Как расчитать количество солнечной энергии в регионе — солнечная инсоляция

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.

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.

Обновление! База НАСА переехала на новый ресурс https://power.larc.nasa.gov/.

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.

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%.

Сводные таблицы и графики солнечной инсоляции в отдельных регионах России

Таблицы солнечной энергии и инсоляции в регионах России

11 Дек 2018Солнечные батареи10

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:

• в Центральной Европе, Средней Азии и Канаде — приблизительно 1000 кВт×ч/м2;
• в Средиземноморье — приблизительно 1700 кВт×ч/м2;
• в большинстве пустынных регионов Африки, Ближнего Востока и Австралии — приблизительно 2200 кВт×ч/м2.

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

Астрахань, широта 46.4	янв	февр	март	апр	май	июнь	июль	авг	сент	окт	нояб	дек	год
Горизонтальная панель	32,4	52,9	95,5	145,5	189,4	209,9	189,7	174,7	127. 8	81.7	45.0	26.6	1371.1
Вертикальная панель	62.1	75.9	99.5	103.0	97.1	92.0	91.8	112.1	123.2	116.5	86.4	52.7	1112.2
Наклон панели 35.0°	56.1	77.9	122.5	161,6	187.8	197.7	184.5	189.9	164.6	124.7	80.2	46.9	1593.6
Вращение вокруг полярной оси	69.4	96.0	157.1	218.3	268. 0	293.3	269.1	276,1	229	164,4	102,3	57,3	2200,2
Владивосток, широта 43.1	янв	февр	март	апр	май	июнь	июль	авг	сент	окт	нояб	дек	год
Горизонтальная панель	72.7	93.2	130.0	135,1	143.9	129.2	124.3	124.8	119.1	94.3	64.6	57.8	1289.5
Вертикальная панель	177.0	166. 0	139.2	90.2	74. 9	64.4	66.9	79.0	105.2	126.8	127.7	147.1	1364.2
Наклон панели — 50.0°	169.0	171.8	173.0	138.1	121.1	109.6	109.1	121.7	144.1	147.5	130.3	139.5	1681.3
Вращение вокруг полярной оси	194.9	211.1	227.0	189.3	178.9	150.6	142.8	164.3	194.2	184.0	151.9	157.6	2146. 7
Москва,широта 55.7	янв	февр	март	апр	май	июнь	июль	авг	сент	окт	нояб	дек	год
Горизонтальная панель	16.4	34.6	79.4	111.2	161.4	166.7	166.3	130.1	82.9	41.4	18.6	11.7	1020.7
Вертикальная панель	21.3	57.9	104.9	93.5	108.2	100.8	108.8	103.6	86.5	58. 1	38.7	25.8	908.3
Наклон панели — 40.0°	20.6	53.0	108.4	127.6	166.3	163.0	167.7	145.0	104.6	60.7	34.8	22.0	1173.7
Вращение вокруг полярной оси	21.7	62.3	132.9	161.4	228.0	227.8	224.8	189.2	126.5	71.6	42.2	26.0	1514.3
Петрозаводск,широта 61	янв	февр	март	апр	май	июнь	июль	авг	сент	окт	нояб	дек	год
Горизонтальная панель	7. 1	19,9	66,7	101,1	141.0	167,1	157.7	109,6	56,5	23.0	8.2	2.4	860.0
Вертикальная панель	20.0	41.3	120.2	107.1	102,7	112.0	113,6	98,1	67,6	36	14.4	2.8	835,6
Наклон панели — 45.0°	16,8	36.9	116.4	127.7	148.1	166.3	163.7	128.6	77.3	36.7	13.5	2.8	1034,6
Вращение вокруг полярной оси	19. 9	44.6	159.1	177.5	215.2	258.0	252.1	179.7	96.4	42.7	15.0	2.9	1463
Петропавловск-Камчатский,широта 53.3	янв	февр	март	апр	май	июнь	июль	авг	сент	окт	нояб	дек	год
Горизонтальная панель	30.2	49.6	94.3	127.3	152.9	155.8	144.9	131.1	91.0	64.4	33.6	23.3	1098.4
Вертикальная панель	77. 7	99.7	133.3	116.1	96.5	90.3	91.3	99.5	97.1	111.5	86.8	78.5	1178.3
Наклон панели » 50.0°	70.6	95.9	142.3	148.1	147.4	142.5	137.6	140.9	120.2	118.0	81.6	69.8	1414.9
Вращение вокруг полярной оси	80.2	114.5	181. 5	200.8	202.7	202.5	189.3	193.0	156.0	147.0	95.9	80.2	1843. 6
Сочи, широта 43.6	янв	февр	март	апр	май	июнь	июль	авг	сент	окт	нояб	дек	год
Горизонтальная панель	37.0	55.2	84.0	116.6	167.1	199.0	206.8	185.0	130.1	95.4	54.2	34.7	1365.1
Вертикальная панель	65.8	76.5	78.1	80.0	86.9	86.2	95.7	113.6	119.0	130. 0	97.6	67.6	1099.9
Наклон панели — 35.0°	62.0	80.2	103.5	125.0	163.0	184.9	198.1	197.0	161.6	141.7	92.8	61.7	1571.4
Вращение вокруг полярной оси	76.0	99.1	129.9	160.1	222.1	269.3	289.0	284.0	222.0	185.8	117.2	75.6	2129.9
Южно-Сахалинск,широта 47	янв	февр	март	апр	май	июнь	июль	авг	сент	окт	нояб	дек	год
Горизонтальная панель	50. 9	77.1	128.8	138.6	162.8	157.5	146.7	128.5	105.9	79.4	49.7	41.7	1267.5
Вертикальная панель	113.2	137.8	1.32.2	103.4	90.3	81.9	82.9	87.3	99.5	111.4	97.9	97.7	1265.5
Наклон панели 45.0°	102.2	132.7	175.4	149.1	153.7	142.2	136.6	131.5	130.4	124.2	94.8	87.2	1560. 2
Вращение вокруг полярной оси	118.5	160.6	219.3	191.8	206.6	193.4	176.3	167.5	167.7	153.8	111.7	99.9	1966.9

