Электроснабжения сельского производственного объекта на базе СЭУ, ВЭУ и гибридной ветро-солнечной электроустановки
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
?ии [1] для региона Рязань составим следующую таблицу:
Таблица 2. Значения инсоляции, годовые.
МесяцИнсоляция, кВтч/м2МесяцИнсоляция, кВтч/м2Январь21,2Июль169Февраль55Август147Март109Сентябрь106Апрель130Октябрь62,3Май168Ноябрь35,2Июнь165Декабрь23
2.2 Выбор числа и типа солнечных модулей
Примем к установке каркасные солнечные модули мери МСК [2]:
Таблица 3. Основные технические характеристики солнечного модуля.
МодельРазмер, ммUн, ВUxx, ВIкз, АUp, ВIp, АWp, ВтВес, кгСтеклоМСК-165805*1575*472443,65,20344,70-5,0016517закаленное
Допустим, среднемесячное значение инсоляции за выбранный период равно Е(кВтч/м2) , тогда модуль мощности P(Вт) в течении этого периода сможет сгенерировать следующее количество энергии W(кВтч):
Приведём пример расчёта для января:
Остальные данные рассчитаем аналогично и сведём в таблицу:
Таблица 4. Объёмы энергии, производимые одним солнечным модулем.
МесяцОбъём энергии, производимый одним солнечным модулем, кВтч/месяцМесяцОбъём энергии, производимый одним солнечным модулем, кВтч/месяцЯнварь2,4Июль13,9Февраль6,4Август12,1Март10,8Сентябрь10,5Апрель12,9Октябрь6,2Май16,6Ноябрь3,5Июнь13,6Декабрь2,7
Отнесём количество энергии, производимое одним солнечным модулем, к паспортной мощности модуля и получим значение количества необходимых модулей для полного снабжения электроэнергией потребителя.
Рассчитаем среднее количество солнечных модулей и примем это количество к установке. Среднее количество составило 260 модулей.
Сведём данные в таблицу:
Таблица 5. Количество солнечных модулей для каждого месяца:
МесяцКоличество солнечных модулейМесяцКоличество солнечных модулейЯнварь1256Июль130Февраль484Август150Март228Сентябрь224Апрель191Октябрь381Май148Ноябрь675Июнь133Декабрь1158
.3 Выбор числа и типа аккумуляторных батарей
Для расчета числа аккумуляторных батарей рассмотрим характерные сутки. Рассчитаем избыток и дефицит энергии за характерные сутки каждого месяца и сведём в таблицу:
Таблица 6. Избыток и дефицит энергии.
МесяцИзбыток и дефицитМесяцИзбыток и дефицитЯнварь-81,2788Июль108,619Февраль-47,445Август86,597Март27,209Сентябрь27,706Апрель48,23Октябрь-16,0377Май86,268Ноябрь-43,1648Июнь104,615Декабрь-79,477
Далее для расчета кол-ва батарей рассматриваем периоды с избытком энергии. Определяем среднюю продолжительность дня и ночи для рассматриваемых месяцев [3]. Данные занесем в таблицу 7:
Таблица 7. Средняя продолжительность дня и ночи
МесяцДень/Ночь(час)МесяцДень/Ночь(час)Март12/12Июль17/7Апрель14/10Август15/9Май16/8Сентябрь13/11Июнь17/7
Определяем расход энергии ночью в характерные сутки, используя графики нагрузок. Данные заносим в таблицу 8:
Таблица 8. Расход энергии в ночное время
МесяцДень/Ночь(час)МесяцДень/Ночь(час)Март42,75Июль11,55Апрель32,4Август20,3Май20,25Сентябрь38Июнь11,55
Расчет емкости батареи с учетом потерь и допустимой разряда. Так же примем к сведению среднюю температуру за месяц и установку 2х последовательно подключенных батарей.
Данные одной батареи:
Таблица 9. Технические характеристики АКБ
Технические характеристикиМодельHZB12200Номинальное напряжение12ВСрок службы12 летНоминальная емкость 25оС200А*чВнутреннее сопротивление полностью заряженной АКБ2МОмРабочий диапазон температур-20..50оCГабаритные размеры520*240*220ммВес60.9кг
Расчет емкости одного блока(две последовательно соединенные АКБ):
Далее, при известных емкостях батареи и потребности в энергии рассчитаем количество блоков.
Таблица 10. Количество аккумуляторных батарей.
МартАпрельМайИюньИюльАвгустСентябрьРасход ночью42,7532,420,2511,5511,5520,338Емкость 2х батарей (24В)кWth2,7162,7162,7162,7162,7162,7162,716Кол-во необходимых блоков15,7311,927,454,254,257,4713,98
Итого для электроснабжения объекта солнечными модулями в период солнечной активности необходимо:
А. 260 солнечных модулей марки МКС-160
Б. 16 аккумуляторных блоков по 2 батареи марки HZB12200
3. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ОБЪЕКТА ВЕТРОУСТАНОВКАМИ
.1 Оценка ветрового потенциала в регионе
Для оценки ветрового потенциала ветра с сайта [4] были взятые из архива данные за 2011 год. Далее все данные были сведены в отдельную таблицу и составлена градация ветра.
Таблица 11. Градация ветра по скорости, в процентах.
Месяц/Vwind(м/с)0123456Январь11,514,120,825,519,35,24,2Февраль5,315,028,935,812,81,11,1Март2,920,021,924,817,18,15,2Апрель9,716,225,928,713,02,82,3Май11,327,732,521,24,82,60,0Июнь11,026,430,819,87,93,50,4Июль19,328,832,614,23,90,90,4Август15,022,334,321,04,71,31,3Сентябрь8,531,040,415,53,30,90,5Октябрь4,020,938,724,07,64,40,4Ноябрь5,312,731,732,813,22,61,6Декабрь4,616,818,819,814,714,713,7
ВЭС необходимо расположить таким образом, что бы ветровой поток не перекрывался другими установками и рельефом местности.
Таблица 12. Градация по направлению.
МесяцНаправлениеМесяцНаправлениеянварь184июль121февраль209август137март217сентябрь242апрель187октябрь224май142ноябрь229июнь170декабрь192При помощи этой градации можно подсчитать среднее значение направление ветра, которое составит 187 градусов (северный ветер). Логично будет располагать ВЭС на линии по азимуту 90 или 270 градусов (с востока на запад), на некотором отдалении друг от друга.
.2 Выбор ветроэлектроустановки
электроснабжение энергия ветровой солнечный
Было принято решение для генерации электроэнергии применить вертикально-осевой тип турбины с ротором Дарье. Это обусловлено низкими скоростями ветра в регионе и невозможностью использования других типов турбин. ?/p>