Use of Solar Energy for Heat Supply of Rural Residential Buildings with Personal Subsidiary Farming in Siberia
Keywords:
individual (rural) dwelling house, personal subsidiary farm, greenhouse, heating, solar heat supply system, vacuumed solar collector, solar radiation, subsoil heating, temperature
Abstract
An experimental solar heat supply system of an individual (rural) residential building with an attached greenhouse is considered. The amount of thermal energy produced by the solar heat supply system under the climatic conditions of the Krasnoyarsk suburb, evaluated taking into account the solar collector efficiency and the NASA website data has been determined.
Based on the study results, the following conclusions have been drawn:
- it has been found in the course of the accomplished research that the use of a solar heating system for heating individual residential buildings and attached greenhouses under the climatic conditions of Siberia is technically possible and expedient;
- according to the numerical assessment data, the annual amount of thermal energy produced by the experimental solar heat supply system from three solar collectors is 7903 kWh;
- owing to the use of solar collectors in the solar heat supply system, the consumption of solid fuel in the boiler was decreased by 25–30% in comparison with the previous heating periods.
References
1. Бастрон А.В., Михеева Н.Б., Судаев Е.М. Горячее водоснабжение сельских бытовых потребителей Красноярского края с использованием солнечной энергии. Красноярск: Изд-во Красноярсного гос. аграрного ун-та, 2016.
2. Бастрон А.В, Гайдаш Г.В. Эффективное использование солнечной энергии в системах тепло- и электроснабжения сельских усадебных домов и ЛПХ // Вестник ИрГСХА. 2015. № 67. С. 92—100.
3. Бутузов В.А., Брянцева Е.В, Бутузов В.В., Гнатюк И.С. Мировой рынок гелиоустановок и перспективы солнечного теплоснабжения в России // Энергосбережение. 2016. № 3—3. С. 70—80.
4. Бастрон А.В., Гайдаш Г.В., Цугленок Н.В. Теплоснабжение индивидуального жилого дома и теплицы с использованием солнечной энергии // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2019. № 1(34). С. 35—40.
5. Слесаренко И.В. Исследование и испытания вакуумных солнечных коллекторов в системах теплоснабжения // Фундаментальные исследования. 2016. № 2—3. С. 509—514.
6. Тайсаева В.Т., Мазаев Л.Р. Разработка энергоэффективных биотехнических систем на примере молочной фермы и солнечной теплицы с тепловыми аккумуляторами // Ползуновский вестник. 2014. № 4—1. С. 173—177.
7. Чигак А.С., Шерьязов С.К. Управление режимом работы автономной системы солнечного теплоснабжения // Вестник ИрГСХА. 2017. № 81—2. С. 158—164.
8. Yuhang G., Chao G., Haizhen X. Thermal Properties of Solar Collector Comprising Oscillating Heat Pipe in a Flat-plate Structure and Water Heating System in Low-temperature Conditions // Energies. 2018. V. 11(10). Pp. 2253—2265.
9. Helvaci H., Khan Z. Experimental Study of Thermodynamic Assessment of a Small Scale Solar Thermal System // Energy Conversion and Management. 2016. V. 117. Pp. 567—576.
10. Xiea Y., Gilmourb M., Yuanc Y., Jind H., Wue H. A Review on House Design with Energy Saving System in the UK // Renewable and Sustainable Energy Rev. 2017. V. 71. Pp. 29—52.
11. Bait O., Si-Ameu М. Tubular Solar-energy Collector Integration: Performance Enhancement of Classical Distillation Unit Links Open Overlay Panel // Energy. 2017. V. 141. Pp. 818—838.
12. Menegaki A. Growth and Renewable Energy in Europe: Benchmarking with Data Envelopment Analysis // Renewable Energy. 2013. V. 60. Pp. 363—369.
13. Velkin V.I. The Use of Graphical Model for the RES Cluster for Determining the Optimal Composition of the Equipment of Renewable Energy Sources // World Appl. Sci. J. 2013. V. 29(9). Pp. 1343—1348.
