Разработка бытового ветрогенератора

2.7 Малые ветрогенераторы

К малой ветроэнергетике относятся установки мощностью менее 100 кВт. Установки мощностью менее 1 кВт относятся к микро-ветряной энергетике. Они применяются на яхтах, с/х фермах для водоснабжения.

Малые ветрогенераторы могут работать автономно, то есть без подключения к общей электрической сети.

Считается, что применение малых ветрогенераторов в быту малоцелесообразно из-за:

Высокой стоимости инвертора ~ 50 % стоимости всей установки (применяется для преобразования переменного или постоянного тока получаемого от ветрогенератора в ~ 220В 50Гц (и синхронизации его по фазе с внешней сетью при работе генератора в параллель))

Высокой стоимости аккумуляторных батарей ~ 25 % стоимости установки (используется в качестве источника бесперебойного питания при отсутствии или пропадании внешней сети)

Для обеспечения надёжного электроснабжения к такой установке иногда добавляют дизель-генератор, сравнимый по стоимости со всей установкой.

В настоящее время, несмотря на рост цен на энергоносители, себестоимость электроэнергии не составляет сколько-нибудь значительную величину у основной массы производств на фоне других затрат. Ключевым для потребителя остаётся надёжность и стабильность электроснабжения.

Основными факторами приводящими к удорожанию энергии получаемой от ветрогенераторов являются:

ѕ Необходимость получения электроэнергии промышленного качества ~ 220В 50 Гц (применяется инвертор)

ѕ Необходимость автономной работы в течение некоторого времени (применяется аккумуляторы)

ѕ Необходимость длительной бесперебойной работы потребителей (применяется дизель-генератор).

В настоящее время наиболее экономически целесообразно получение с помощью ветрогенераторов не электрической энергии промышленного качества, а постоянного или переменного тока (переменной частоты) с последующим преобразованием его с помощю ТЭНов в тепло, для обогрева жилья и получения горячей воды. Эта схема имеет несколько преимуществ:

Отопление является основным энергопотребителем любого дома в России.

Схема ветрогенератора и управляющей автоматики кардинально упрощается.

Схема автоматики может быть в самом простом случае построена на нескольких тепловых реле.

В качестве аккумулятора энергии можно использовать обычный бойлер с водой для отопления и горячего водоснабжения.

Потребление тепла не так требовательно к качеству и бесперебойности, температуру воздуха в помещении можно поддерживать в широких диапазонах 19--25°С -- в бойлерах горячего водоснабжения -- 40--97°С без ущерба для потребителей.

По данным Американской Ассоциации Ветряной Энергетики (AWEA) в США в 2006 г. было продано 6807 малых ветряных турбин. Их суммарная мощность 17 543 кВт. Их суммарная стоимость $56 082 850 (примерно $3200 за кВт мощности). В остальном мире в 2006 г. были проданы 9502 малых турбины (без учёта США), их суммарная мощность 19 483 кВт.

Наиболее перспективными регионами для развития малой ветроэнергетики считаются регионы со стоимостью электроэнергии более $0,1 за кВт·ч. Себестоимость электроэнергии, производимой малыми ветрогенераторами в 2006 г. в США составляла $0,10--$0,11 за кВт·ч. AWEA ожидает, что в ближайшие 5 лет себестоимость снизится до $0,07 за кВт·ч.

AWEA прогнозирует, что к 2020 году суммарная мощность малой ветряной энергетики США вырастет до 50 тыс. МВт, что составит около 3 % от суммарных мощностей страны. Ветряные турбины будут установлены в 15 млн. домах и на 1 млн. малых предприятий. В отрасли малой ветроэнергетики будут заняты 10 тыс. человек. Они ежегодно будут производить продукции и услуг на сумму более чем $1 млрд.

Ниже приводится схема и основные расчёты ветрогенераторной системы, разработанной и изготовленной автором.

3. ВЫБОР СХЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОБЪЕКТА ЭНЕРГИЕЙ

Схема работы ветрогенераторной системы с потребителем.

