Солнечные батарей для школ
На сегодняшний день существуют проблемы энергосбережения, поскольку электроэнергия дорожает из-за исчерпывающихся ресурсов планеты, что говорит об актуальности данной проблемы. Одно из направлений нетрадиционной или альтернативной энергетики является солнечная, основанная на непосредственном использовании солнечного излучения для преобразования энергии в различных видах [1]. Так, гипотеза исследования выражается в том, что школа может обеспечивать себя электроэнергией за счет солнечных батарей [2]. Объектом исследования является расчет необходимой электроэнергии, получаемой от солнечных батарей, предметом – необходимое количество солнечных батарей, которое можно установить на крыше здания.
Целью данной работы является расчет электроэнергии, которую сможет обеспечить возможное количество солнечных батарей для данного здания и выявление особенностей использования солнечных батарей в данной школе: от их количества до местоположения.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
– изучить необходимую литературу о солнечном излучении;
– выяснить особенности для нашего города и района: облачность, угол падения солнечных лучей и др.
– проанализировать особенности площади школы для солнечных батарей [3];
– рассчитать энергию, поглощаемую солнечными батареями;
– произвести расчет стоимости потребляемой электроэнергии и выгоды при использовании солнечных батарей.
В работе использованы следующие методы:
– теоретические: анализ литературы, синтез различных точек зрения, моделирование процесса воздействия талой воды на рост растений, сравнение солнечной и требуемой энергий, математическое (статистическое) прогнозирование экономии на оплате за электроэнергию.
– эмпирические: наблюдение за погодными условиями, оценка известных параметров для проекта, эксперимент по получению энергии от солнечного излучения, измерение полученной энергии и интерпретация полученных результатов.
Подтверждая гипотезу произведем расчеты для МОУ «СОШ №5» г. Вологды. Солнечные панели будут устанавливаться только для питания освещения школы. Для этого посмотрим техническую характеристику солнечной монокристаллической панели FSM-30М:
– напряжение холостого хода: 22,3 В;
– напряжение при работе на нагрузку: 18 В;
– ток при работе на нагрузку: 1,66 А;
– размеры: 450х550х30 мм;
– рабочий диапазон температур: от –40°С до +85°С;
Площадь школы равна – 962 м2. Потребляемая энергия равна 4,63 Вт на 1 м2. То есть, 4454,06 Вт на территорию всей школы. Таким образом, школе понадобится около 148 батарей.
Для полной замены энергопотребления, через солнечных батареи, потребуется 148 модулей. Из расчета и имеющейся площади крыши – школа может разместить 50 модулей. Это позволит обеспечить частичное энергопотребление. Следует учесть, что занятия в школе идут в основном в первую половину дня, наиболее солнечную, что не требует большого количества солнечных батарей.
Солнце – неисчерпаемый источник энергии. Солнечные батареи могут размещаться на любой доступной поверхности школы. Также, данный вид энергии является полностью экологически чистым. Однако, его необходимо сочетать с другими видами альтернативной энергетики.
Так, на оснащение школы батареями FSM–30М уйдет около 414400 рублей. В среднем 1 Вт стоит приблизительно 4 рубля, а за 25 лет (срок службы батарей) школа потратила бы 445406 рублей. Это если не считать, что цены на электроэнергию растут каждый год. Таким образом, выгода школы будет более 300000 руб.
Источник
О нашем проекте
В последние годы во всем мире происходит своего рода тихая революция в области солнечной энергетики: во многих регионах мира производство электроэнергии за счет солнечной энергии стало дешевле, чем производство электроэнергии из традиционных источников. Это привело к тому, что за последние 10 лет во всем мире было построено больше новых электростанций, работающих на солнечной энергии, чем электростанций, работающих на нефти или газе или на других источниках энергии. В России также существует множество экономических применений солнечной энергии; например, выработка солнечной энергии стала значительно дешевле, чем выработка электроэнергии с помощью дизельных генераторов, которые до сих пор широко используются в России. Солнечная энергия особенно важна для регионов с изолированными электросетями и для регионов со слабо развитой сетью и низким качеством сетевой инфраструктуры. Такие места можно найти не только в технологически обособленных районах Сибири и Дальнего Востока, но и в областях, снабжаемых центральной электросетью России. К сожалению, проблемы с электричеством испытывают не только жители Крайнего Севера. Солнечная энергия рассматривается как хорошее решение и все чаще обсуждается ее конкурентоспособность с традиционными технологиями производства электроэнергии.
