Analysis of the effectiveness of solar systems use in the university centralized heat supply systems

Abstract

В роботі проведено аналіз сучасного стану сонячної енергетики для комунальних потреб та можливість застосовувати їх у складі централізованих систем теплопостачання. У південному регіоні через низку причин велике застосування отримали геліо системи. Застосування сонячних колекторів дозволяє значно знизити теплоспоживання будинків у літній період, а часом звести використання традиційних джерел енергії до нуля. Однак в інші періоди року частка заміщення сонячною енергією традиційною є значно нижчою. У таких випадках постає питання – на яке навантаження теплопостачання розраховуватиме систему: літню, зимову чи демісезонну. Від вирішення цього питання залежить кількість сонячних колекторів, кут нахилу та орієнтація з боків світла. В теперішній час найбільш розповсюдженими є сонячні колектори двох типів: пласкі та вакуумні. В роботі проведено порівняльний аналіз їх основних технічних параметрів. Для виконання основних задач дослідження було проведено аналіз основних діючих методик та програмних комплексів для розрахунку роботи геліосистеми у складі комбінованих систем теплопостачання та наведені основні показники, що впливають на ефективність роботи сонячної системи, та рекомендації щодо їх вибору при розрахунках річного видобутку теплоти. Для системи централізованого теплопостачання навчальних корпусів університету було проведено моделювання роботи сонячної станції впродовж року. Для корпусів різного типу, поверховості, площі, призначення за допомогою спеціалізованого програмного комплексу було проведено аналіз ефективності застосування геліосистем із використанням сонячних колекторів різного типу. Показано частку заміщення теплоти сонячними колекторами, із чого витікає доцільність застосування сонячних колекторів на низки корпусів.

The paper analyzes the current state of solar energy for communal needs and the possibility of using it as part of centralized heat supply systems. Helio systems are widely used in the southern region for a number of reasons. The use of solar collectors allows you to significantly reduce the heat consumption of buildings in the summer, and sometimes to reduce the use of traditional energy sources to zero. However, in other periods of the year, the share of replacement by traditional solar energy is much lower. In such cases, the question arises as to which heat supply load the system will be designed for - for summer, winter or demi-season. To fulfill the main tasks of the research, an analysis of the main operating methods and software complexes for calculating the operation of the solar system as part of combined heat supply systems was carried out. The main indicators that affect the efficiency of the solar system and recommendations for their selection when calculating the annual heat output are also given. For the centralized heat supply system of the university's buildings, a simulation of the operation of the solar plant throughout the year was carried out. For buildings of different types, storeys, area, purpose, an analysis of the effectiveness of solar systems using different types of solar collectors was carried out with the help of a specialized software complex. The share of heat replacement by solar collectors is shown, which shows the expediency of using solar collectors on a number of buildings.