Разработка автономного электроснабжения для теплонасосной установки
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
° I с устройством отбора тепла УОТ основного контура II понижается (после сужающего устройства СУ).- основной контур.
К - компрессор мощностью Nк; СУ - сужающее устройство; УОТ - устройство отбора тепла от питательного контура; ДД2 и ДТ5 - датчики давления Р2 и температуры t5 на входе компрессора; ДДК, ДР2, ДТ6 - датчики давления, расхода и температуры на выходе компрессора; ДД-СУ, ДТ-СУ - датчики давления Рсу и температуры tсу на выходе сужающего устройства СУ; СУ - сужающее устройство.- отопительный контур.
П1, П2, …, Пn - потребители тепла; УПТ - устройство приема тепла; ДР3, ДТ7 - датчики расхода нагретой воды и ее температуры t7 при подаче потребителям с помощью насоса отопительного контура Нок; ДДок - датчик давления на вводе потребителям.
ППНП - преобразователь постоянного напряжения в переменное U частотой f=50 Гц; ТГ, СБ - соответственно термогенератор и солнечная батарея, вырабатывающие постоянное напряжение E; СЧ1 - счетчик электроэнергии Nк, потребляемой компрессором К; СЧ2 - счетчик электроэнергии Nпэ, потребляемой остальными потребителями электроэнергии.
Рис 4.1 ТНУ с автономным электроснабжением от термогенератора и от солнечных батарей
4.2 Блок-схема устройства автономного электроснабжения. Выбор и обоснование преобразователя постоянного напряжения в переменное
Блок-схема устройства автономного электроснабжения приведена на рис.4.2
Рис.4.2 Блок-схема автономного электроснабжения для теплонасосной установки
ФГ - фотогенератор; НФГ - накопитель фотогенератора; ТГ - термогенератор; НТГ - накопитель термогенератора; СхУ - схема управления; ППНП - преобразователь постоянного напряжения в переменное; ВРУ - вводное распределительное устройство.
Uс - напряжение электросети 220 В 50 Гц; Uфг - постоянное напряжение фотогенератора; Uнфг - постоянное напряжение накопителя фотогенератора; Uтг - постоянное напряжение термогенератора; Uнтг - постоянное напряжение накопителя термогенератора; Uд, Iд - напряжение и ток двигателя постоянного тока;
Нагрузки ВРУ: Nпр - мощность привода компрессора; Nна - мощность насосных агрегатов; Nбн - мощность нагрузок бытового назначения; Nсху - мощность приборов схемы управления; Nтну - суммарная нагрузка.
Источники электрической энергии постоянного напряжения для автономных систем электроснабжения
Химические источники:
аккумуляторы
топливные элементы
электрохимические
биохимические
Физические источники:
фотогенераторы
термогенераторы
атомные батареи
Для преобразования постоянного напряжения в переменное известны следующие пути:
статические преобразователи постоянного напряжения в переменное - инверторы
электромашинные преобразователи постоянного напряжения в переменное структур ДПТ-ГПН (двигатель постоянного тока - генератор переменного напряжения)
Классификация статических преобразователей постоянного напряжения в переменное
.Транзисторные: однотактные и двухтактные (недостаток - небольшая выходная мощность - до нескольких кВт)
2.Тиристорные
(Достоинства - большие мощности до нескольких десятков кВт)
.На JGBT - транзисторах
(Достоинства - большие мощности, кВт, МВт)
.Цифровые (ЦАП - цифроаналоговые преобразователи)
В приложении 2 дана классификация накопителей электроэнергии.
В настоящее время перспективными считаются накопители энергии, из них в первую очередь обычные свинцовые аккумуляторы с добавкой наноматериалов.
4.3 Расчет суммарной электрической нагрузки ТНУ
Схема автономного электроснабжения ТНУ включает преобразователь постоянного напряжения в переменное, который представляет собой машинный агрегат, состоящий из двигателя постоянного тока ДПТ и генератора переменного напряжения ГПН.
ГПН выбирается исходя из суммарной электрической нагрузки Nтну:
Nтну=Nпр+Nна+Nсн+Nсху (4.1)
где Nпр - мощность привода компрессора
Nна - мощности насосных агрегатов
Nсн - мощности приборов собственных нужд
Nсху - мощность приборов схемы управления СхУ
Машинный агрегат имеет напряжение 220 В частотой 50 Гц с тем, чтобы можно было применять обычные приборы различного назначения на 220 В. Питание нагрузок Nпр, Nна, Nсн, Nсху осуществляется через вводное распределительное устройство ВРУ с соответствующей релейной защитой.
Для функционирования машинного агрегата МА необходимо на вход двигателя постоянного тока ДПТ подавать постоянное напряжение Uд и при токе Iд.
Постоянное напряжение Uд может быть получено фотогенератором ФГ, термогенератором ТГ.
Подключение выбранного преобразователя ФГ или ТГ осуществляется схемой управления СхУ.
4.4 Фотопреобразователь
4.4.1 Принцип действия фотоэлемента
Полупроводниковые солнечные батареи впервые были установлены на третьем советском искусственном спутнике Земли (запущенном на орбиту 15 мая 1985г.).
Простейшая конструкция солнечного фотоэлемента-прибора для преобразования энергии солнечного измерения - на основе монокристаллического кремния показана на (рис. 4.3). На малой глубине от поверхности кремниевой пластины р-типа сформирован р-n-переход с тонким металлическим контактом. На тыльную сторону пластины нанесен сплошной металлический контакт.
Когда солнечный элемент освещается, поглощенные фотоны генерируют неравновесные электронные пары.
Электроны, генерируемые в р-слое вб?/p>