энергетическая установка с системой слежения за Солнцем для горячего водоснабжения ГУЛ «Сельхозхимия» (хоздоговор № 95 - 2007 г.).

Результаты теоретических и экспериментальных исследований СЭУ для энергоснабжения с.х. потребителей используются в учебном процессе для студентов энергетического факультета Башкирского ГАУ.

Апробация работы. Основные положения работы обсуждены и одобрены на Всероссийской научно-технической конференции «Энергосбережение и энергоэффективные технологии - 2004» (Липецк, 2004 г.); на Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Молодые ученые в 21 веке» (Ижевск, 2005 г.); на 5-й Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в с.х.» (Москва, 2006 г.), на Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития инновационной деятельности в агропромышленном производстве» (Уфа, 2007 г.), на Международной научно-практической конференции «Проблемы энергообеспечения предприятий АПК и сельских территорий» (Санкт-Петербург, 2008 г.).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 15 печатных работ, в том числе получено 7 патентов Российской Федерации, отражающих основное содержание работы и новизну технических решений.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и результатов, списка использованной литературы из 119 наименований и 5 приложений. Основное содержание работы изложено на 136 страницах, содержит 52 рисунка и 25 таблиц.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Целесообразность использования в солнечных энергетических установках (СЭУ) системы слежения за Солнцем определяется на основе анализа изменений азимутального и зенитального углов отклонения солнечных лучей от нормали к приемной поверхности в течение дня. Разработанные математические модели для исследования режимов работы СЭУ, как показала экспериментальная проверка в лабораторных условиях, позволяют прогнозировать производительность с приемлемой для практических целей погрешностью (до 11 %) и могут быть рекомендованы для проектных расчетов.

2. На примере климатических условий Республики Башкортостан установлено, что применение системы слежения позволит повысить производительность СЭУ на 39% в летние месяцы и 26% в осенне-весенний период. Производительность СЭУ с системой слежения за Солнцем по двум координатам (азимуту и зениту) практически равна производительности СЭУ

I с системой слежения по одной координате (азимуту). В зимний период I производительность СЭУ с системой слежения равна производительности i

СЭУ без системы слежения.

3. Для повышения эффективности предложены конструкции СЭУ с системами слежения за Солнцем. Новизна технических решений защищена патентами РФ.

4. Разработана методика исследования, созданы физические модели

СЭУ с системой слежения за Солнцем, что позволило оценить эффективность систем слежения на примере климатических условий Республики Башкортостан.

6. Экономический эффект от внедрения СЭУ с системой слежения для энергоснабжения коровника на 100 голов, расположенного на широтах Республики Башкортостан, достигается за счет уменьшения потерь энергии солнечного излучения, поступающего на приемную поверхность, экономии традиционного топлива и составляет:

- для солнечной нагревательной установки с фокусирующим коллектором 468026 рублей при сроке окупаемости не более 5,22 лет;

- для солнечной фотоэлектрической установки 400478 рублей при сроке окупаемости системы слежения не более 0,51 года.

1. Абдурашитов Ш.Р. Общая энергетика. Уфа.: Скиф, 2002. с. 308309.

2. Авезов P.P., Барский-Зорин, Васильева И.М. и др. Системы солнечного тепло- и хладоснабжения / Под ред. Э.В. Сарнацкого и С.А. Чистовича. — М.: Стройиздат,1990. 328 с.

3. Авезов P.P., Орлов А.Ю. Солнечные системы отопления и горячего водоснабжения. Ташкент: Фан, 1988. - 288 с.

4. Аипов P.C., Ярмухаметов У.Р. Повышение эффективности работы гелиоэнергетических установок / Механизация и электрификация с.х. №9, 2007.-с. 29-30.

5. Аипов P.C., Ярмухаметов У.Р. Повышение эффективности работы гелиоэнергетических установок / Межвузовский сборник научных трудов, посвященный 75-летию УГАТУ «Электротехнические комплексы и системы». Уфа: УГАТУ, 2007. с. 176-179.