На рисунок 3.2 показана схема электроснабжения потребителя от ветрогенератора(с аккумуляторами) и его коммутация с сетью.

Рисунок 3.2Ветрогенератор (с аккумуляторами) и его коммутация с сетью

Данная система состоит из приборов:

1. Генератор

2. Контроллер

3. Аккумуляторы

4. Коммутационный аппарат

5. Предохранители

6. Инвертор

7. АВР

Данная схема предусматривает бесперебойное снабжение потребителя электроэнергией при перебоях в централизованной системе электроснабжения. При отключении основного источника питания, т.е централизованной электросети, АВР производит переключение с основного источника питания на резервный.

Резервным источником питания является альтернативный источник энергии- ВЭУ., которая преобразует энергию ветра в электроэнергию. Полученная энергия через контролер поступает на заряд АКБ. С АКБ напряжение поступает на инвертор, который в свою очередь преобразует постоянное напряжение 12В в переменное 220В с частотой 50Гц, тем самым обеспечивая потребителя электроэнергией.

4. ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

4.1 Работу всего комплекса определяют три основные величины

1) Выходная мощность ветроустановки (кВт), определяется только мощностью преобразователя (инвертора) и не зависит от скорости ветра, емкости аккумуляторов. Ещё её называют «пиковой нагрузкой». Этот параметр определяет максимальное количество электроприборов, которые могут быть одновременно подключены к моей системе. Я не смогу одновременно потреблять больше электроэнергии, чем позволяет мощность моего инвертора. Для увеличения выходной мощности возможно одновременное подключение нескольких инверторов.

2)Время непрерывной работы при отсутствии ветра или при слабом ветре определяется емкостью аккумуляторных батарей (А*ч или кВт) и зависит от мощности и длительности потребления.

3)Скорость заряда аккумуляторных батарей (кВт/час) зависит от мощности самого генератора. Также этот показатель прямо зависит от скорости ветра, а косвенно от высоты мачты и рельефа местности. Более мощный генератор следует брать в том случае, если ветра в месте установки слабые или вы потребляете электроэнергию постоянно, но в небольших количествах. Для увеличения скорости заряда аккумуляторов возможна установка нескольких генераторов одновременно и подключение их к одной аккумуляторной батарее.

4.2 Условия подбора ветрогенератора и сопровождающего оборудования

1) Количество электроэнергии, необходимое объекту ежемесячно (измеряется в кВт*час). Эти данные необходимы для подбора генератора. Их можно взять из коммунальных счетов на оплату электроэнергии или рассчитать самостоятельно.

2) Желаемое время автономной работы энергосистемы в безветренные периоды или периоды, когда моё потребление энергии из аккумуляторов будет превышать скорость зарядки аккумуляторных батарей генератором. Данный параметр определяет количество и емкость аккумуляторных батарей.

3) Максимальная нагрузка на сеть в пиковые моменты (измеряется в кВт). Необходимо для подбора инвертора переменного тока.

4.3 Выбор генератора

Для примера взят частный дом в городе Ростов на Дону. По

предварительным расчётам дом будет потреблять не больше 150 кВт*ч электроэнергии ежемесячно с учётом использования энергосберегающих технологий. Затраты электроэнергии не очень высокие, т.к. хозяева будут использовать для отопления и нагрева воды газовый котёл, а ветрогенератор необходим только для полного обеспечения бытовых приборов электроэнергией (холодильник, освещение).

Хозяева проводят основную часть дня на работе, а пик потребления электроэнергии припадает на утренние и вечерние часы. В этот момент могут быть включены электроприборы суммарной мощностью до 0,3 кВт.

Дом находится на возвышенности и есть открытое пространство, вокруг места установки ветрогенератора.

Общественная электросеть есть. Необходимо полностью обеспечить 150 кВт*ч электроэнергии ежемесячно с пиковыми нагрузками до 300 Вт.

