Разработка рекомендаций по использованию солнечных батарей в условиях Республики Марий Эл

1. Образец презентации к защите проекта 1

2. Разработка рекомендаций по использованию солнечных батарей в условиях Республики Марий Эл

Кузьминых Кирилл, Ростовцев
Данила, ученики 10А класса ГБОУ
РМЭ «МЛИ»
Научные руководители:
учитель физики Токарева Н.С., ГБОУ РМЭ «МЛИ», п. Руэм,
к.т.н., доцент Сушенцов Н.И., ФГБОУ ВПО «ПГТУ»

3. Актуальность

Метеорологические условия местности в большой
степени
влияют на эффективность работы
приборов и устройств на солнечной энергии, что
требует исследования ресурсов этой энергии на
территории Республики Марий Эл

4.

Объект работы: электростанции, использующие альтернативные
источники энергии.
Предмет: использование солнечных батарей в Республике Марий
Эл.
Цель: разработать рекомендации по использованию солнечных
батарей в условиях Республики Марий Эл.

5. Задачи исследования

разработать устройство, использующее
солнечные батареи в качестве датчика
освещенности, для исследования ресурсов
солнечной энергии на территории Республики
Марий Эл;
выявить суточное изменение освещенности в
Республике Марий Эл;
выявить эффективность преобразования
солнечной энергии в Республике Марий Эл;
разработать рекомендации по оптимальному
применению солнечных батарей в условиях
Республики Марий Эл;
разработать устройство, использующее
солнечные батареи для обеспечения автономной
энергонезависимой подсветки на территории
Республики Марий Эл.

6. Принцип работы солнечного элемента

Солнечные элементы (СЭ) изготавливаются из материалов, которые напрямую
преобразуют солнечный свет в электричество. Большая часть из коммерчески
выпускаемых в настоящее время СЭ изготавливается из кремния.

7. Ардуино

Arduino —
аппаратная вычислительная платформа,
основными
компонентами которой
являются простая
плата ввода-вывода и
среда разработки на
языке Processing/Wiring

8. Схема устройства, использующего солнечные батареи в качестве датчика освещённости

9. Конструкция устройства, использующего солнечные батареи в качестве датчика освещённости

10. Люксметр, используемый для юстировки устройства на солнечной батарее

Люксметр LXP-1
Основные технические характеристики:
Диапазон измерений освещённости, лк: от 1 до 400000;
Предел допускаемой суммарной относительной погрешности, %: ±8,0;
Погрешность нелинейности функции отклика, %, не более:
±3;
Косинусная погрешность в диапазоне от 0 до 85° , %, не более: ±4

11. Суточная зависимость освещённости в Республике Марий Эл в пасмурный день

21:58:49
22:43:49
23:28:49
0:13:49
0:58:49
1:43:49
2:28:49
3:13:49
3:58:49
4:43:49
5:28:49
6:13:49
6:58:49
7:43:49
8:28:49
9:13:49
9:58:49
10:43:49
11:28:49
12:13:49
12:58:49
13:43:49
14:28:49
15:13:49
15:58:49
16:43:49
17:28:49
18:13:49
18:58:49
19:43:49
20:28:50
21:13:50
21:58:50
22:43:50
освещенность, лк
Суточная зависимость освещённости в
Республике Марий Эл в пасмурный
день
суточные показания времени, чч:мм:сс

12. Суточная зависимость освещённости в Республике Марий Эл в солнечный день

суточные показания времени, чч.мм.сс
16:40:17
16:25:17
16:10:17
15:55:17
15:40:16
15:25:16
15:10:16
14:55:16
14:40:16
14:25:16
14:10:16
13:55:16
13:40:16
13:25:16
13:10:16
12:55:16
12:40:16
12:25:16
12:10:16
11:55:16
11:40:16
11:25:16
11:10:16
10:55:16
10:40:16
10:25:16
10:10:16
9:55:16
9:40:16
9:25:16
9:10:16
8:55:16
8:40:16
освещенность, лк
Суточная зависимость освещённости в
Республике Марий Эл в солнечный день
700
600
500
400
300
200
100
0

13. Зависимость напряжения на солнечной батарее от её освещённости

Напряжение, В
Зависимость напряжения на
солнечной батарее от её
освещённости
Освещённость, кЛк

14. Зависимость силы тока на солнечной батарее от её освещённости

Сила тока, А
Зависимость силы тока на
солнечной батарее от её
освещённости
Освещённость, кЛк

15. Зависимость освещенности от угла наклона фотоэлемента

450
освещенность, лк
400
350
300
250
200
150
100
50
0
0
10
20
30
40
угол наклона, град
50
60
70
80
90

16. Рекомендации

Следует располагать солнечную батарею под
углом в 20-30 градусов к горизонту;
Следует использовать аккумуляторы типа АА,
которые требуют длительной зарядки (5-7 часов) и
отличаются большей емкостью;
Использование солнечных батарей экономит
расходы на электроэнергию;
Стоит помнить, что фотоэлементы вырабатывают
энергию не только в солнечные дни, но и в
пасмурные.

17. Выводы

Разработано и собрано устройство, использующее солнечную батарею, в
качестве датчика освещённости;
Выявлено, что в январе с 7 ч. 30 мин. утра до 17 ч. 30 мин. вечера в
Республике Марий Эл (п. Руэм) самое интенсивное освещение, пик
которого приходится на 12 ч. – 12 ч. 30 мин. (около 600 лк.), а в остальное
время освещённость не превышает 15 лк;
По результатам исследований, в условиях
Республики Марий Эл
солнечный элемент площадью в 1000 см2 может полностью зарядить
аккумулятор ёмкостью более 5 А ч, что достаточно для зарядки
мобильного телефона. Для зарядки ноутбука нужно пять таких батарей.
Наиболее эффективный угол наклона солнечного коллектора в дневные
часы составляет от 20 до 30 градусов относительно нормали к горизонту.
Разработаны рекомендации по применению солнечных батарей в условиях
Республики Марий Эл.

18. Практическое использование

Результаты исследований
могут быть применены в
отрасли энергетики
Республики Марий Эл и для
информирования населения.
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!