Министерство высшего и среднего специального образования республики узбекистан ташкентский государственный технический
северной части Каракалпакии для двух ветроустановок БРИЗ – 5000 (5кВт)
Download 1.57 Mb. Pdf ko'rish
|
Узахбаев Дис Оконч
|
северной части Каракалпакии для двух ветроустановок БРИЗ – 5000 (5кВт)
и ВЭУ – 1500 (мощность 1,5 кВт) V, м/с t(V) % N уд Вт/кв.м Э уд кВт*ч/м 2 *год Э s техн ,МВт*ч/км*год при V n p (м/с). 5 кВт БРИЗ-5000 1,5 кВт ВЭУ-1500 0.5 31.9 0.0788 0.11 - - 2.5 29.8 9.8438 64.2 - 75,43 4.5 17.7 57.409 400.5 261,3 261,3 6.5 8.8 173.01 866.9 391,5 391,5 8.5 4.4 386.9 1267.6 437,7 437,7 10.5 1.6 729.3 1073.3 285,77 12.5 2.3 1230.5 3097.7 14.5 1.0 1920.6 2438.8 1198,8 16.5 2.1 2830.0 8590 1623,6 19.0 0.4 4321.2 2876 11659 20675 2289,3 3075,3 Следовательно, средняя удельная валовая мощность ветрового потока составляет N уд вал = Э уд вал / Т= 20675/8760=2360 Вт/м 2 . Анализируя вышеизложенное выбираем ветроагрегат мощностью 1,5 кВт. основные технические характеристики которого приведены в таблице 4.2. Таблица 4.2 Характеристики ветроагрегата ВА-1,5. Наименование параметра ВА-1,5 кВт Мощность на зажимах АБ при скорости ветра 12 м/с 1,5 кВт 65 Максимальная мощность при скорости ветра 15 м/с 1,7 кВт Начальная рабочая скорость ветра 2,5 м/с Буревая скорость ветра 50 м/с Диаметр ротора 2,8 м Количество лопастей 3 Напряжение АБ 24 В Рекомендуемая емкость АБ 215 Ач Масса без мачты 45 кг Высота мачты 14 м Срок службы 15лет Температурный диапазон -40 +60°С Рис. 4.8. Зависимость мощности ветроагрегата от скорости ветра. Талица 4.3. Конструктивные особенности ветроустановки Буревая защита - вывод ротора из-под ветра Ориентация на направление ветра - флюгер Материал лопастей - полиэфирный стеклопластик Соединение генератора с ротором - без редуктора Генератор - бесконтактный, синхронный с постоянными магнитами Nd-Fe-B Тип мачты - стальная труба с растяжками Из графика нагрузки видим, что в диапазоне скоростей ветра до 3 м/с и от 25 м/с мощность ВЭУ равна нулю. Суммируя по табл. 4.2 и 4.3 все значения t i (V i ) для с м V i / 5 , 2 0 и с м V i / 25 получаем время простоя ВЭУ в течении года: t пр = 8760*(0,319)=2794 ч/год. Выработанная ВЭУ энергия в течении года Э ВЭУ год (кВт*ч) рассчитывается по формуле: 66 = = k i год i i i ВЭУ год ВЭУ T V t V N Э 1 ; ) ( ) ( (4.3.) Результаты расчетов представлены в таблице 4.4. Таблица 4.4 Э ВЭУ год энергетических характеристик ВЭУ: ВЭУ (V) и N BЭУ (V) V i , м/с ti, % N BЭУ , кВт Э i , кВт*ч N ВЭУ под , кВт N BЭУ , кВт ВЭУ , % 1 2 3 4 5 6 7 2.5 29.8 0.05 130.5 0.07' 0.02 71.4 4.5 17.7 0.2 310.0 0.428 0.228 46.7 6.5 8.8 0.4 308.3 1.29 0.890 31.0 8.5 4.4 0.95 203.23 2.45 1.50 38.8 1 2 3 4 5 6 7 10.5 1.6 1.45 203.23 5.18 3.73 28 12.5 2.3 1.65 332.4 9.18 7.53 18 14.5 1.0 1.70 312.7 14.32 12.62 11.87 16.5 2.1 1.70 312.7 21.11 19.41 8.05 19.0 0.4 1.70 59.16 32.23 30.53 5.27 2171.7 Суммируя все значения Э i получаем, что Э ВЭУ год = 2171,7 кВт*ч/год., тогда число часов использования ВЭУ N ВЭУ уст =1,5 кВт будет равно: h= 2171,7/1,5=1448 ч. Общее число часов работы ВЭУ в году будет равно: h ВЭУ = Т год – t пр = 8760 – 2749 = 5965 ч. Удельная установленная мощность при этом равна: , 85 , 1 3 НОМ УСТ S V N = (4.4.) 