Чтобы понять как быстро должны заражаться аккумуляторы при расходе электроэнергии 150 кВт*ч в месяц: Скорость заряда аккумуляторных батарей генератором должна составить как минимум 350 Ватт в час.

Рассчитываем среднее ежечасное потребление

Wср.ч =( Wm ? N) ? n , (4.1)

где Wср.ч -среднее ежечасное потребление, [ кВт ? ч ];

Wm -среднемесячное потребление;

N -число дней в месяце;

n -число часов в сутках.

Wср.ч =(150 ? 30) ? 24=0,208 (кВт ? ч)

Для того, чтобы обеспечить заряд аккумуляторных батарей генератором при этих условиях со скоростью 208 Ватт в час, нужно взять генератор, номинальная мощность которого будет как минимум в три раза больше необходимой, т.к. генератор будет работать всего на 30-35% от номинальной мощности

Pн= Wср.ч * 3, (4.2)

где Pн- номинальная мощность, [ Вт ].

Pн= 208 * 3= 624 (Вт)

Для данной ветроустановки выбираем автогенератор Г 224 - 55А, Uн=14 В. Этот генератор имеет высокие техника - экономические показатели, лёгок в эксплуатации и легко доступен.

Техническая характеристика генератора сведены в таблицу 4.1

Марка генератора	Выходное напряжение В	Коэффициент мощности (индуктивный)	Отдаваемый ток, А	Частота вращения ротора, об/мин (миним.)	КПД, % генератора	Режим работы	Отдаваемая мощность, кВ
Г 224-55А	14	0,95	55	600	60	длительный	0,77

4.4 Расчёт скорости ветра

В городе Ростов-на-Дону низкая среднегодовая скорость ветра, но открытое пространство и возвышение объекта позволит ветрогенератору работать как минимум на 30-40% от номинальной мощности. Для более точных показателей можно произвести замер скорости ветра в месте установки.

Как правило, оси пропеллерных ветроустановок находятся на высоте 5-50 метров. Для такой высоты можно пользоваться упрощённой формулой нахождения скорости ветра, аппроксимирующей выражение:

V10 (b (4.3)

где Vh - скорость ветра на высоте h, [ м/ч ];

V10 - скорость ветра на высоте 10м;

h- высота, [ м ];

b = 0,14 - эмпирический коэффициент. 0,14

Vh= 5 * ( 15/10 ) = 5,26 (м/с)

На рисунке 4.2 показана зависимость передаваемая ветроустановкой энергия от рабочей скорости ветра 5 м/с.

Рисунок 4.2 Передаваемая энергия ветроустановкой в зависимости от скорости ветра 5 м/с.

Как видно из приведенного графика, функция вырабатываемой энергии зависит от распределения скоростей ветра и имеет явно выраженный максимум. Это свойство используется для системных ветроэнергетических установок.

4.5 Аэродинамический расчёт ветроколеса

Конструкционная схема 3-лопостного ветроколеса дана на рисунке4.3., где L-длина лопасти, R-радиус окружности, D-ометаемая площадь ветроколеса.

Рисунок 4.3 - Схема ветроколеса

Ветроколёса бывают одна лопастные, двух лопастные, трёх лопастные и многолопастные.

Рабочая скорость ветра для ветроэнергетических установок пропеллерного типа на территории Ростовской области должна быть 6 м/с независимо от эквивалентной мощности потребителя. /8/, /9/

При изменении эквивалентной мощности потребителя при сохранении требуемой надежности мощность ветроустановки изменяется пропорционально

 = , т (4.4)

где - мощность ветроустановки при исходной нагрузке, кВт (Nву=0,77кВт);

N - исходная среднесуточная эквивалентная мощность нагрузки, кВт (N = 0,2 кВт);

Nвур - расчетная мощность ветроустановки при другой нагрузке, кВт;

Nр - расчетная среднесуточная эквивалентная мощность нагрузки, кВт.

Из пропорции (4) следует:

Nвур = 2Nр (4.5)

Размеры ветроколеса при этом можно определить по формуле:

Dву = , (4.6)

где Dву - расчетный диаметр ветроустановки, м;

Vр - текущее значение рабочей скорости ветра, м/с.