6. Актинометрический ежемесячник. ГГО им. А.И. Воейкова. Л. : Бидрометеоиздат (Регулярный.выпуск с 196Т г.).

7. Актинометрический: ежегодник. ГГО им. А.И; Воейкова: Л.: Гидрометеоиздат, 1939, 1940, 1956, 1061-1968.

8. Амерханов P.A. Оптимизация; сельскохозяйственных энергетических установок с использованием возобновляемых видов энергии. -М.: КолосС, 2003. -23-24.

9. Апариси P.P., Гарф Б.А. Использование солнечной энергии. М.: изд. АН СССР 1958, с.28-29.

10. Арсеньев Ю.Д. Инженерно- экономические расчеты в обобщенных переменных. М.: Высшая школа, 1979. - 215 с.

11. Ахметжанов P.A. Повышение эффективности использования солнечной и ветровой энергии для теплоснабжения сельскохозяйственных потребителей: Дис. к-татехн. наук. -Челябинск., 2005. -186 с.

12. Байрамгулов Ю.Ж. Гидроэнергетика малых рек Башкортостана // Вестник Академии наук Республики Башкортостан, 2003, № 3. с. 65-71.

13. Безруких П.П. Научно-техническое и методологическое обоснование ресурсов и направлений использования возобновляемых источников энергии: Дис. д-ра техн. наук. -М., 2003. -290 с.

14. Бекман У., Клейн С, Даффи Дж. Расчет систем солнечного теплоснабжения. -М.: Энергоиздат, 1982. -79 с.

15. Бородин И.Ф., Судник Ю.А. Автоматизация технологических процессов. М.: КолосС, 2004.- 344 с.

16. Бутузов В. А. Анализ энергетических и экономических показателей гелиоустановок горячего водоснабжения // Промышленная энергетика, 2001, №10, с. 54-61.

17. Бутузов В.А.Состояние и перспективы Российского рынка солнечных коллекторов /Энергосберегающие технологии, оборудование и источники электропитания для АПК/Кубанский гос. агр. ун-т. Вып.421. -Краснодар: КубГАУ, 2005. - с. 90-97.

18. Бутузов В.А. Солнечные коллекторы в России и на Украине/ В.А. Бутузов//Теплоэнергетика. 2003. №1.

19. Бутузов В.А. Эксплуатационная надежность солнечных коллекторов /В.А. Бутузов// Промышленная энергетика.2003, №8.

20. Валов М.И., Казанджан Б.И. Системы солнечного теплоснабжения. М.: Изд-во МЭИ, 1991. - 140 с.

21. Вардиашвили А.Б. и др. Теплотехнические и гидравлические расчеты и примеры низкопотенциальных тепловых солнечных установок при изучении машиностроительных дисциплин. Ташкент, 1987. - 114 с.

22. ГОСТ Р 51594-2000. Нетрадиционная энергетика. Термины, и определения. М.: Госстандарт России, 2000; ГОСТ Р 51594-2000. Нетрадиционная энергетика. Солнечная энергетика. Коллекторы солнечные. Общие технические условия. М.: Госстандарт России, 2000.

23. ГОСТ Р 51594-2000. Нетрадиционная энергетика. Коллекторы солнечные. Методика испытаний. М.: Госстандарт России, 2000

24. Гультяев А. Визуальное моделирование в среде MATLAB: учебный курс СПб: Питер, 2000. - 432 с. 21.

25. Данилов А.И. Компьютерный практикум по курсу «Теория управления». Simulink моделирование в среде Matlab / Под ред. А.Э. Софиева: Уч. пособие. - М.': МГУИЭ,12002. - 128 с.

26. Даффи Дж. А., Бекман. У.А. Тепловые процессы с использованием солнечной энергии. М.: Мир, 1977. - 420 с.