Дневная сумма солнечной радиации, кВт*ч/м2 горизонтальная площадка

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

Оптимальный наклон площадки

Карты солнечной инсоляции США | Ветер и солнце Северной Аризоны

Toggle Nav

Поиск

Поиск

Карты солнечной инсоляции от Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL)

При проектировании системы вы почти всегда используете наихудший случай, или декабрь-январь карта. «Плоский коллектор» — это просто солнечная панель.

Полный набор карт (всех 300 или около того) доступен на веб-сайте NREL:

• Карты, солнечное излучение —  Это карты в NREL.

Некоторые определения:

киловатт-часов на квадратный метр: Земля на уровне моря получает около 1000 Вт на квадратный метр. Если на карте указано 9 кВтч/м2, то вы получаете около 9полные часы солнечного света на панели. Современные солнечные панели имеют КПД около 15%, что составляет примерно 150 Вт на квадратный метр или 15 Вт на квадратный фут.
Наклонено на юг на широте: Панель обращена точно на юг и наклонена под тем же углом, что и широта. Если вы посмотрите на дорожную карту и увидите, что широта составляет 23 градуса, то панель будет наклонена на 23 градуса.

На этой первой карте показано среднегодовое значение за

киловатт-часов на квадратный метр за средний годовой день.

Перевод: В полдень в ясный день каждый квадратный метр получает 1000 Вт солнечной энергии. Если вы посмотрите на большие желтые области, вы увидите, что в среднем в день он потребляет около 6000 Вт. Таким образом, несмотря на то, что средний день составляет ровно 12 часов, мощность, которую вы фактически получаете от своих панелей, равна примерно 5-6 часам полного солнечного света в день. Поскольку типичная современная солнечная панель имеет КПД около 12%, вы получите около 700 Вт на квадратный метр панели. Итак, если на карте указано, что вы живете в районе «шестерки», вы можете рассчитывать на солнечную энергию, равную 6 часам в день в течение всего года.

На этой карте показано среднегодовое значение для среднего июньского дня (в лучшем случае).

Большая часть страны теперь окрашена в желтый цвет, что свидетельствует о том, что в течение лета для большей части страны доступна хорошая солнечная энергия.

