Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

Скорость воздушного потока снижается по мере приближения его к ветроколесу и на некотором расстоянии за ним. По классической теории, полные по­тери скорости воздушного потока за ветроколесом в два раза больше, чем по­тери в плоскости вращения ветроколеса. Вместе с тем давление воздуха по мере приближения к ветроколесу повышается, а за ним оно резко падает, вследствие чего за колесом образуется некоторое разрежение [12]. Энергия, затраченная на вращение ветроколеса, равна разности кинетической энергии ветра перед вет­роколесом и за ним и определяется по формуле (4.7):

где – скорость воздушного потока за ветроколесом.

Иначе, воспринимаемую ветроколесом энергию можно выразить как произведение силы давления ветра G на скорость потока в плоскости ветроколеса:

где G – сила давления ветра, Па; ­– скорость ветра в плоскости ветроколеса, м/с.

Коэффициент использования энергии ветра – это отношение энергии, воспринятой ветроколесом, к полной энергии, которой обладает воздушный поток:

где – кинетическая энергия воспринимаемая ветроколесом; – полная энергия ветра.

Коэффициент использования энергии ветра зависит от величины потери скорости ветра при прохождении его через плоскость ветроколеса.

Для идеального ветроколеса Жуковский Н.Е. установил максимальную величину коэффициента использования энергии ветра . [13].

В действительности, энергия ветра значительно меньше, и согласно теории реального вет­роколеса, у быстроходных ветроко­лес максимальная величина коэффициента , у тихоходных – . Этот коэффициент, в основном, зависит от аэродинамических характеристик ветроколеса [13].

4.5 Методика выбора ветроэнергетических установок для энергоснабжения устройств СЦБ

Для энергоснабжения электроустановок ветроэнергетические установки выбирают по техническим характеристикам: диаметру ветроколеса; мощности; расчетной и минимальной скорости ветра; по наличию преобразующих (инвертор) и аккумулирующих устройств.

Расчетную мощность ветроагрегата определяют по диаметру ветроколеса, коэффициенту использования энергии ветра и расчетной скоростью ветра:

Если ветроагрегат работает без резервной (дублирующей) установки и имеет аккумуляторную батарею, то мощность агрегата должна быть не меньше, чем расчет­ная нагрузка потребителя, которая определяется по графику нагрузки. При этом может понадобиться несколько ветроустановок. Если все такие есть дублирующий источ­ники энергии, то мощность ветроустановки не должна быть меньше той мощности, которая требуется для того что бы обеспечить энергией основных потребителей или электроустановки. Дублирующая установка должна обес­печивать питание энергией всей нагрузки в дни безветрия. Предла­гаемые варианты возможны только тогда, когда ветроустановка экономически выгодна.

Если знать диаметр ветроколеса, то несложно определить общее количество вырабатываемой энергии. При использовании нескольких однотипных ветроустановок ометаемую площадь увеличивают на количество установок.

Количество вырабатываемой энергии зависит как от режима работы ВЭУ, так и от ресурса энергии ветра. Возможное количество энергии с ометаемой площади ВЭУ определяется по выражению:

где Т – время работы ВЭУ.

4.6 Выбор ветроустановки

Определение количества вырабатываемой энергии.

Определяем расчетную мощность ветроагрегата по формуле (4.10):

Вт.

Количество вырабатываемой энергии за январь определим по выражению (4.11):

кВт ч.

Результаты расчетов сведены в таб­лицу 4.3

Таблица 4.3 – Суммарная месячная выработка электроэнергии

ветрогенерато­ром

Окончание таблицы 4.3

Определение количества ветроустановок для удовлетворения потребности в энергии.

Предварительно оценим обеспеченность потребной энергии от одной установки:

где - потребное количество энергии, кВт ч; m – расчетный месяц;

Например, обеспеченность потребной энергии за январь:

%.

Результаты расчетов для остальных месяцев приведены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 – Определение количества ветроустановок

Анализ полученных результатов показывает, что установка обеспечивает энергией устройств СЦБ на 100%. Таких уста­новок требуется одна.

4.7 Расчет энергии вырабатываемой солнечными панелями

В системе, в которой подразумевается круглогодичное использование фотоэлементов необходимо определить угол наклона панели к горизонту, для которого суммарная за год среднемесячная энергия солнечного из­лучения (инсоляция) будет максимальна. Данные по среднемесячной полной инсоляции приведены в [14].

Согласно [14], вырабатываемая энергия солнечной батарей определяется по формуле (4.13):

где – месячная инсоляция квадратного метра; – номиналь­ная мощность батарей; – общий КПД контроллера и инвертора [14]; – максимальная мощность инсоляции квадратного метра зем­ной поверхно­сти, Вт.

Тогда, количество энергии за январь, которое выработает солнечная панель мощностью 600 Вт, наклоненная к горизонту на угол 45⁰, определим по формуле (4.13):

кВт ч,

Анализируя результаты расчета необходимо отметить, что для обеспечения электроэнергией устройств СЦБ необходимая суммарная мощность солнечных батарей составляет 0,81 кВт. Кроме того, на данный момент, максимальная мощность одной солнечной панели 600 Вт. Необходимое количество панелей находим по фор­муле (4.14):

где – номинальная мощность солнечной панели, Вт [14].

шт.

4.8 Ветро – солнечная гибридная система 2 кВт+0,6 кВт мини

Рисунок 4.1 – фото гибридной ветро-солнечной

электростанции

Версия мини ветро – солнечной системы с ветрогенератором 2 кВт. В зависимости от облачности и скорости ветра такая система за месяц вырабатывает 200 – 300 кВт∙ч электричества.

Запас энергии: 6,7 кВт∙ч; максимальная мощность потребления: 2 кВт.

Эта система подходит как начальная система для последующего добавления солнечных панелей в случае необходимости и может обеспечить энергией экономно потребляющую электроустановку. Система значительно выгоднее, чем 1+1 кВт, так как дает больше энергии, в два раза больше запас энергии и еще одним преимуществом является меньше потери при передаче электричества по проводам за счет более высокого номинального напряжения системы.

Срок службы: ветрогенератора 15 – 20 лет; солнечных панелей 35 – 40 лет; контроллера и инвертера 15 – 20 лет; аккумулятора в зависимости от типа и характера использования – 4 – 10 лет. [15]

Рисунок 4.2 – Принципиальная схема гибридной ветро-солнечной электростанции

5 РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО БЕЗОПАСНОСТИ

ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ УСТРОЙСТВ СЦБ

5.1 Анализ вредных и опасных производственных факторов

В процессе жизнедеятельности человек подвергается воздействию различных опасностей, под которыми обычно понимают явления, процессы, объекты, способные в определенных условиях наносить ущерб здоровью человека непосредственно или косвенно, т.е. вызывать различные нежелательные последствия.

Трудовая деятельность человека протекает в условиях опреде­ленной производственной среды, которая при несоблюдении гигиени­ческих требований может оказывать неблагоприятное влияние на ра­ботоспособность и здоровье человека. На него в процессе его трудовой деятельности могут воздействовать опасные (вызывающие травмы) и вредные (вызывающие заболевания) производственные факторы

Характеристики

Список файлов ВКР