Нетрадиционные источники энергии при энергоснабжении автономных потребителей
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
p>
Рис. 5.4 График изменения тепловой нагрузки в течение года
График изменения электрической нагрузки в течение года показан на рисунке 5.5.
Рис. 5.5 График изменения электрической нагрузки в течение года
График изменения расхода топлива в течение года показан на рисунке 5.6.
Рис. 5.6 График изменения расхода топлива на котлоагрегат, ДЭС и общего расхода топлива в течение года
Значения расходов топлива, необходимого для покрытия потребностей потребителей в течение года, приведены в таблице 11.
Таблица 11
Расход дизельного топлива
Расход топлива, т/годКотельный агрегат2277Дизель-электрический агрегат7363Суммарный расход топлива9640
Графическое отображение полученных результатов по расходам дизельного топлива для традиционного варианта энергоснабжения на базе ДЭС и водогрейной котельной показано на рисунке 5.7.
Рис. 5.7 Расходы дизельного топлива
5.3 Схема системы электроснабжения от дизель-генератора и теплоснабжения от водогрейной котельной с использованием утилизационного тепла дизель-генератора
Предложенная схема изображена на рисунке 5.8.
Рис. 5.8 Тепло- и электроснабжение на базе ДЭС и котельной
Условные обозначения: I -ДЭС; II - утилизация тепла ДЭС; III -электрогенератор; IV - котлоагрегат
Вид схемы в программной среде TRNSYS показан на рисунке 5.9.
Рис. 5.9 Вид схемы в программной среде TRNSYS
Рассмотрим подробнее процессы, происходящие в каждом элементе схемы.
Электрическая мощность, вырабатываемая ДЭС, Вт:
- требуемая электрическая мощность в соответствии с графиком нагрузки потребителей, Вт.
Расход топлива на ДЭС в год, кг/год:
где - количество электроэнергии, которое должно вырабатываться в соответствии с графиком электрической нагрузки потребителей;
- теплотворная способность дизельного топлива;
- КПД ДЭС по выработке электроэнергии.
Тепловая нагрузка, которую должна обеспечивать котельная, равна:
где Qтреб - количество тепловой энергии, необходимое потребителям на отопление и ГВС;
- количество тепловой энергии, получаемой от утилизации в ДЭС.
Расход топлива на водогрейной котельной в год, кг/год:
где - годовой отпуск тепловой энергии котельной, Вт;
- КПД котельной установки.
Суммарный расход топлива за год, кг/год:
В результате моделирования были получены следующие результаты.
График изменения тепловой нагрузки в течение года показан на рисунке 3.10.
Рис. 5.10 График изменения тепловой нагрузки в течение года
График изменения расхода топлива в течение года показан на рисунке 5.11.
Рис. 5.11 График изменения расхода топлива на котлоагрегат, ДЭС и общего расхода топлива в течение года
Значения расходов топлива, необходимого для покрытия потребностей потребителей в течение года, приведены в таблице 12.
Таблица 12
Расход дизельного топлива
Расход топлива, т/годКотельный агрегат85Дизель-электрический агрегат7363Суммарный расход топлива7448
Графическое отображение полученных результатов по расходам дизельного топлива для традиционного варианта энергоснабжения на базе ДЭС с утилизацией теплоты и водогрейной котельной показано на рисунке 5.12.
Рис. 5.12 Расходы дизельного топлива
Экономия дизельного топлива по сравнению с предыдущей схемой:
на котельный агрегат:
то есть расход топлива сокращается на 96%;
общая экономия топлива:
то есть расход топлива сокращается на 22,7%.
Таким образом, установка ВЭУ позволяет значительно сократить расход топлива на котлоагрегат (на 96%) и в целом сэкономить 22,7% расходуемого топлива по сравнению с расходом топлива в схеме энергоснабжения без утилизации тепла ДЭС.
6. Моделирование систем на базе энергии ветра
6.1 Схема системы тепло- и электроснабжения на базе ветроэлектрической установки и котельной
Предложена схема с использованием ветроэлектрических станций на цели тепло- и электроснабжения. Она изображена на рис. 4.1. Система состоит из ветроустановки I с электрогенератором II. В качестве резервного источника электроснабжения выступает дизель-электрический агрегат IV. Обеспечение потребителей тепловой энергией на нужды ГВС и отопления осуществляется от котельной установки III, работающей на дизельном топливе.
Преимуществами системы являются применение серийного ветроэлектрооборудования, а также отказ от наружной прокладки тепловой сети, что снижает потери тепла.
Рис. 6.1 Тепло- и электроснабжение на базе ветроэлектроустановки и котельной
Условные обозначения: I - ветроустановка; II - генератор; III - котлоагрегат; IV - резервный источник электроснабжения (ДЭС).
Вид схемы в программной среде TRNSYS показан на рисунке 6.2.
Рис. 6.2 Вид схемы в программной среде TRNSYS
Рассмотрим подробнее процессы, происходящие в каждом элементе схемы.
Ветряк приводится в действие ветром, который в свою очередь вращает ротор генератора. Вращаясь ротор генератора создаёт трёхфазный переменный ток, который передаётся на электроснабжение потребителей. В данной схеме используются 6 ветроэлектрических агрегатов,