27. Дьяконов В., Круглов В. Matlab. Анализ, идентификация и моделирование систем. Специальный справочник. СПб.: Питер, 2001. 448 с.

28. Дьяконов В. Simulink 4. Специальный справочник. СПб.: Питер, 2002. 528 с.

29. Дьяконов В., Круглов В: Математические пакеты расширения MATLAB. Специализированный справочник. СПб.: Питер, 2001. - 480 с.

30. Захаров A.A. Применение теплоты в сельском хозяйстве. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1986. - 288 с.

31. Калоша В.К. Математическая обработка результатов эксперимента. Минск: Выш. Школа, 1982. 103с.

32. Канакин Н.С., Коган Ю.М. Технико-экономические вопросы электрификации сельского хозяйства. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 192 с.

33. Касаткин Г.П. Опыт использования солнечной энергии в Республике Бурятия // Возобновляемая энергия, март 2004, с. 14.

34. Климатологический справочник СССР: Метеорологические данные, за отдельные годы. Солнечная радиация и солнечный баланс. Л.: Гидрометеоиздат, 1964.

35. Козлов В.Б., Эйсмонт O.A. Моделирование и оптимизация систем теплоснабжения, использующих солнечную энергию // Гелиотехника, 1981, № 6, с. 41-48.

36. Константиновский Ю.А., Заваров А.И:, Рабинович М.Д., Ферт А.Р. Использование солнечной энергии для теплоснабжения зданий / Под ред. Сарнацкого Э.В. -Киев: Будивельник, 1985. 104*с.

37. Кораблев А.Д. Экономия энергоресурсов вхельском хозяйстве. -М.: Агропромиздат, 1988. 208 с.

38. Кошелев A.A. Нужно и можно'ли оценивать.ущерб природной среде? // Энергия, экономика, техника, экология, 2004, №2, с. 14-23.

39. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. М.: ВНИИСХ, 1998. — 219 с.

40. Новая энергетическая политика России / Под общей ред. Ю.К. Шафраника. М.: Энергоиздат, 1995. - 510 с.

41. Нормы проектирования. Раздел «Установки солнечного горячего водоснабжения»: ВСН 52-86 / Гражданстрой СССР. М.: 1987.

42. Овсянников Е.М. Электроприводы гелиоустановок наземного: и космического базирования. Дис. д-ра техн. наук. Москва, 2003.- 367с.

43. Патент 1Ш №2026515. Гелиоустановка/ Гаджиев М.Г., Путиловский М.Ю., Шадрин В.И.// БИ. 1995, №1.

44. Патент 8и №1143940. Приводное устройство для ориентации солнечной установки / Цициков А.Г., Понятов Б.В., Захидов Р.А., Сагидуллин С.Г.// БИ. 1985, №9.

45. Патент 8И №1612184. Гелиоустановка / Тажибаев Л.Е., Аманов Н.Д., Сабиров Е.М.// БИ. 1990, №45.

46. Патент 1Ш №2028558. Солнечная установка / Манташьян П.Н.// БИ. 1995, №4.

47. Патент РФ №2280918. Солнечная электростанция/ Прокопов О.И., Ярмухаметов У.Р.// БИ. 2005, №21.

48. Патент РФ №2230395. Солнечная электростанция/ Прокопов О.И., Ярмухаметов У.Р:, Швейкин Е.В.// БИ. 2004, №16.

49. Патент РФ №2281442. Солнечный кипятильник/ Прокопов О.И., Ярмухаметов У.Р.//БИ. 2004, №22.

50. Патент РФ №2251058. Гелиокотел/Прокопов О.И., Ярмухаметов У.Р.// БИ. 2003, №12.

51. Патент РФ №2298860. Солнечная электростанция/ Прокопов О.И., Ярмухаметов У.Р.// БИ. 2007, №13.

52. Патент РФ №2298859. Солнечный кипятильник/ Прокопов О.И., Ярмухаметов У.Р.//БИ. 2007, №13.