14. Guldentopsa G., Mahdavi A.N., Vuyec C., Van den Berghc W. Rahbar N. Performance of a Pavement Solar Energy Collector: Model Development and Validation Links Open Overlay Panel // Appl. Energy. 2016. V. 163. Pp. 180—189.
15. Power Data Access Viewer. NASA Prediction of Wordwide Energy Resources [Электрон. ресурс] https://power.larc.nasa.gov/data-access-viewer/ (дата обращения 10.01.2022).
---
Для цитирования: Цугленок Н.В., Бастрон А.В., Бастрон Т.Н. Использование солнечной энергии для теплоснабжения сельских жилых домов с личным подсобным хозяйством в Сибири // Вестник МЭИ. 2023. № 1. С. 100—105. DOI: 10.24160/1993-6982-2023-1-100-105.
#
1. Bastron A.V., Mikheeva N.B., Sudaev E.M. Goryachee Vodosnabzhenie Sel'skikh Bytovykh Potrebiteley Krasnoyarskogo Kraya s Ispol'zovaniem Solnechnoy Energii. Krasnoyarsk: Izd-vo Krasnoyarsnogo Gos. Agrarnogo Un-ta, 2016. (in Russian).
2. Bastron A.V, Gaydash G.V. Effektivnoe Ispol'zovanie Solnechnoy Energii v Sistemakh Teplo- i Elektrosnabzheniya Sel'skikh Usadebnykh Domov i LPKH. Vestnik IrGSKHA. 2015;67:92—100. (in Russian).
3. Butuzov V.A., Bryantseva E.V, Butuzov V.V., Gnatyuk I.S. Mirovoy Rynok Gelioustanovok i Perspektivy Solnechnogo Teplosnabzheniya v Rossii. Energosberezhenie. 2016;3—3:70—80. (in Russian).
4. Bastron A.V., Gaydash G.V., Tsuglenok N.V. Teplosnabzhenie Individual'nogo Zhilogo Doma i Teplitsy s Ispol'zovaniem Solnechnoy Energii. Elektrotekhnologii i Elektrooborudovanie v APK. 2019;1(34):35—40. (in Russian).
5. Slesarenko I.V. Issledovanie i Ispytaniya Vakuumnykh Solnechnykh Kollektorov v Sistemakh Teplosnabzheniya. Fundamental'nye Issledovaniya. 2016;2—3:509—514. (in Russian).
6. Taysaeva V.T., Mazaev L.R. Razrabotka Energoeffektivnykh Biotekhnicheskikh Sistem na Primere Molochnoy Fermy i Solnechnoy Teplitsy s Teplovymi Akkumulyatorami. Polzunovskiy vestnik. 2014;4—1:173—177. (in Russian).
7. Chigak A.S., Sher'yazov S.K. Upravlenie Rezhimom Raboty Avtonomnoy Sistemy Solnechnogo Teplosnabzheniya. Vestnik IrGSKHA. 2017;81—2:158—164. (in Russian).
8. Yuhang G., Chao G., Haizhen X. Thermal Properties of Solar Collector Comprising Oscillating Heat Pipe in a Flat-plate Structure and Water Heating System in Low-temperature Conditions. Energies. 2018;11(10):2253—2265.
9. Helvaci H., Khan Z. Experimental Study of Thermodynamic Assessment of a Small Scale Solar Thermal System. Energy Conversion and Management. 2016;117:567—576.
10. Xiea Y., Gilmourb M., Yuanc Y., Jind H., Wue H. A Review on House Design with Energy Saving System in the UK. Renewable and Sustainable Energy Rev. 2017;71:29—52.
11. Bait O., Si-Ameu M. Tubular Solar-energy Collector Integration: Performance Enhancement of Classical Distillation Unit Links Open Overlay Panel. Energy. 2017;141:818—838.
12. Menegaki A. Growth and Renewable Energy in Europe: Benchmarking with Data Envelopment Analysis. Renewable Energy. 2013;60:363—369.
13. Velkin V.I. The Use of Graphical Model for the RES Cluster for Determining the Optimal Composition of the Equipment of Renewable Energy Sources. World Appl. Sci. J. 2013;29(9):1343—1348.
