Вопросы использования солнечных панелей для питания ламп уличного освещения

Аннотация

Бондарев А.В., Зверев В.А. Вопросы использования солнечных панелей для питания ламп уличного освещения. Рассмотрен алгоритм минимизации состояний частичных конечных автоматов SLIM (SequentiaL machIne Minimizer). Приведены результаты экспериментального анализа и сравнительные характеристики. Показано, что алгоритм SLIM обладает значительной скоростью работы и эффективными минимизирующими свойствами.

Общая постановка проблемы

В настоящее время существует достаточное количество разнообразных солнечных панелей на кристаллах и фотоэлементах отличающихся размерами мощностью и ценой. Также существует множество современных типов ламп уличного освещения основанных как на светодиодной технике, так и на газоразрядных лампах. Однако в большинстве случаев оборудование, используемое для уличного освещения, является типовым установленным до появления новых типов ламп [2].

Республика Башкортостан относится к тем регионам России, где есть возможность использовать солнце для получения энергии. Число солнечных дней в среднем по республике составляет 287, при продолжительности солнечного сияния более 2000 часов [1].

Исследование компьютерных программ при моделировании разных способов возбуждения колебаний позволяет определить точностные и частотные характеристики программ.

Виды панелей. Прямое преобразование солнечной энергии в электрическую может быть осуществлено с использованием фотоэлектрического эффекта. Элементы, изготовленные из специального полупроводникового материала, например силикона, при прямом солнечном облучении обнаруживают разность в напряжении на поверхности, т. е. наличие электрического тока . В настоящее время на рынке можно встретить несколько типов солнечных батарей, различающихся материалами, из которых изготовлены их элементы. В таблице 1 приведены некоторые типы панелей на солнечных элементах [6].

Таблица 1.

Некоторые типы панелей на солнечных элементах

Виды ламп. Поскольку современные средства освещения на альтернативных источниках энергии достаточно дороги, то для создания проекта уличного освещения с использованием солнечных панелей целесообразно использовать уже установленные светильники подбирая для них модули питания соответствующей мощности. В таблице 2 приведены некоторые виды ламп освещения и их основные характеристики [5].

Таблица 2.

Виды ламп освещения и их основные характеристики

Структура системы. Автономная система в общем случае состоит из набора солнечных модулей, размещенных на опорной конструкции или на крыше, аккумуляторной батареи (АКБ), контроллера разряда — заряда аккумулятора, соединительных кабелей. Солнечные модули являются основным компонентом для построения фотоэлектрических систем. Они могут быть изготовлены с любым выходным напряжением.

При создании системы рекомендуется максимально снизить мощность потребителей. Например, в качестве осветителей использовать (по возможности) только люминесцентные лампы. Такие светильники, при потреблении в 5 раз меньшем, обеспечивают световой поток, эквивалентный световому потоку лампы накаливания .

Для небольших систем целесообразно устанавливать ее модули на поворотном кронштейне для оптимального разворота относительно падающих лучей. Это позволит увеличить мощность системы на 20—30 % [4].

Рисунок 1. Структура предлагаемой системы

В течение светлого времени суток, от восхода до заката солнца, монокристаллические солнечные панели собирают солнечную энергию, которая направляется в конвектор и накапливается, уже виде электрической энергии в аккумуляторных батареях. При наступлении сумерек, контроллер, которым оборудована система, автоматически включает лампу. При полной зарядке аккумуляторных батарей, лампа работает в полноценном режиме освещения не менее 10 часов. С наступлением рассвета, контроллер отключает лампу и запускает панель в режиме накопления и подзарядки. Требуемое время для полной зарядки аккумуляторных батарей, отличается в зависимости от погодных условий. В ясный, солнечный день для этого требуется 4—6 часов, в пасмурный день, 8—10 часов. Первые числа 4 и 8 часов — это для теплого времени года, 6—10 часов — для зимних месяцев, когда активность солнца ниже.

Вывод. Разработка описанной выше системы наружного освещения для учебных корпусов Кумертауского филиала ОГУ в ближайшем будущем позволит снизить затраты на оплату электроэнергии [3].

Список литературы:

1.Альтернативные виды энергии. [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://greentok.ru/ (дата обращения 10. 05. 2013).

2.Альтернативная энергетика. [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL:http://ru.wikipedia.org/wiki (дата обращения 14. 05. 2013).

3.Министерство экономического развития Российской Федерации // Основные направления деятельности Правительства Российской Федерации. [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://www.economy.gov.ru/minec/activity/sections/strategicPlanning/goverment/ (дата обращения 11. 05. 2013).

4.Саблин В.В., Бушуев А.Н Солнечная энергетика. — 2006. [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://www.bestreferat.ru/referat-169851.html(дата обращения 11. 05. 2013).

5.Сравнение ламп ДРЛ, ДНат и ламп на светодиодах (СД). [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://www.evis-energy.ru/powersafe-technology/diod/19-sravnenie-lamp-drl-dnat-i-lamp-na-svetodiodaxsd.html (дата обращения 10. 05. 2013).

6.Фотоэлектрические модули: Использование энергии солнца. [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://www.multiwood.ru/doc/solar_modules.htm (дата обращения 08.05. 2013).