2 3 / 8 , 3196 12 85 , 1 км кВт N УСТ S = = На основании полученных значений Э s техн и N s уст рассчитаем число часов использования удельной установленной мощности ВЭУ на 1 км 2 H р = Э s техн / N s уст =3075300/3196,8 = 962 ч. Выбор емкости аккумуляторов Для расчета емкости аккумуляторов воспользуемся формулой : 67 a о a U W E = , (4.5.) где: E а - емкость аккумулятора, А ч; U а - напряжение аккумулятора, В. W о - суточное расчетное потребление электроэнергии, Вт ч. ч А E a = = 1340 24 32150 Выбираем свинцовый кислотный аккумулятор марки 6СТ190А; Определяем необходимое количество аккумуляторов: N= 1340/190 = 7 шт. Заряд свинцовых кислотных аккумуляторов ведется двумя ступенями: током АБ С i 1 , 0 1 в течении времени t 1 до начала газообразования, а затем меньшим током 1 2 5 , 0 i i в течении времени t 1 = 2 – 3ч. Общее время заряда аккумуляторной батареи (АБ): 1 2 1 5 , 0 t i C t t T АБ АБ + = + = (4.6.) где: С АБ = 770 А*ч – емкость АБ; i = 68 А – зарядный ток, 8 , 0 = АБ - КПД АБ, часов Т 5 , 14 2 8 , 0 68 5 , 0 1340 + = Расчет мощности фотоэлектрической установки Как уже было сказано выше, ФЭУ является вспомогательным источником энергии и его мощность идет на зарядку АБ, следовательно, зная необходимое время зарядки АБ, можем определить необходимую мощность ФЭУ: ; зар АБ t U ЕТ С W = (4.7.) где: С АБ – емкость АБ, ЕТ – коэффициент разрядки АБ, U – напряжение АБ, 68 t зар – время зарядки АБ. день ч Вт W / 1109 5 , 14 24 5 , 0 1340 = = Определим время, с которым ФЭУ работает с номинальной мощностью: пик г ном Р Э t = (4.8.) где: г Э - среднесуточный приход солнечной радиации, Вт/ч. Р пик – приход пиковой мощности Вт на м 2 . t ном = 3000/1000 = 3 ч/день. Теперь можем определить мощность, которую необходимо выработать за день: . 370 3 1109 Вт t W Р ном = = = Выбираем фотомодуль марки ФСМ –30-12, с пиковой мощностью 30 Вт. Отсюда необходимое количество фотомодулей: n = 370/30 12 шт. Таким образом, параметры энергосистемы на основе ВИЭ следующие: Основной источник ВЭУ, Р в = 1,5 кВт; Дополнительный источник ФЭУ, Р с = 0,36 кВт; Резерв, аккумуляторы 6СТ190А Е а = 7*190 = 1340 Ач. Результаты расчета По результатам расчета можно сделать следующие выводы. 1. В Республике Каракалпакия наиболее перспективны из известных ВИЭ ветер и солнце. 2. Для надежного автономного электроснабжения дома с суммарной расчетной нагрузкой P=1,85 кВт наиболее целесообразно комплексное использование ветроустановки, солнечной установки и аккумуляторного резерва в сочетании 1,5кВт, 0,36кВт и 1340 Ачасов, соответственно. 69 3. При внедрении экологически чистых ВИЭ на побережье Аральского моря экологическая ситуация в регионе значительно улучшится. 4. Установки на основе ВИЭ для энергоснабжения жилых домов достаточно экономичны и имеют приемлемый срок окупаемости, так как нет необходимости в электропитании от центральной сети. Выводы по 4 разделу 1. Проведен анализ схем подключения ветрогенераторов и солнечных па- нелей с основной сетью (на примере микросетей). 2. Сравнительный анализ схем комбинированных электростанций и их присоединения к центральным электрическим сетям, использующих установки возобновляемой энергетики показывает, что модульные схемы электростанций, позволяют суммировать и распределять потоки энергии от генерирующих ис- точников и реализовывать эффективные методы управления этими процессами. 3. В настоящей работе сделан анализ схем присоединения электростанций на ВИЭ к центральной электрической сети. В качестве примера предложено техническое решение использования ВИЭ для энергоснабжения дома в районе Каракалпакии. В процессе разработки рассчитана комбинированная фото-ветро установка для электроснабжения дома. Download 1.57 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|