Диссертация (1143334), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Отсутствие корреляции между параметрами окружающей среды.5. Отсутствие учета влияния температуры окружающей среды на вольт-амперныехарактеристики (ВАХ) фотоэлектрических преобразователей, температуры и давления воздуха на выработку электроэнергии ветроэнергетическими установками.6. Отсутствие возможности (у пользователя) дополнять систему новыми элементами и изменять структуру КС ВИЭ.Анализ приведенных программ позволил учесть их достоинства и недостаткии подойти к разработке собственной компьютерной программы расчета оптимального энергокомплекса ВИЭ для удаленного автономного объекта.2.7. Разработка компьютерной программы расчетаоптимальной мКС ВИЭКомпьютерная программа расчета оптимального энергокомплекса на основевозобновляемых источников энергии предполагает быстрое (on line) определениесостава и параметров оборудования в мКС ВИЭ.
Она реализована на базе пакетастандартной программы MS Excel и получила название «Автоматизированный расчет комплекса ВИЭ «АРК-ВИЭ» [51].Функционирование программы расчета осуществляется по алгоритму, представленному на рисунке 16. На основе представленного алгоритма расчета оптимальных долей каждого из возобновляемых источников энергии, входящих в состав мКС ВИЭ, был разработан и апробирован автоматизированный расчет искомых параметров: долей установленной мощности каждого вида оборудования, входящих в состав мКС ВИЭ. Важно, что программа «АРК-ВИЭ» определяет оптимальный ряд видов ВИЭ, даже если первоначально он был введен заказчиком приблизительно. В теле программы заложена идеология и «прошиты» алгоритмы, приведенные в разделах 2.3, 2.4 и 2.5.74Рис.
16. Алгоритм функционирования программы расчетаоптимальной мКС ВИЭОсновные расчетные форулы, используемые в программе, приведены в табл. 15.Таблица 15.Основные расчетные формулы для поиска оптимальной мКС ВИЭИсточникэнергииПараметрРазмерностьДГЦена 1 лРуб.ВЭУСкорость ветраVИнсоляция JИнсоляция JИнсоляция Jм/сФЭПСК плоскСК (вакуум)мГЭС 1, рекамГЭС 2плотинаБГУТН (т)СкоростьтеченияРазность ниж.и верх. бьефовВт/м2Вт/м2Вт/м2м/сh мКол-во головед.КРС1Свиней1Птица (кура)1Температ.НПИ (2–30) о СКоэфф.ПолезногодействияОпределяющаявеличинаМощностьПримернаястоимость1кВт ×ч(руб.)15–50D – диаметр ВЭУ (м)э = 78%м = 88% V– скорость ветра (м/с)Ф = 15% S – площадь ФЭП (м2)S – площадь СК (м2 )СК = 40%S – площадь СК(м2 )в = 84%э = 76%м = 88 %1/8 эмСрD2V3Вт3,5–8J × S × Ф (Вт)J × S × СК (Вт)J × S × в (Вт)20–405–76–12(воды) = 1000 кг/м 31/8 эмD2V3 (Вт)2–5Q – расходQ= V (м/с) ×S (м2) × g × Q × h (Вт) × g × V × S × h1,5–43–6 = 2–6 – коэфф.
эффективности ТН25 Вт2,5 Вт0,25 ВтN (кВт)2–875На основе решения (2.8) были определены значения целевых функций и составлены таблицы оптимальных сочетаний НВИЭ для различных мКС ВИЭ. Вариант окна меню программы расчета оптимальной сикстет-мКС ВИЭ представлен нарис. 17.Рис. 17. Экранное меню программы автоматизированного поискаоптимальной мКС ВИЭ «АРК-ВИЭ»Для корректного функционирования программы требуется ввести следующие данные в сплывающие окна:для предварительного определения типа мКС ВИЭ (Э, А,S, M, F) задаются вид НВИЭ (ВЭУ, ФЭП, СКпл, СКвак, мГЭС, БГУ, ТН,).для расчета дисперсий (отклонений от средних) значения задаются: скорость ветра (от 0 до 25м/с); плотность инсоляции (от 100до 1000 Вт /м 2 с шагом 50 Вт/м 2; скорость течения реки (от 0 до 20 м/с с шагом 1 м/с); перепад высот на ГТС (от 1 до 100 м с шагом 1 м).Основным требованием корректного расчета мКС ВИЭ автоматизированнойпрограммой «АРК-ВИЭ» является внесение массива данных статистических актинометрических и ветровых характеристик (скорость ветра, показатели инсоляции),76для конкретной территории.
Чем больше период охвата стохастических параметров, вносимых в программу, тем точнее будет выполнен расчет оптимальной мКСВИЭ и тем ниже станут капитальные и эксплуатационные затраты.Для расчета стоимостных параметров и сравнения с безрисковым источником энергии вводятся: себестоимость выработки энергии безрисковым источников энергии наданной территории; себестоимость выработки 1 кВт×ч для каждого из видов ВИЭ.Для поиска оптимального соотношения долей мощности каждого вида оборудования ВИЭ запускается автоматизированный расчет через модуль «Поиск решения» MS Excel.Искомым результатом расчета являются показатели долей мощности оборудования в составе выбранной, например, кватро- мКС ВИЭ:Пример:х0 = 0,4; х1=0,25; х2 = 0,15; х9 = 0,2Указанные соотношения определяют, что оптимальным для данного региона(местности, территории, муниципального образования) являются следующие соотношения по установленным мощностям оборудования:ДГ – 40 %; ВЭУ – 25 %; ФЭП – 15 %; БГУ– 20 %Таким образом, разработанный алгоритм определения оптимального составаоборудования ВИЭ (по видам и долям установленной мощности) позволяет быстроответить на вопрос: какой вид ВИЭ и в каких долях мощности междусобой, будет являться оптимальным с т.