Но далеко не все представители молодого поколения имеют представление о том, что такое солнечная энергия на самом деле.
Проект «Солнечные школы» дает учащимся уникальную возможность стать двигателем прогресса, внести свой вклад в современные технологии и охрану природы, а также стать частью глобального движения за чистое будущее, зеленую энергетику и устойчивое развитие. Обучаясь в школах, участвующих в проекте «Солнечные школы», учащиеся и учителя становятся неотъемлемой частью современной мировой истории и будущего нашей планеты. В рамках проекта «Солнечные Школы» на крышах школ устанавливаются фотоэлектрические модули для производства электроэнергии, солнечная энергия накапливается с помощью современных аккумуляторных систем и предоставляется для различных применений в школе (освещение, зарядка смартфонов и т.д.). Солнце — неиссякаемый источник энергии. Лишь небольшой процент площади поверхности Земли будет достаточным, чтобы покрыть фотоэлектричеством всю мировую потребность в электроэнергии — без какого-либо негативного воздействия на окружающую среду и прежде всего доступным везде — от Южного полюса до острова Шмидт!
Целью проекта является ознакомление школьников, учителей и родителей с концепцией использования возобновляемых источников энергии на примере фотовольтаики. Легко и доступно показать молодому поколению, как современные технологии могут надежно вырабатывать энергию и тем самым решать экологические проблемы. Школы с такими концепциями устойчивого развития и положительным воздействием на окружающую среду сочетают в себе характеристики школ будущего, где учащиеся лично участвуют в разработке учебных программ и процессов.
Проект «Солнечные Школы» предусматривает наглядную демонстрацию производства и последующего использования солнечной энергии. Для этого на крыше каждой школы будут установлены солнечные батареи мощностью до 1 кВт, состоящие из 2-4 солнечных модулей. Аккумуляторы размещаются в школе и подключаются к солнечным батареям для накопления электричества от солнца. Розетки устанавливаются для использования энергии. Также установлены солнечный инвертор, контроллер заряда батареи и система мониторинга. С принципом работы всей системы, фотоэлектрических модулей и системой солнечной энергии в целом учащиеся знакомятся на уроках физики. В небольших группах школьники могут сами собирать различные миниатюрные модели солнечных электростанций. На уроках немецкого языка демонстрируются различные образовательные фильмы о солнечной энергии и ее пользе для общества.
Проект «Солнечные Школы» молодой. Идея оснащения крыши школы солнечной системой пришла к управляющему директору некоммерческой немецкой компании ideas into energy во время посещения Форума по возобновляемым источникам энергии в Москве летом 2019 года. Одновременно к проекту присоединились Гёте-Институт, первая пилотная школа-участница инициативы PASCH, школа 1502 в Москве, немецкая компания SOLAR23 и другие партнеры из Германии, Швейцарии и России. Уже в сентябре 2019 года солнечные модули и другие компоненты были погружены на грузовик в Германии и перевезены в школу 1502 в Москве. 2 октября 2019 года новая солнечная система была полностью установлена на крыше школы, торжественно открыта и с тех пор производит электроэнергию, которой может пользоваться каждый ученик в любое время.
После успеха пилотного проекта в Москве концепт проекта был представлен еще в шести регионах России, а идея проекта переросла в продолжительное сотрудничество между некоммерческой организацией ideas into energy и инициативой «Школы — партнеры будущего» (PASCH) Гёте-Института в Москве при финансовой поддержке Федерального министерства иностранных дел Федеративной Республики Германия. Проект поддерживается компаниями eclareon и Solar23 из Германии, а также двумя ассоциациями солнечной энергетики — Немецкой Ассоциацией Солнечной Промышленности из Германии и российским отделением ЕВРОСОЛАР из Москвы. Монтаж солнечных систем в регионах осуществлялся различными региональными партнерами, специализирующимися на проектировании и установке солнечных энергетических систем.