Отсюда:

Dву = = 2,87 ? 3 м

Исходя из полученных данных принимаем D= 3 м диаметр ветроколеса. Длина лопасти L=1,5 м.

5. РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

5.1 Цель расчёта токов КЗ

Коротким замыканием называется всякое непредусмотренное нормальными условиями работы соединение двух точек электрической цепи. В трёхфазных сетях переменного тока при расчётах учитывают трёхфазное и двухфазное КЗ, а в системах с заземлённой нейтралью также однофазное КЗ на землю. Замыкание на землю в системах с изолированной нейтралью не являются коротким замыканием, а рассматривается как ненормальный режим работы электрической сети. Очевидно, что наибольший ток будет протекать по цепи при трёхфазном КЗ, а наименьший, соответственно, при однофазном. Чаще всего токи КЗ бывают значительно больше токов нагрузки, но могут быть соизмеримы с ними по значению. В этом и заключается одна из особенностей сельских электрических сетей, которая связана с их значительной протяжённостью и разветвлённостью. /12/

5.2 Виды КЗ

Короткое замыкание (КЗ) -- электрическое соединение двух точек электрической цепи с различными значениями потенциала, не предусмотренное конструкцией устройства и нарушающее его нормальную работу. Короткое замыкание может возникать при нарушении изоляции токоведущих элементов или вследствие механического соприкосновения элементов, работающих без изоляции. Также коротким замыканием называют состояние, когда сопротивление нагрузки меньше внутреннего сопротивления источника питания.

5.2.1 Виды коротких замыканий

В трёхфазных электрических сетях различают следующие виды коротких замыканий и время его действия.

Однофазное (замыкание фазы на землю) -- K(1);

Двухфазное (замыкание двух фаз между собой) -- K(2);

Двухфазное на землю (2 фазы между собой и одновременно на землю) -- K(1,1);

Трёхфазное (3 фазы между собой) -- K(3).

В электрических машинах возможны короткие замыкания:

Межвитковые -- замыкание между собой витков обмоток ротора или статора, замыкание обмотки на металлический корпус.

Последствия короткого замыкания: при коротком замыкании резко возрастает протекающая в цепи сила тока, что обычно приводит к механическому или термическому повреждению устройства. В месте короткого замыкания может возникнуть электрическая дуга. Все это нередко становится причиной пожаров.

Короткое замыкание в одном из элементов энергетической системы способно нарушить её функционирование в целом -- у других потребителей может снизиться питающее напряжение, при коротких замыканиях в трёхфазных сетях возникает асимметрия напряжений, нарушающая нормальное электроснабжение. В больших энергосетях короткое замыкание может вызывать тяжёлые системные аварии.

В случае повреждения проводов воздушных линий электропередачи и замыкании их на землю, в окружающем пространстве может возникнуть сильное электромагнитное поле, способное навести в близко расположенном оборудовании ЭДС, опасную для аппаратуры и работающих с ней людей.

Рядом с местом аварии происходит растекание потенциала по поверхности земли, шаговое напряжение может достигнуть опасного для человека значения.

5.2.2 Методы защиты

Для защиты от короткого замыкания принимают специальные меры, ограничивающие ток короткого замыкания:

ѕ устанавливают токоограничивающие электрические реакторы;

ѕ применяют распараллеливание электрических цепей то есть отключение секционных и шиносоединительных выключателей;

ѕ используют понижающие трансформаторы с расщепленной обмоткой низкого напряжения;

ѕ используют отключающее оборудование -- быстродействующее коммутационные аппараты с функцией ограничения тока короткого замыкания то есть плавкие предохранители, автоматические выключатели;

ѕ применяют устройства релейной защиты для отключения поврежденных участков цепи.

5.3 Расчёт токов К.З в сети 220 В

Расчёт токов короткого замыкания выполнен в соответствии с межгосударственным стандартом/12/.

