Разработка эффективной системы энергоснабжения на основе возобновляемых источников энергии туристической базы пансионата "Колос"
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
? величиной порядка 0,71021 Дж /16/. Однако большая часть этой энергии выделяется над океанами. Тем не менее, как уже отмечалось, над равнинами, не покрытыми лесами, энергия ветра также довольно высока. Кроме того в такой местности ветер отличается большей устойчивостью, что особенно важно для работы ветроэнергетических установок.
Ниже приведены некоторые из ветроустановок различных мощностей, используемых в мире.
3.2.2 Определение основных параметров ветроэнергетики
Удельная мощность ветрового потока Nудi(Vi), проходящего через 1 м2 поперечного сечения определяется по формуле/8/:
(3.3.)
где: - заданная плотность воздуха при нормальных условиях
V - скорость ветра, м/с;
Таким образом мощность ветра пропорциональна его скорости в третьей степени, и для оценки этой мощности достаточно иметь информацию о скорости ветра.
В России имеются метеорологические службы, занимающиеся регистрацией скорости ветра , следовательно имеются достаточно достоверные статистические данные о его скорости. Однако при этом следует помнить, что на метеостанциях скорость ветра измеряется на высоте 10 м над поверхностью Земли в данной местности. Поэтому если ветроколесо находится на другой высоте, то скорость ветра следует пересчитать по следующей эмпирической формуле /16/:
, (3.4.)
где: Vh - скорость ветра на высоте h, м/с;
V - скорость ветра по данным метеостанции, м/с;
h - высота оси ветроколеса, м;
b - эмпирический коэффициент.
Для открытых мест параметр b=0,14 /16/. На основании статистических метеорологических данных определены параметры энергии ветра в течение года (табл.3.3.1.).
Таблица 3.4 Вероятность скорости ветра по градациям (в % от общего числа случаев)/9/
Ме-
сяцСкорость (м/сек)0-12-34-56-78-910-1112-1314-1516-1718-2021-2425-28ст. Усть-БаргузинI31.533.218,28,73.00,92,01,01,30,2II44,632.012,75,32,40,81,00,30,80,1III38,334.113,36,13,71.31,60.70,80.1IV35,830.215,27,94,71,42.20,61,70,3V33,830.718,47,83,81,61,70,81,202VI35,733,119,06,32,61,11,10,30,70,1VII36,932,418,86,52,10,81,00,40,90,2VIII33,131.519,07,13,21,52,10,61,80,1IX33,430.317,67,34,51,72,60,71,60,3X28,528,016,79,66,11,63,11,64.20.6XI16,421,422,315,67,43,64,02,55,20.6XII15,621,220,917,29,13,15,02.34,51.1Год31.929,817,78,84,41,62.31,02,10.4
Из таблицы 3.4. видно, что наиболее вероятные скорости ветра равны 4 - 12 м/с. Удельная энергия, при этом, определялась с учетом вероятностного характера скорости ветра по формуле :
(3.5.)
где: Nуд - удельная мощность ветра ,Вт/м2 ;
Vi - i-тая скорость ветра, м/с;
ti(Vi) - вероятность действия i-той скорости ветра во время t.
Для проектирования электроснабжения важным параметром является продолжительность штиля (V1м/с). Из таблицы 3.4. определяем, что вероятность практического штиля в нашей зоне составляет 0,14 -0,30 в зависимости от времени года, однако максимальное количество идущих подряд штилевых дней для Республики Бурятия равно четырем /8/.Это обстоятельство следует учитывать при проектировании ветроэлектрических установок и определения глубины аккумулирования электроэнергии.
Как видно из данной главы Байкальский регион имеет колоссальный ресурс возобновляемых источников энергии, причем как солнца, так ветра, что позволяет с достаточной эффективностью внедрять установки на основе ВИЭ.
4. Технологическая часть
Как показал опыт эксплуатации экодомов, для отопления зданий в условиях Сибири /9/, использование активных солнечных систем неэффективно. Учитывая тот факт, что Гостевой дом будет использоваться в основном в летнее осенний период целесообразнее будет использовать комбинированную систему теплоснабжения, т.е. для отопления предлагается использовать пассивную солнечную систему, а для горячего водоснабжения солнечные коллектора с теплоносителем вода.
На рис. 4.1. представлена схема системы солнечного теплоснабжения.
Рис. 4.1.Схема системы солнечного теплоснабжения.
1-солнечный коллектор, 2- бак аккумулятор горячей воды, 3- теплообменник, 4- здание с напольным отоплением, 5- дублер, 6- пассивная солнечная система, 7- галечный аккумулятор, 8- заслонки, 9- вентилятор, 10- подача теплого воздуха в здание, 11-подача рециркуляционного воздуха из здания.
4.1 Обзор пассивных систем солнечного отопления
Пассивная система солнечного отопления проста по конструкции и имеет высокую эффективность, система способна обеспечить до 60 % загрузки отапливаемых сооружений /18/.
Сооружение с пассивным использованием теплоты солнечной радиации можно определить как построенную с учетом климатических процессов данной местности систему отопления, использующую строительные элементы, максимально аккумулирующую энергию солнечного излучения для обеспечения микроклимата в помещении, в соответствии с нормами проектирования.
Пассивные гелиосистемы условно разделяют на открытые и закрытые.
В открытых системах лучи солнечного излучения проникают в отопительное помещение через оконные проемы (увеличенных размеров) и нагревают строительные конструкции помещения. Последние при этом являются приемниками и аккумуляторами теплоты.
Такие системы очень просты, но имеют недостатки, а именно: неустойчивость теплового режима; в ряде случаев из-за интенсивной инсоляции возникает некомфортное состояние в помещении; необходимость использования дополнительной нагревательной системы.
В закрытых системах поток солнечной радиации в помещение не проникает, а поглощается приемником солнечной радиации, совмещенного с наружными ограждающими конструкциями. Такая система выполняет как функции основного ко?/p>