53. Потемкин В.Г. Введение в Matlab. ML: Диалог - МИФИ, 2000. -v247 с.

54. Прокопов О.И., Ярмухаметов У.Р. Солнечный кипятильник / Сборник докладов Всероссийской научно-технической конференции «Энергосбережение и энергоэффективные технологии 2004». - Липецк: ЛГТУ, 2004. с. 152-155.

55. Прокопов О.И., Ярмухаметов У.Р. Солнечная электростанция / Сборник докладов Всероссийской научно-технической конференции «Энергосбережение и энергоэффективные технологии — 2004». — Липецк: ЛГТУ, 2004. с. 156-161.

56. Прокопов О.И., Ярмухаметов У.Р. Солнечный нагреватель / Электрификация сельского хозяйства: Международный научный сборник. Выпуск 4.-Уфа: Издательство Башкирского ГАУ, 2005. с. 25-27.

57. Прокопов О.И., Ярмухаметов У.Р: Математическая модель гелиокотла / Труды 5-й Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве. 4.4- М.: ГНУ ВИЭСХ, 2006. с. 161-165.

58. Рабинович М.Д. Научно-технические основы использования,солнечной энергии в системах теплоснабжения: Дисс.д-ра техн. наук: -К.,2000; 370 е.

59. Рабинович М.Д. Современное состояние и направления развития; систем солнечного теплоснабжения в Украине и мире // Нетрадиционная энергетика в XXI веке. Доклады 2-ой-Международной'конференции. Киев, 2001, с. 62-69.

60. Романов A.A., Земцов A.C. Необходимость технического перевооружения электроэнергетики России // Промышленная, энергетика, 2002, № 3, с. 3-5.

61. Румшиский JI.3. Математическая обработка результатов эксперимента. М.: Наука, 1971.- 192с.

62. Саплин JI.A., Шерьязов С.К., Пташкина-Гирина О.С., Ильин Ю.П. Энергоснабжение сельскохозяйственных потребителей с использованием возобновляемых источников / Учебное пособие. -Челябинск, 2000. 203 с.

63. СНИП- II- 34-76. Ч. И. Нормы проектирования. М.: Стройиздат, 1978.-63 с.

64. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Высш. шк., 1998. -319 с.

65. Справочник по-климату СССР. Вып. 9: Ч. 1. Солнечная радиация, радиационный баланс и солнечное сияние. 2-ое изд. - JL: Гидрометеоиздат, 1966.-70 с.

66. Справочник по климату СССР. Вып. 9. Ч. 2. JL, 1965. - 362 с.

67. Стребков Д.С., Беленов А.Т., Муругов В.П. Использование энергии Солнца.- М.: «Нива России». 1992. 48с.

68. Стребков Д.С. Роль- возобновляемой энергии в энергетике будущего// Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве. Труды 5-й Международной научно-технической конференции. Часть 4.- М.: ГНУ ВИЭСХ, 2006, с. 3-17.

69. Стребков Д.С., Тихомиров A.B. Энергетическое обеспечение и энергосбережение в агропромышленном комплексе // Энергосбережение всельском хозяйстве. Тезисы докладов международной научно-технической конференции. Часть 1.-М.: ВИЭСХ, 1998, с. 5-7.

70. Строительные нормы и правила 11-34-76. 4.II. Нормы проектирования, гл. 34. Горячее водоснабжение. М., 1976.

71. Тарнижевский Б.В., Абуев И.М. Технический уровень и освоение производства плоских солнечных коллекторов в России // Теплоэнергетика. 1997. №4. с. 13-15.

72. Тарнижевский Б.В., Алексеев В.Б., Кабилов З.А., Абуев И.М. Солнечные коллекторы и водонагревательные установки // Теплоэнергетика. 1995. №6 с. 48-51.