Резервное снабжение потребителя, осуществляется от ветрогенератора, через контролер (А1) и инвертор (А2), тогда примем их полное сопротивление Zр = rр = 0,10 ом. Поэтому начальное значение периодической составляющей тока однофазного КЗ от генератора G1

Iпо, кА в точке К, рассчитывают по формуле

Iпо = ; (5.7)

где Uн - номинальное напряжение 220В;

Zл - полное сопротивление линии.

Zл = (5.8)

где rл и xл активное и индуктивное сопротивления линии прямой последовательности расчётной схемы. До точки КЗ выбираем провод марки ВВГНГ 6 2,5 длиной l=10м с удельным активным и реактивным сопротивлениемrл = 3,54 мОм; xл = 0,1 мОм.

rл = rл0* l = 3,54 * 10=35,4мОм; xл = xл0* l =0,1 * 10=1мОм.

Zл = =71 мОм.

Zл +Zр = 0,071+0,13=0,171 Ом.

(К1)

Iпо= = 1300 А.

При питании от системы и К.З в точке К2 сопротивлением системы можно принебреч и тогда

(К2)

Iпо= = 3000 А.

6. ВЫБОР АППАРАТУРЫ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ

Автоматический выключатель - это контактный коммутационный аппарат (электротехническое или электроустановочное устройство), способный включать, проводить и отключать токи при нормальном состоянии электрической цепи, а также включать, проводить в течение определённого устанавливаемого времени и отключать токи в определённом аномальном состоянии цепи электрического тока. Автоматический выключатель предназначен для нечастых включений, а также для защиты кабелей и конечных потребителей от перегрузки и коротких замыканий.

Автоматические выключатели выбирают исходя из следующих условий. /4 /

(0,5…0,75) I пп; (6.1)

I н.а I расч.

где - ток расчётный, А;

I пп - номинальный ток нагрузки полупроводникового инвертора, А.

0,75*55 =41,25 А.

Принимаем автоматический выключатель ВА- 101, Iн=63 А; I max=3000 А;

0,75*25 =18,75 А.

Принимаем автоматический выключатель ВА-101, Iн =32 А; I max =3000А;

Магнитные пускатели выбираются исходя из условий:;

КМ1: ПМЛ121002, = 10 А, Uкат.н=220-230 В.

КМ2: ПМЛ121002, = 10 А, Uкат.н=220-230 В.

6.1 Выбор контроллера

При среднем уровне заряда аккумуляторных батарей 560 Вт/ч за интервал 8-9 часов ветровой генератор сможет выработать около 5000 Ватт. В ветреные дни этот показатель может увеличиться как минимум в два раза, поэтому за тот же период времени может быть выработано 10000 Ватт.

На элементной базе, аналогичной применявшейся в описанном выше линейном стабилизаторе, можно построить импульсный стабилизатор напряжения. При таких же характеристиках он будет обладать значительно меньшими габаритами и лучшим тепловым режимом.

При первом включении, когда конденсатор С4 разряжен и к выходу подключена достаточно мощная нагрузка, ток протекает через ИС линейного стабилизатора DA1. Вызванное этим током падение напряжение на R1 отпирает ключевой транзистор VT1, который тут же входит в режим насыщения, так как индуктивное сопротивление L1 велико и через транзистор протекает достаточно большой ток. Падение напряжения на R5 открывает основной ключевой элемент - транзистор VT2. Ток, нарастающий в L1, заряжает С4, при этом через обратную связь на R8 происходит запирание стабилизатора и ключевого транзистора. Энергия, запасенная в катушке, питает нагрузку. Когда напряжение на С4 падает ниже напряжения стабилизации, открывается DA1 и ключевой транзистор. Цикл повторяется с частотой 20-30 кГц.

Цепь R3, R4, С2 задаст уровень выходного напряжения. Его можно плавно регулировать в небольших пределах, от Uст DA1 до Uвх. Однако если Uвых поднять близко к Uвх, появляется некоторая нестабильность при максимальной нагрузке и повышенный уровень пульсации. Для подавления высокочастотных пульсаций на выходе стабилизатора включен фильтр L2, С5.