На этой карте показано среднегодовое значение для среднего декабрьского (наихудшего) дня.

Как видите, зимой совсем другая история. Большая часть страны в настоящее время получает в среднем 4 часа или меньше полных солнечных часов в день.

На этой карте показано среднегодовое значение для среднего январского (наихудшего) дня, но с монтировкой

для слежения за Солнцем .

Сравните это с предыдущей картой, и вы увидите, какую разницу может иметь система отслеживания маунта. Показанный пример относится к 2-осевому трекеру, такому как WattSun. Трекер с одной осью, такой как Zomeworks, будет немного меньше, но все же значительно больше, чем фиксированный массив. Самая большая проблема с гусеничными маунтами в том, что они дают наибольший прирост летом, тогда как наибольшая потребность в мощности приходится на зиму. Если у вас много энергии летом, но не хватает зимой, лучшим вариантом может быть использование трекера максимальной мощности (контроллер заряда MPPT). Крепления для отслеживания имели гораздо больше смысла, когда солнечные панели продавались в диапазоне от 10 долларов за ватт, но с текущими ценами в диапазоне от 4,50 до 5,50 долларов за ватт экономические преимущества отслеживания меньше.

Поделиться:

Опубликовано в Общая информация о солнечной энергии

Категории

Последние сообщения

А вот и солнце — сравнение уровней солнечной инсоляции в Великобритании | by Abundance

Более 600 000 человек установили солнечные панели на крыше своего дома, а общая установленная мощность по всей Великобритании составляет более 5 ГВт. В настоящее время хорошо известно, что солнечным панелям не нужны прямые солнечные лучи для эффективной работы. Мы можем больше осознавать солнечный свет, когда он ослепительный и теплый, но для солнечных батарей важно количество света, доступного для преобразования в электричество.

Хотя в Великобритании есть места, которые являются «горячими точками» для солнечной энергетики, в целом страна имеет относительно высокий уровень солнечных и ветровых ресурсов по сравнению с другими странами Западной Европы.

Компания Abundance помогла финансировать солнечные проекты по всей Великобритании, от Южного побережья до нашего последнего проекта на юго-востоке Шотландии. Каждый проект имеет свои достоинства, и вам следует внимательно прочитать предложение по каждому из них, но стоит подумать о том, как Oakapple Berwickshire может предложить 7,5% IRR, когда популярные предварительные представления о погоде в Шотландии в целом неверны. далеко не «солнечно».

Для наглядности мы сравнили средние уровни инсоляции в Окэппл Берикшир с аналогичным проектом солнечной энергии на крыше, Sunshare Community Nottingham, который привлек 896 000 фунтов стерлингов в 2013 году, предлагая внутреннюю норму доходности 6,65%. Мы также включили BNRG Gorse, проект наземной солнечной энергетики в графстве Кент, который привлек 730 000 фунтов стерлингов и предлагает 7,35% внутренней нормы доходности.

Солнечная инсоляция — это общее количество солнечного излучения на данную поверхность в течение заданного периода времени. В двух таблицах ниже показаны среднемесячные значения солнечной инсоляции для Ноттингема, Эдинбурга и Джиллингема (рядом с BNRG Gorse).

Средние показатели солнечной инсоляции, измеренные в кВтч/м2/день на горизонтальной поверхности, обращенной прямо на юг. Данные с сайта Effectiveenergysaving.co.uk

Как видите, Эдинбург никогда не отстает от Ноттингема, и на самом деле здесь более высокий уровень инсоляции в мае и июне. Между тем у Джиллингема лучшие цифры, хотя они, возможно, не так далеки от Эдинбурга, как можно было бы предположить.

Точно так же на этой карте, подготовленной Метеорологическим бюро, показаны средние значения дневной радиации для Великобритании.

Берикшир, который находится сразу за шотландской границей, имеет очень похожие уровни радиации с Ноттингемом — почти в самом центре Англии.

Кроме того, шотландцы поняли этот факт и устанавливают солнечную энергию почти так же быстро, как и другие возобновляемые технологии. На этой карте от Ofgem показана активность Feed in Tariff в Великобритании.