14. Guldentopsa G., Mahdavi A.N., Vuyec C., Van den Berghc W. Rahbar N. Performance of a Pavement Solar Energy Collector: Model Development and Validation Links Open Overlay Panel. Appl. Energy. 2016;163:180—189.
15. Power Data Access Viewer. NASA Prediction of Wordwide Energy Resources [Elektron. Resurs] https://power.larc.nasa.gov/data-access-viewer/ (Data Obrashcheniya 10.01.2022).
---
For citation: Tsuglenok N.V., Bastron A.V., Bastron T.N. Use of Solar Energy for Heat Supply of Rural Residential Buildings with Personal Subsidiary Farming in Siberia. Bulletin of MPEI. 2023;1:100—105. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2023-1-100-105.
2. Бастрон А.В, Гайдаш Г.В. Эффективное использование солнечной энергии в системах тепло- и электроснабжения сельских усадебных домов и ЛПХ // Вестник ИрГСХА. 2015. № 67. С. 92—100.
3. Бутузов В.А., Брянцева Е.В, Бутузов В.В., Гнатюк И.С. Мировой рынок гелиоустановок и перспективы солнечного теплоснабжения в России // Энергосбережение. 2016. № 3—3. С. 70—80.
4. Бастрон А.В., Гайдаш Г.В., Цугленок Н.В. Теплоснабжение индивидуального жилого дома и теплицы с использованием солнечной энергии // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2019. № 1(34). С. 35—40.
5. Слесаренко И.В. Исследование и испытания вакуумных солнечных коллекторов в системах теплоснабжения // Фундаментальные исследования. 2016. № 2—3. С. 509—514.
6. Тайсаева В.Т., Мазаев Л.Р. Разработка энергоэффективных биотехнических систем на примере молочной фермы и солнечной теплицы с тепловыми аккумуляторами // Ползуновский вестник. 2014. № 4—1. С. 173—177.
7. Чигак А.С., Шерьязов С.К. Управление режимом работы автономной системы солнечного теплоснабжения // Вестник ИрГСХА. 2017. № 81—2. С. 158—164.
8. Yuhang G., Chao G., Haizhen X. Thermal Properties of Solar Collector Comprising Oscillating Heat Pipe in a Flat-plate Structure and Water Heating System in Low-temperature Conditions // Energies. 2018. V. 11(10). Pp. 2253—2265.
9. Helvaci H., Khan Z. Experimental Study of Thermodynamic Assessment of a Small Scale Solar Thermal System // Energy Conversion and Management. 2016. V. 117. Pp. 567—576.
10. Xiea Y., Gilmourb M., Yuanc Y., Jind H., Wue H. A Review on House Design with Energy Saving System in the UK // Renewable and Sustainable Energy Rev. 2017. V. 71. Pp. 29—52.
11. Bait O., Si-Ameu М. Tubular Solar-energy Collector Integration: Performance Enhancement of Classical Distillation Unit Links Open Overlay Panel // Energy. 2017. V. 141. Pp. 818—838.
12. Menegaki A. Growth and Renewable Energy in Europe: Benchmarking with Data Envelopment Analysis // Renewable Energy. 2013. V. 60. Pp. 363—369.
13. Velkin V.I. The Use of Graphical Model for the RES Cluster for Determining the Optimal Composition of the Equipment of Renewable Energy Sources // World Appl. Sci. J. 2013. V. 29(9). Pp. 1343—1348.
14. Guldentopsa G., Mahdavi A.N., Vuyec C., Van den Berghc W. Rahbar N. Performance of a Pavement Solar Energy Collector: Model Development and Validation Links Open Overlay Panel // Appl. Energy. 2016. V. 163. Pp. 180—189.
15. Power Data Access Viewer. NASA Prediction of Wordwide Energy Resources [Электрон. ресурс] https://power.larc.nasa.gov/data-access-viewer/ (дата обращения 10.01.2022).
---
Для цитирования: Цугленок Н.В., Бастрон А.В., Бастрон Т.Н. Использование солнечной энергии для теплоснабжения сельских жилых домов с личным подсобным хозяйством в Сибири // Вестник МЭИ. 2023. № 1. С. 100—105. DOI: 10.24160/1993-6982-2023-1-100-105.