Схема достаточно проста и максимально эффективна для данного уровня сложности. Все силовые элементы VT1, VT2, DA1 снабжаются небольшими радиаторами. Входное напряжение не должно превышать 30 В, что является максимальным для стабилизаторов КР142ЕН8. Выпрямительные диоды применять на ток не менее 3 А, например КД201Б.

6.2 Выбор инвертора

Выбор инвертора производится исходя из пиковой мощности энергопотребления стандартного напряжения 220В, 50Гц. Существует два режима работы инвертора. Первый режим - это режим длительной работы. Данный режим соответствует номинальной мощности инвертора. Второй режим - это режим перегрузки. В данном режиме большинство моделей инверторов в течении нескольких десятков минут (до 30) могут отдавать мощность в 1,5 раза больше, чем номинальная. В течении нескольких секунд большинство моделей инверторов могут отдавать мощность в 2,5-3,5 раза большую чем номинальная. Сильная кратковременная перегрузка возникает, например, при включении холодильника. Как правило, мощность инвертора примерно равна расчетной мощности ВЭУ.

Для максимального потребления электроэнергии в пиковые моменты до 250 Вт, можно установить инвертор 300 ВА. Он сможет обеспечить постоянную нагрузку до300 Вт и кратковременную нагрузку до 350 Вт . Устройство предназначено для питания аппаратуры, рассчитанной на переменное напряжение 220 В частотой 50 Гц, от аккумуляторной батареи напряжением 12 В.

Основные технические характеристики инвертора. Входное напряжение, 10... 15В. Пределы изменения выходного напряжения при изменении входного напряжения и мощности нагрузки, 215...230В. Максимальная мощность нагрузки, 350 Вт .

Устройство содержит задающий генератор на микросхеме DA1, стабилизатор его питания (DA2), разрядные полевые транзисторы VT1-VT4, мощные транзисторы VT5 и VT6, коммутирующие ток в первичной обмотке трансформатора Т1, узел защиты по току на реле К1 узел стабилизации выходного напряжения на микросхеме DA3.

Генератор вырабатывает прямоугольные импульсы с частотой около 50 Гц с защитными паузами, исключающими одновременное открывание коммутирующих транзисторов VT5 и VT6. Когда на выходе Q1 (или Q2) появляется низкий уровень, открываются транзисторы VT1 и VT3 (или VT2 и VT4), вызывая быструю разрядку затворных емкостей, а значит, и форсированное закрывание транзисторов VT5 и VT6.

Собственно преобразователь собран по двухтактной схеме и особенностей не имеет. Рассмотрим более подробно работу узла стабилизации выходного напряжения.

Если напряжение на выходе преобразователя по какой-либо причине превысит установленное значение, напряжение на резисторе R12 превысит 2,5 В, ток через стабилизатор DA3 резко возрастет. Это, в свою очередь, вызовет освещение фотодиода оптрона U1 и появление сигнала высокого уровня на входе FV (вывод 2) микросхемы DA1.

Ее выходы Q1 и Q2 переключатся в состояние низкого уровня, транзисторы VT5 и VT6 быстро закроются и ток в полуобмотках 1.1 и I.2 состояние с появлением на ее выходах противофазных импульсов.

Реле узла токовой защиты -специальное(т. е. не серийное). Обмотка реле содержит 1 -2 витка (подбирают исходя из необходимого тока срабатывания защиты) изолированного провода, рассчитанного на протекание тока 20...30 А. Провод наматывают на корпусе геркона КЭМ2 или любого другого с замыкающими контактами.