73. Тарнижевский Б.В. Оценка эффективности применения солнечного теплоснабжения в России // Теплоэнергетика, 1996, № 5, с. 15-18.

74. Тарнижевский Б.В. Состояние и перспективы использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии в России // Промышленная энергетика, 2002, № 1, с. 52-56.

75. Твайделл Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии: Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 392 с.

76. Тихомиров A.B. Перспективы повышения эффективности использования энергоресурсов в сельском хозяйстве // Энергопотребление в сельском хозяйстве. Научные труды. Т.68 М: ВИЭСХ, 1987, с. 40-43.

77. Трушевский С.К., Суханов А.К. Пластмассовый солнечный коллектор. Опыт разработки и внедрения в серийное производство // Международный симпозиум «Автономная энергетика сегодня и завтра». Сб. докл. Ч. 1. СПб., 1993, с. 58-59.

78. Умаров Г.Я., Раббимов Р.Т., Авезов Р.Р., и др. Использование низкопотенциальных солнечных установок. Ташкент: ФАН, 1976. - 100 с.

79. Установки солнечного горячего водоснабжения. Нормы проектирования. ВСН 52-86 / Госгражданстрой. М.: ГУП ЦПП, 1999. - 16 с.

80. Фомичев В.Т., Шиян И.Р. Определение угла наклона гелионагревателей // Техника в сельском хозяйстве, 1988, № 1, с. 7-9.

81. Фотоэнергетика мира // Возобновляемая энергия, февраль 2001, с. 1-5. 90;'

82. Фугенфиров М.И. Использование солнечной энергии в России// Теплоэнергетика. 1997. №4. с.б-12.

83. Харченко Н.В. Индивидуальные солнечные установки. — М.: Энергоатомиздат, 1991. -208с.

84. Хорольский В.Я. Сборник задач по эксплуатации электрооборудования. — Ставрополь, 1997. -83 с.

85. Черных И. В. 81МиЪШК: среда создания инженерных приложений / Под общ. ред. В.Г. Потемкина. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2003. -496 с. .

86. Шафеев А.И. Численное моделирование систем солнечного теплоснабжения индивидуального жилого дома (вычислительная программа Боку. Сравнение с ^методом) // Гелиотехника, 1991, № 5, с. 61-65.

87. Шерьязов С.К. Горячее водоснабжение сельскохозяйственного производства в условиях Южного Урала с использованием« солнечной энергии. Дис. канд. техн. наук. Челябинск, 1990. - 218 с.

88. Электрооборудование И' автоматизация- сельскохозяйственных агрегатов и установок / И.Ф. Кудрявцев, Л.А. Калинин и др. М.: Агропромиздат, 1988.-480 с.

89. Элементарный учебник физики/ Под ред. Г.С. Ландсберга. М.: Наука, 1973. 238с.

90. Ярмухаметов У.Р., Прокопов О.И. Солнечный кипятильник / Материалы Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Молодые ученые в XXI веке» ТомП. Ижевск: ИГСХА, 2005. с.256-259.

91. A. Angstrom. Solar and terrestrial radiation. Q. J. R. Met. Soc. 1924. Vol. 50. P. 121-125.

92. Gregury J.A. Solar Preview. Sun World, 1992, June, Vol.16, №2, p.13.18.

93. Dynamischer Trend bei Solaraniagen. Stand und Perspektiven.// Flussig-gas, 1999, №6, p. 32-36.

94. Justin B. A short review of some U.K. solar energy installations.- Sun at Work in Britain, 1981, № 12/13, p. 3-11.

95. Penjiyev A. Ecoenergy resources of greenhouse facilities in the arid zone. // Problems of desert development, allerton, 1998, № 5.

96. Penjiyev A. Renewable Energy Application for Independent Development of Small Settlements of Turkmenistan // Desert Technology VII International Conference November, India 2003;

97. Wenn die Sonne heist und kocht. Steiner Peter. // Kultur und Technik, 2000, № 3, p. 54-57.