#
1. Bastron A.V., Mikheeva N.B., Sudaev E.M. Goryachee Vodosnabzhenie Sel'skikh Bytovykh Potrebiteley Krasnoyarskogo Kraya s Ispol'zovaniem Solnechnoy Energii. Krasnoyarsk: Izd-vo Krasnoyarsnogo Gos. Agrarnogo Un-ta, 2016. (in Russian).
2. Bastron A.V, Gaydash G.V. Effektivnoe Ispol'zovanie Solnechnoy Energii v Sistemakh Teplo- i Elektrosnabzheniya Sel'skikh Usadebnykh Domov i LPKH. Vestnik IrGSKHA. 2015;67:92—100. (in Russian).
3. Butuzov V.A., Bryantseva E.V, Butuzov V.V., Gnatyuk I.S. Mirovoy Rynok Gelioustanovok i Perspektivy Solnechnogo Teplosnabzheniya v Rossii. Energosberezhenie. 2016;3—3:70—80. (in Russian).
4. Bastron A.V., Gaydash G.V., Tsuglenok N.V. Teplosnabzhenie Individual'nogo Zhilogo Doma i Teplitsy s Ispol'zovaniem Solnechnoy Energii. Elektrotekhnologii i Elektrooborudovanie v APK. 2019;1(34):35—40. (in Russian).
5. Slesarenko I.V. Issledovanie i Ispytaniya Vakuumnykh Solnechnykh Kollektorov v Sistemakh Teplosnabzheniya. Fundamental'nye Issledovaniya. 2016;2—3:509—514. (in Russian).
6. Taysaeva V.T., Mazaev L.R. Razrabotka Energoeffektivnykh Biotekhnicheskikh Sistem na Primere Molochnoy Fermy i Solnechnoy Teplitsy s Teplovymi Akkumulyatorami. Polzunovskiy vestnik. 2014;4—1:173—177. (in Russian).
7. Chigak A.S., Sher'yazov S.K. Upravlenie Rezhimom Raboty Avtonomnoy Sistemy Solnechnogo Teplosnabzheniya. Vestnik IrGSKHA. 2017;81—2:158—164. (in Russian).
8. Yuhang G., Chao G., Haizhen X. Thermal Properties of Solar Collector Comprising Oscillating Heat Pipe in a Flat-plate Structure and Water Heating System in Low-temperature Conditions. Energies. 2018;11(10):2253—2265.
9. Helvaci H., Khan Z. Experimental Study of Thermodynamic Assessment of a Small Scale Solar Thermal System. Energy Conversion and Management. 2016;117:567—576.
10. Xiea Y., Gilmourb M., Yuanc Y., Jind H., Wue H. A Review on House Design with Energy Saving System in the UK. Renewable and Sustainable Energy Rev. 2017;71:29—52.
11. Bait O., Si-Ameu M. Tubular Solar-energy Collector Integration: Performance Enhancement of Classical Distillation Unit Links Open Overlay Panel. Energy. 2017;141:818—838.
12. Menegaki A. Growth and Renewable Energy in Europe: Benchmarking with Data Envelopment Analysis. Renewable Energy. 2013;60:363—369.
13. Velkin V.I. The Use of Graphical Model for the RES Cluster for Determining the Optimal Composition of the Equipment of Renewable Energy Sources. World Appl. Sci. J. 2013;29(9):1343—1348.
14. Guldentopsa G., Mahdavi A.N., Vuyec C., Van den Berghc W. Rahbar N. Performance of a Pavement Solar Energy Collector: Model Development and Validation Links Open Overlay Panel. Appl. Energy. 2016;163:180—189.
15. Power Data Access Viewer. NASA Prediction of Wordwide Energy Resources [Elektron. Resurs] https://power.larc.nasa.gov/data-access-viewer/ (Data Obrashcheniya 10.01.2022).
---
For citation: Tsuglenok N.V., Bastron A.V., Bastron T.N. Use of Solar Energy for Heat Supply of Rural Residential Buildings with Personal Subsidiary Farming in Siberia. Bulletin of MPEI. 2023;1:100—105. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2023-1-100-105.
Published
2022-10-24
Section
Energy Systems and Complexes (2.4.5)
