Использование солнечной энергии для обеспечения водоснабжения сельскохозяйственных районов Западной Африки

• Автор: Ибрахим Тогола
• Шифр специальности: 05.14.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 147 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ПРОБЛЕМА ВОДОСНАБЖЕНИЯ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАЙОНОВ ЗАПАДНОЙ АФРИКИ И ПУТИ Е РЕШЕНИЯ

1.1. Потребности в воде в сельскохозяйственных районах

1.2. Источники поступления воды в сельскохозяйственных районах.

1.3. Способы получения электроэнергии для подъма воды.

1.3.1. Традиционные источники энергии

1.3.2. Возобновляемые источники энергии

1.3.2.1. Энергия биомассы

1.3.2.2. Ветровая энергия

1.3.2.3. Солнечная энергия.
ГЛАВА И. СОЛНЕЧНЫЕ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ И ОПЫТ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ ВОДОСНАБЖЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАЙОНОВ ЗАПАДНОЙ АФРИКИ.
2.1. Основные свойства солнечного излучения и области его применения
2.2. Технология работы фотоэлектрических преобразователей солнечной
ф энергии.
2.3. Современное состояние использования солнечных
фотоэлектрических установок.
2.4. Опыт применения солнечных фотоэлектрических установок для
водоснабжения в сельских районах Западной Африки.
2.4.1. Опыт Мали
2.4.2. Опыт Ганы
2.4.3. Опыт Буркина Фасо
2.4.4. Опыт Сенегала.
2.4.5. Опыт региональных программ
2.5. Цель и задачи исследования
ГЛАВА III. ФОРМИРОВАНИЕ ИСХОДНОЙ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ ВЫБОРА СОЛНЕЧНОЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ.
3.1. Методика поступления солнечной радиации
3.1.1. Методика расчта поступления солнечной радиации на горизонтальную, наклонную и следящую поверхности.
3.1.2. Пример расчта поступления солнечной радиации по
методике.
3.2. Обоснование структуры водопотребления
3.2.1. Расчт водопотребления
3.2.2. Выбор системы водоснабжения
3.3. Структурные схемы автономной системы солнечная
фотоэлектрическая установка электродвигатель насос.
3.3.1. Исследование и выбор структурной схемы.
3.3.2. Выбор инвертора и электронасоса для системы водоснабжения.
ГЛАВА IV. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И
ВЗАИМОСВЯЗЬ ЭЛЕМЕНТОВ В СОЛНЕЧНЫХ ВОДОПОДЪЕМНЫХ УСТАНОВКАХ
4.1. Солнечная водоподъмная система
4.2. Математическая модель фотоэлектрического модуля солнечной фотоэлектрической установки.
4.3. Математическая модель исполнительного электродвигателя
4.4. Совместная работа системы солнечная фотоэлектрическая устаиовкааккумуляторная батарея двигатель постоянного тока
4.5. Анализ характеристик насоса и регулирование режима его работы
4.6. Совместная работа системы солнечная фотоэлектрическая установка двигатель насосаккумулятор
ГЛАВА V. МЕТОДИКА СРАВНИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА И ВЫБОРА СФЭУ ДЛЯ ВОДОСНАБЖЕНИЯ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАЙОНОВ ЗАПАДНОЙ АФРИКИ.
I 5.1. Анализ конструктивных схем конкурирующих солнечных батарей
5.1.1. Солнечная электроустановка без концентраторов
5.1.2. Солнечная электроустановка с концентратором
5.2. Расчт площади солнечной батареи разных конструкций.
5.2.1. Методика расчта площади солнечной батареи
5.2.2. Исходные данные и результаты расчтов.
5.3. Методика расчта стоимости СБ разных конструкций.
5.4. Выбор лучших вариантов солнечных фотоэлектрических установок для водоснабжения сельскохозяйственных районов Западной
Африки.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В году был создан с поддержкой Германии и Франции i i i Региональный Центр Развития Солнечной Энергии для западноафриканских стран. Впервые в году на собрании был принят план , в котором была отмечена необходимость регионального внедрения и распространения ВИЭ в странах Западной Африки особенно для водоснабжения населения в сельскохозяйственных районах Западной Африки. ВИЭ для водоснабжения и других энергетических нужд в Западной Африке. Из всех технологий ВИЭ солнечные фотоэлектрические установки, особенно для энергопитания систем водоснабжения, являются самыми распространнными во многих странах Западной Африки. Сегодня технология солнечных фотоэлектрических энергоустановок достаточно развита и наджна. Стоимость солнечных фотоэлектрических энергоустановок продолжает снижаться, а КПД увеличиваться. Мировые исследования в этой области позволили ввести в производство новые солнечные фотоэлектрические энергоустановки со следящими системами, конструкциями с концентраторами и солнечными элементами с высоким КПД около . Сейчас выпускаются и предлагаются на рынке солнечные фотоэлектрические установки различных конструкций. Это делает более перспективным применение этих установок для водоснабжения сельскохозяйственной местности западноафриканских стран. Однако в странах Западной Африки до сих пор предлагаются однотипные дорогостоящие конструкции солнечных фотоэлектрических установок для водоподъмных систем. Поэтому для внедрения систем водоснабжения в сельскохозяйственной местности на основе солнечных фотоэлектрических энергоустановок необходимо выбирать наиболее лучшие конструктивные решения, которые учитывают условия этих стран. Анализ различных конструкций солнечных фотоэлектрических установок для энергопитания систем водоснабжения в сельскохозяйственных районах Западной Африки, и выбор наилучшего варианта конструкции является весьма актуальной проблемой. Нель диссертации состояла в разработке методики выбора схем и параметров солнечных фотоэлектрических водоподъмных систем для сельскохозяйственных районов Западной Африки. Основные задачи исследования. Определены районы, в которых целесообразно применять системы солнечного водоподъма, на основе классификации источников и потенциала подземных вод в республике Мали. Обоснована целесообразность использования СФЭУ с одноосной системой слежения по результатам расчта поступления солнечной энергии на произвольно ориентированные поверхности применительно к условиям Мали и другим странам Западной Африки. Выбрана наиболее рациональная схема системы водоснабжения на базе СФЭУ. Сформированы принципы и осуществлен выбор элементов системы водоснабжения на основе проведенного анализа имеющихся систем солнечного водоподъма. Разработана и реализована методика расчта и выбора лучших вариантов СФЭУ для водоснабжения сельскохозяйственных районов Западной Африки. Практическая ценность. Западной Африки. Результаты анализа возможных путей решения проблемы водоснабжения сельскохозяйственных районов Западной Африки. Классификация территории Мали с точки зрения глубины залегания подземных вод и общего потенциала водных ресурсов, обоснование выбора целесообразных мест размещения водоподъмных установок па основе СФЭУ. Результаты анализа современного состояния использования солнечных фотоэлектрических энергоустановок на основе опыта западноафриканских стран по применению таких установок для водоподъма. Обоснование целесообразности выбора СФЭУ с одноосной системой слежения по результатам анализа поступления солнечной энергии на произвольно ориентированные поверхности. Методика выбора структурной схемы системы водоснабжения для фермерских хозяйств Западной Африки. Принципы выбора элементов солнечных систем водоснабжения с учетом взаимосвязей между ними при использовании солнечного излучения в качестве первичного источника энергии. Методика выбора лучших вариантов солнечных фотоэлектрических установок для систем водоснабжения в соответствии с социальноэкономическим состоянием сельскохозяйственных районов Западной Африки. Апробация работы.