Карта солнечной активности россии

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/м2 * 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%.

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).

Простыми словами, солнечная инсоляция – это среднее количество часов в сутки, которое солнце в ясную погоду светит на расчетную поверхность под прямым углом.

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.

Инсоляция на карте России

Инсоляцией (от латинского in solo – выставляю на солнце) называется облучение параллельным пучком лучей, поступающих с направления солнечного диска. Инсоляция значительно изменяется при переходе от одной точки земной поверхности к другой. Просторы Кубани получают значительно больше света, чем например Москва, Казань или Якутск. Ниже приведены таблицы со значениями инсоляции в разных странах и регионах.

Мощность солнечного излучения на поверхности Земли.

Среднегодовое суммарное солнечное излучение, падающее на горизонтальную площадку, составляет:

Вращение Земли вокруг Солнца не имело бы столь большого значения, если бы земная ось была перпендикулярна плоскости орбиты Земли. При этом в любой точке земного шара в одно и то же время суток Солнце поднималось бы на одинаковую высоту над горизонтом и были бы лишь незначительные сезонные изменения инсоляции, обусловленные изменением расстояния до Солнца при движении нашей планеты по орбите. В реальности земная ось отклонена от перпендикуляра к плоскости орбиты на 23°, и из-за этого меняется угол падения солнечных лучей в зависимости от положения Земли на орбите.

Карта инсоляции регионов России

Годовая инсоляция одного квадратного метра горизонтальной площадки в разных городах России в мегаваттах

Архангельск — 0.85

Новосибирск — 1.14

Петербург — 0.93

Москва — 1.01

Омск — 1.26

Ростов-на-Дону — 1.29

Екатеринбург — 1.1

Астрахань — 1.38

Махачкала — 1.35

Месячные и годовые суммы суммарной солнечной радиации, кВт*ч/м2

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/м2).

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.

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.

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.