Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

ПРИМЕНЕНИЕ ИННОВАЦИЙ ПРИ РАЗРАБОТКЕ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Звездина М. Ю.,

2.2. Методы исследования

Проектирование энергетических установок на основе АИЭ для автономного электроснабжения базовых станций сотовой связи включает следующие задачи:

– выбор АИЭ для построения энергетической установки;

– выбор места размещения энергетических установок;

– анализ известных технических решений;

– формулирование технических рекомендаций по разработке структурной схемы энергетической установки и алгоритмов её функционирования.

Решение первой задачи – выбор АИЭ для построения энергетической установки – целесообразно выполнять с учётом конкретного географического региона России. Для примера выберем в качестве такого региона Ростовскую область, поскольку анализ ряда источников позволяет сделать вывод о том, что она имеет достаточный для использования потенциал ресурсов ветровой и солнечной энергии [2.5–2.10]. Для территории Ростовской области характерен умеренно-континентальный климат умеренного пояса. Средняя температура воздуха в январе –7 °С, в июле – +23 °С. Зима обычно пасмурная, ветреная. Лето ветреное, сухое и жаркое. Континентальные черты в климате Ростовской области усиливаются в направлении с северо-запада территории на юго-восток. Возрастают засушливость, жара. Усиливаются ветреность, холода зимой. Так карта распределения скорости ветра на высоте 10 м, показанная на рис. 2.3, свидетельствует о том, что средняя скорость ветра в Ростовской области составляет от 3,5 до 5 м/с [2.7]. Практический интерес представляют сильные ветры (более 15 м/с). Их средняя повторяемость для области составляет 28 дней за год, максимальная – 54 дня [2.8]. Это позволяют считать Ростовскую область зоной эффективного применения ветроэнергетических установок [2.5–2.9]. В данном регионе прослеживается следующая закономерность: усиление ветра наблюдается с середины октября по конец апреля, т. е в осенне-зимний период [2.9]. Для зимы характерна повышенная средняя месячная скорость ветра 5,3 м/с, летом она снижается до 3,6 м/с, увеличиваясь весной и осенью соответственно до 4,6 и 4,4 м/с [2.9].

Характерной особенностью климата области является обилие солнечного света и тепла. Продолжительность солнечного сияния равна 2050–2150 часам в год. С июня по сентябрь среднемесячные показатели продолжительности солнечного сияния в Ростове-на-Дону и Сочи мало отличаются друг от друга [2.9, 2.10]. Зависимость среднедневного поступления солнечной энергии в Ростовской области приведена на рис. 2.4 [2.10]. Из анализа данного рисунка, а также данных табл. 2.1, в которой приводится распределение дневной суммы солнечной радиации по месяцам, можно сделать вывод о том, что среднедневное поступление солнечной энергии в Ростовской области составляет от 3,5 до 4,5 кВт·ч/м2 в день, а количество солнечной радиации возрастает с апреля по сентябрь.

Рис. 2.3. Карта распределения скорости ветра на высоте 10 м

Рис. 2.4. Распределение годовых среднедневных поступлений солнечной энергии на оптимально ориентированную поверхность

Выполненные анализ изменения потоков солнечной и ветровой энергии в течение года в Ростовской области показывает, что применение только солнечной энергией не позволит обеспечить надёжное энергоснабжение базовой станции сотовой связи, так как поступление энергии будет снижаться в ночное время и в зимние месяцы. В то же время в осенне-зимний период наблюдается максимум ветровой энергии, что позволит компенсировать отсутствие солнечной энергии.

Таблица 2.1

Дневная сумма солнечной радиации, кВт·ч/м2, (горизонтальная площадка) в г. Ростов-на-Дону

Таким образом, учитывая нестабильность источников энергии ветра и солнца в Ростовской области, можно сделать вывод о целесообразности использования комбинированных солнечно-ветровых энергетических установок (КСВЭУ) для надёжного энергоснабжения базовых станций сотовой связи.