На сегодняшний день проект «Солнечные Школы» уже охватил семь регионов и городов России: это города Москва и Санкт-Петербург, Краснодарский край (г. Краснодар), Республика Башкортостан (г. Уфа), Калининградская область (г. Калининград), Ульяновская область (г. Ульяновск) и Самарская область (г. Самара). Семь школ получили бесплатно установленную солнечную систему, а также получают на безвозмездной основе учебные материалы по тематике солнечной энергетики для школьных уроков. Преподаватели физики и немецкого языка, кроме того, проходят дополнительное обучение в Москве у специалистов по солнечной энергии, чтобы наилучшим образом интегрировать установленную солнечную систему в школьные уроки и обучать школьников по всем важным вопросам использования солнечной энергии.
Источник
На крыше московской школы установили солнечные панели
В начале октября на крыше московской школы №1502 при МЭИ в корпусе «Гамма» (по адресу 2-я улица Бухвостова, 6) состоялось открытие двух фотоэлектрических систем.
Школа №1502 является участницей инициативы «Школы — партнеры будущего» (ПАШ), которая объединяет около 2000 школ во всем мире, уделяющих особое внимание связям с Германией. Гете-Институт в Москве курирует 15 школ этой инициативы.
Школа № 1502 стала первой участницей проекта «Солнечная школа», в рамках которого в российских учебных заведениях будут появляться фотоэлектрические энергетические установки. Организаторы проекта планируют привлечь внимание к реализации концепции устойчивого развития в России.
Кроме того, с помощью участия в проекте школьники могут познакомиться с возобновляемыми источниками энергиями. Солнечные системы батареи — автономная установка от Solar 23 и городской концепт «зеленой» крыши от ZinCo — обладают небольшими мощностями, но этого достаточно для зарядки гаджетов, чем школьники пользуются.
Преподаватели технических и естественнонаучных предметов (математика, информатика, естественные и технические науки) смогут применять у себя на уроках работающие на солнечной энергии устройства, а также в сотрудничестве с учителями немецкого изучать с учениками технологию и концепции устойчивого развития при помощи методики CLIL (предметно-языкового интегрированного обучения).
Консультант eclarion Татьяна Андреева рассказала, что компания сейчас ведет активные переговоры с администрацией и местным бизнесом Калининграда и Краснодара. По ее словам, уровень инсоляции в этих городах значительно выше, чем в Москве, именно там есть большой потенциал для развития рынка возобновляемой энергии в России. В рамках проекта «Солнечная школа» компания eclareon помогла установить контакты с предприятиями из Германии и Швейцарии, работающими в сфере солнечной энергетики, которые безвозмездно передали установки школам.
«Конечно, в Москве не так много солнечных дней, как в других городах, например, Краснодаре или Сочи. Но мы поняли, что очень важно продемонстрировать работу такой системы именно в столице, где находятся люди, обладающие большим политическим влиянием», — заявил менеджер компании Solar23 Аян Коскун.
На глобальный вопрос о будущем нашей планеты в контексте изменяющегося климата Аян сказал: «Молодые люди выходят на уличные демонстрации, они думают о своем будущем, это их право. Они правильно делают, указывая нашему поколению, что мы идем не туда. Мы используем атомную энергию, нам надо пересмотреть это. И это то, что мы делаем здесь. Вероятно, не слишком много молодых людей в России думают об энергетической проблеме. Этот проект – шаг к тому, чтобы о ней задуматься».
«Солнечная школа» — пока единственный подобный проект в России. Его распространение проекта на другие школы в России и Центральной Азии запланировано на 2020 год.
«Солнечная школа» — проект трехстороннего сотрудничества (Россия, Германия и Швейцария) — осуществляется в рамках сотрудничества между некоммерческой организацией Ideas into Energy gGmbH и инициативой «Школы — партнеры будущего» (PASCH) Федерального министерства иностранных дел Германии и Гёте-Институтом в Москве при поддержке компаний из Швейцарии и Германии (Solar23 GmbH, ZinCo AG, eclareon GmbH) и объединения Solarspar, а также под патронажем Посольства Германии в Москве и Посольства Швейцарии в Москве.
Источник