Проектирование системы светодиодного освещения с использованием фотоэлектрических элементов на солнечных батареях для предлагаемого бизнес-комплекса

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 13289 (2022) Цитировать эту статью

2681 Доступов

7 Альтметрика

Подробности о метриках

В документе излагаются концепции и проект будущей автономной солнечной фотоэлектрической системы для обеспечения энергетических потребностей нового предлагаемого бизнес-комплекса. Целью данного исследования является разработка метода прогнозирования использования солнечной энергии в коммерческих целях. Сначала рассчитывается годовая потребность в энергии для освещения и коммунальных услуг делового комплекса. Светодиодные светильники рассматриваются в комплексе по освещению для минимизации затрат энергии. На основании оценки нагрузки прогнозируется, что количество солнечных панелей составит 6097 для выработки электроэнергии на предлагаемой территории. Во-вторых, важная часть конструкции, связанная с оценкой солнечного излучения и оптимальным углом наклона фотоэлектрической панели, была рассчитана для максимального сбора энергии. В этом случае оптимальный угол наклона составляет 49,34°. Также прогнозируется установка фотоэлектрических панелей для оптимальной и осуществимой работы. Рассчитанные параметры используются при моделировании с помощью программного обеспечения для проверки их практичности в бизнес-комплексе. Этот метод используется для определения количества производимой энергии и коэффициента производительности системы. Также представлена ​​смета затрат на солнечную фотоэлектрическую систему. В конце представлен анализ этих симуляций и оценок.

Солнечная фотоэлектрическая электростанция преобразует солнечный свет в электричество с помощью фотоэлектрических элементов, также известных как фотоэлектрические или солнечные элементы1. Для изготовления этих ячеек используются сплавы кремния2. Солнечная энергия напрямую преобразуется в электричество с помощью фотоэлектрических элементов. Они работают по принципу фотогальваники3. Фотоны поглощаются определенными элементами под воздействием света, в результате чего высвобождаются свободные электроны. Фотоэлектрический эффект – это термин, используемый для описания этого явления4. Фотоэлектрический эффект – это процесс производства электричества постоянного тока с использованием принципа фотоэлектрического эффекта5.

На основе принципа фотоэлектрического эффекта создаются солнечные элементы или фотоэлектрические элементы6. Солнечный свет преобразуется ими в электричество постоянного тока (DC)7. Но количество электроэнергии, вырабатываемой одной солнечной батареей, недостаточно8. Таким образом, солнечные модули или солнечные панели состоят из нескольких солнечных элементов, установленных на опорной раме и электрически соединенных друг с другом7.

В целом, солнечные панели доступны в различных размерах и выходной мощности: от нескольких сотен ватт до нескольких киловатт9. Хотя панели или модули подают электроэнергию при определенном напряжении, производимый ими ток определяется интенсивностью падающего света10. Однако в большинстве случаев солнечные энергосистемы также оснащены инверторами для обеспечения переменного тока11.

Индия потребляет около 6% мировой энергии12. Установленная генерирующая мощность Индии составляет 365 ГВт, из которых 55,8% приходится на уголь, 13,7% - на гидроэлектроэнергию, 10,1% - на энергию ветра, солнечная фотоэлектрическая энергия - 8,8%, 6,8% - на природный газ, биоэнергетика и отходы - 2,7%. , 2% — атомная энергия, 0,1% — нефть13.

Солнечная энергия составляет около 8,8% вырабатываемой электроэнергии14. Это связано с тем, что солнечные электростанции не могут быть развернуты в регионах с непостоянным солнечным светом или из-за большой площади поверхности, необходимой для улавливания солнечной энергии15. Однако в странах и регионах, богатых солнечной энергией, электроэнергия, производимая с помощью солнечных панелей, дешевле, чем электроэнергия, производимая на коммерческой основе16. В последние годы в Индии наблюдается экспоненциальный рост использования солнечной энергии17. Ожидается, что достижения в области повышения эффективности солнечных панелей сделают солнечную энергию более доступной для использования в жилых и офисных зданиях18.

Настоящий проект направлен на исследование энергоэффективной системы освещения и инженерных сетей с использованием светодиодных ламп для делового комплекса. Использование таких систем, как светодиоды (LED) вместо традиционных ламп, может снизить потребление электроэнергии19. Объем работ заключается в разработке эффективной солнечной фотоэлектрической системы, которая могла бы удовлетворить полную потребность в энергии предлагаемого бизнес-комплекса, не потребляя при этом традиционные источники энергии.