Электроснабжения сельского производственного объекта на базе СЭУ, ВЭУ и гибридной ветро-солнечной электроустановки
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
Введение
Производство энергии, являющееся необходимым средством для существования и развития человечества, оказывает воздействие на природу и окружающую человека среду. С одной стороны в быт и производственную деятельность человека настолько твердо вошла тепло- и электроэнергия, что человек даже и не мыслит своего существования без нее и потребляет само собой разумеющиеся исчерпаемые ресурсы. С другой стороны, человек все больше и больше свое внимание заостряет на экономическом аспекте энергетики и требует экологически чистых энергетических производств. Это говорит о необходимости решения комплекса вопросов, среди которых перераспределение средств на покрытие нужд человечества, практическое использование в народном хозяйстве достижений, поиск и разработка новых альтернативных технологий для выработки тепла и электроэнергии и т.д.
В начале XXI века, начинается новый значительный этап развития энергетики. Приближающаяся угроза топливного голода, а также загрязнение окружающей среды этот факт, что прирост потребности в энергии значительно опережает прирост ее производства, вынуждает многие страны с новых позиций обратить внимание на альтернативные (нетрадиционные и возобновляемые) источники энергии, к ним относят: энергию солнечных лучей, ветра, текущей воды, тепла земных недр и пр.
По прогнозам специалистов глобальная смена энергетического курса возможна за период около 50 лет. Кроме того, предельные затраты для общества будут снижены, и могут стать даже отрицательными в том случае, если реформы будут тщательно спланированы и станут неотъемлемой частью модернизации производства. Все это потребует значительных начальных инвестиций и разработки долгосрочных стратегий.
Так же потребуется кардинальное изменение систем производства и поставки энергии вместе с энергопотребляющим оборудованием. Согласно прогнозу Мирового Энергетического Совета (МИРЭС), на долю АИЭ в 2020 г. будет приходиться 1150 - 1450 млн. тонн условного топлива (5,6 - 5,8% общего энергопотребления). К 2030 г. АИЭ могут дать энергию, эквивалентную 50-70% современного уровня потребления энергии.
В данной работе мы обратили внимание на такие виды возобновляемой энергетики, как солнечная и ветровая. В настоящее время эти две отрасли наиболее динамично развиваются с технологических и экономических позиций и внедряются по всему миру. Достоинства этих видов очевидны: и солнечный свет и ветер - как энергоносители - доступны в любой точке земного шара, технологии преобразования их в электрическую энергию были изучены еще в конце прошлого века и все время модернизируются и удешевляются, а также срок службы и простота эксплуатации позволяют использовать ветровые и солнечные установки даже в локальных масштабах. Ключевым фактором в нашей работе является именно проблема электроснабжения удаленного от центральных энергосетей объекта, решить которую мы беремся с использованием альтернативных источников энергии: солнца и ветра - как источников широко распространенных и благодаря современным технологиям легкодоступных.
Итак, рассмотрим варианты электроснабжения сельского производственного объекта на базе СЭУ, ВЭУ и гибридной ветро-солнечной электроустановки. Ко всем прочим достоинствам этих видов возобновляемых ресурсов, комбинирование их позволит предотвратить перебои электроснабжения, а также удешевить установку, за счет перекрытия в объемах производства энергии по сезонам.
Таким образом, необходимо определить какой тип станции будет лучшим, при кооперации - какой тип источника энергии будет основным, а какой второстепенным, - для чего мы произведем расчет для двух вариантов комбинирования, учитывая обязательно экономическую эффективность обоих решений.
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОДОВЫХ НАГРУЗОК ОБЪЕКТА
Исходные данные.
В качестве исходных данных дано:
РМАХ=10 кВт,
Типовые графики нагрузок для бытовых потребителей,
Регион - Рязань,
Таблицы инсоляции по месяцам, оптимальный наклон модуля.
Следует упомянуть, что графики типовых электрических нагрузок для бытовых потребителей заданы для характерных суток всех сезонов. Поэтому примем, что в каждом месяце одного сезона характер потребления и его модуль идентичны.
С помощью типовых графиков нагрузок [1] были построены графики характерных сезонных суточных нагрузок с учётом следующих условий:
РМАХ.ЗИМА=10 кВт;
РМАХ.ВЕСНА=9 кВт;
РМАХ.ЛЕТО=7 кВт;
РМАХ.ОСЕНЬ=8 кВт.
Рисунок 1. Характерный график суточных нагрузок для лета.
Графики нагрузок, соответствующие им таблицы приведены в приложении А.
Расчёт среднесуточного потребления энергии.
Расчёт суммарной потребляемую энергию за месяц:
Остальные значения потребления были рассчитаны аналогично, все значения сведены в следующую таблицу:
Таблица 1. Значения потребления энергии, характерного месяца в сезоне.
СезонPMAX, кВтW?, кВтчЗима103075Весна92457Лето71816Осень82352
2. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ОБЪЕКТА СОЛНЕЧНЫМИ МОДУЛЯМИ
.1 Расчёт количества солнечных модулей
Первым этапом определения количества солнечных модулей для района Рязань является определение положения солнечных модулей, примем оптимальный наклон солнечного модуля, примем что солнечные модули будут работать круглый год, примем, что солнечные модули не будут загораживаться деревьями, зданиями и прочими помехами. По значениям инсоля?/p>