з. минимальной стоимости выработки 1 кВ×ч энергии для данных территориально-климатических условий.2.8. Выводы и рекомендации1. Созданная математическая модель позволяет на основе метода выпуклойоптимизации расчитать наиболее эффективную мКС ВИЭ по составу оборудованияи критерию минимальной стоимости выработки 1 кВт ×ч.2. Точный (с т. з.
и номенклатуры, и установленных мощностей) выбор видовВИЭ на основе метода выпуклой оптимизации гарантирует в районах с резко-кон-77тинентальным климатом Россcии повышение надежности электрообеспечения потребителей за счет диверсификации оборудования и поддержание минимально необходимого уровня значений мощностей для избранной мКС ВИЭ.3. По мере повышения «ранга» системы энергообеспечения с «d-мКС ВИЭ»до «sp-мКС ВИЭ» возникает новое качество энергопотребляющей системы, характеризующееся возрастанием надежности независимого энергообеспечения потребителя.4. Предложеныйалгоритм и компьютерная программа автоматизирован-ного расчета оптимальной мКС ВИЭ «АРК-ВИЭ» позволяют потребителю быстро(в режиме on-line) определить состав и установленную мощность каждого видаоборудования ВИЭ.5.
Разработанная программа автоматизированного расчета оптимально ймКС ВИЭ прошла апробацию в ООО «Урал-Энерго ветер», осуществляющем продажу установок ВИЭ, поставляемых из КНР (Приложение: Акт внедрения программы «АРК-ВИЭ» в «Урал-Энерго-ветер»); (Рассматривается в главе IY).6. Для визуализации построения и сравнения различных мКС ВИЭ, полученныхна основе «АРК-ВИЭ», разработана программа-плагин «VIZPO-RES», позволяющая выстраивать гиперболы, соответствующие оптимальным соотношениям установленных мощностей в составе КС ВИЭ, а также программа «VIZ PRO RES», позволяющая определять конкретный состав оборудования ВИЭ из имеющегося нарынке.Скрин-шот листинга программ автоматизированного расчета оптимальноймКС ВИЭ «АРК-ВИЭ» и «VIZPO RES» представлены в приложении.Пример экранного меню и расчета h (трио-) мКС ВИЭ (ДГ+ВЭУ+ ФЭП) показан на рис.
18.78Рис. 18. Пример экранного меню и расчетаh - мКС ВИЭ (ДГ+ВЭУ+ ФЭП)Использование программы автоматизированного расчета оптимальной мКСВИЭ уже сегодня дает экономический эффект, заключающийся в увеличившихсяобьемах закупок d- и h-мКС ВИЭ (ВЭУ+ФЭП; ДГ+ВЭУ+ФЭП) за счет оптимизации их цены (снижение в 1,5–1,8 раза) и повышения эффективности выработкиэл.энергии (выработка для декабря возрасла в результате точной оптимизации состава оборудования ВИЭ почти в 2 раза). (Акт внедрения «АРК-ВИЭ» в ООО«Уралэнерговетер» – в приложении.).79Глава III.РАЗРАБОТКА И СОЗДАНИЕ ОБЪЕКТА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙМИКРОГЕНЕРИРУЮЩИХ КОМПЛЕКСНЫХ СИСТЕМНА ОСНОВЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИДля решения задач по исследованию эффективности обеспечения зданияэлектрической и тепловой энергией за счет возобновляемых источников энергиинеобходимо было подобрать или создать объект (или несколько), обладающих высокими теплозащитными характеристиками и оснастить их различными ВИЭ [52].В качестве будущего объекта для комплексных исследований была взята классическая ферма крупного рогатого скота (КРС) 72×18 м, находящаяся на балансе КСП«Косулинское», Белоярского района и более18 лет простоявшая без какого-либоиспользования (рис.
19) [53].Рис.19. Фото фермы КРС –будущего «Энергоэффективного дома»в пос. Растущий, Белоярского района, Свердловская обл. июнь 2001 г.Цель главы– разработка, расчет, создание и реализация проекта реабилитации заброшенного объекта в экспериментальный объект «Энергоэффективный жилой дом», оснащенный комплексной системой энергообеспечения на базе нетрадиционных и возобновляемых источников энергии.Решаемые при создании объекта задачи: разработка и осуществление мероприятий по реабилитации здания КРСи создание экспериментального объекта (стенда) – полномасштабного жилого домас максимальным использованием существующих строительных конструкций иприменением для энергообеспечения различных видов ВИЭ;80расчет ограждающих конструкций и теплозащитных характеристик домадля минимизации тепловых потерь и эффективного использования возобновляемых видов энергии; проектирование и оснащение объекта классическими централизованными,а также нетрадиционными и возобновляемыми источниками энергии; обеспечение тепловой защиты ограждающих конструкций здания науровне, не ниже требуемого СНиП 23-02-2003 в течение всего срока эксплуатациизданиядля повышения эффективности использования ВИЭ; апробация применения малозатратной технологии для создания объекта снизкими тепловыми потерями для эффективного использования ВИЭ.3.1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