В устройстве также имеется узел защиты по току, собранный на реле К1. Для токовой защиты инвертора применено специальное реле, изготовленное на базе геркона КЭМ-2. Технические данные геркона КЭМ-2 приведены в таблице 6.2./10/

Таблице 6.2 Технические данные геркона КЭМ-2

Общая длина, мм	41
Длина баллона, мм	20
Диаметр баллона, мм	3
Максимальная коммутационная мощность, Вт	9
Максимальный коммутационный ток, А	0,25
Максимальное коммутационное напряжение, В	180
Максимальное время срабатывания	1,0
Максимальное время отпускания	0,3
Максимальное МДС срабатывания, А	65
Минимальное МДС отпускания, А	10
Максимальный коэффициент возврата	0,9
Минимальный коэффициент возврата	0,35

Для обеспечения его срабатывания необходима МДС F=65A. Считая ток срабатывания известным (Iср=30А), определим число витков обмотки реле, W.

W =, (6.10)

где W- число витков, шт;

F- максимальное МДС срабатывания, А;

Iср- ток срабатывания, А.

Если Iср=20…30А, то

W = ?3,25…2,2 Витка.

Можно принять W=3 витка.

В основе расчёта магнитной цепи геркона лежит закон полного тока:

где H- вектор напряжённости магнитного поля;

d- длина пути интнгрирования.

Учитывая, что в данном случае обмотка наматывается на корпус геркона, можно принять, что L- это длина баллона, и [11], если обмотку располагать так, чтобы контакты были на осевой линии обмотки в её центре. Если обмотка находится на торце баллона, то напряжённость H уменьшится почти в 2 раза. Таким образом перемещая обмотку вдоль баллона, можно в некоторых пределах отрегулировать чувствительность реле.

Если же выходное переменное напряжение по какой-либо причине снизится, освещение фотодиода оптрона прекратится, микросхема DA1 перейдет в активное ток, протекающий через обмотку реле, превысит установленное значение, замкнутся контакты геркона К 1.1. На входе FC (вывод 1) микросхемы DA1 появится высокий уровень и выходы микросхемы переключатся в состояние низкого уровня, вызывая быстрое закрывание транзисторов VT5 и VT6 и резкое уменьшение потребляемого тока. После этого, несмотря на то что контакты геркона К1.1 будут разомкнуты, микросхема DA1 останется в заблокированном состоянии (низкий уровень на выходах).

Для запуска преобразователя необходим перепад напряжения на входе IN (вывод 3) DA1, что достигается либо кратковременным отключением питания, либо кратковременным замыканием конденсатора С1 Для этого можно установить кнопку без фиксации, контакты которой подключить параллельно конденсатору С1 (на схеме рис. 1 не показана).

Поскольку выходное напряжение - меандр, для его сглаживания и приближения к синусоидальной форме установлен конденсатор С8. Светодиод HL1 выполняет функцию индикатора наличия выходного напряжения преобразователя.

Трансформатор Т1 выполнен на основе промышленного ТС-180 от блока питания лампового телевизора. Все его вторичные обмотки удаляют, а сетевую на напряжение 220 В оставляют. Она служит выходной обмоткой преобразователя. Полуобмотки 1.1 и I.2 наматывают проводом ПЭВ-2 1,8. Они содержат по 35 витков. Начало одной обмотки соединяют с концом другой и получают среднюю точку первичной обмотки.

Детали устройства, кроме трансформатора Т1, диодного моста VD4 и конденсатора С8, расположены на односторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5...2 мм, чертеж которой показан на рис. 2. Транзисторы VT5, VT6 впаяны в плату и привинчены через слюдяные прокладки к металлической пластине размерами 40x30 мм, служащей теплоотводом. Винты, крепящие транзисторы, изолированы от пластины фторопластовыми трубками и стеклотекстолитовыми шайбами. Выводы обмоток I припаяны к контактным лепесткам, привинченным к фланцам транзисторов. Ниже на приведённом рисунке 6.3, показана схема расположение деталей на печатной плате и её габаритные размеры

Рисунок 6.3 Показана схема расположение деталей на печатной плате

Сечение токоведущих дорожек, по которым протекает большой ток, увеличивают напаиванием на них дополнительных проводников и валиков из припоя.

Подбором резистора R3 устанавливают необходимую частоту выходного напряжения преобразователя, а подбором резистора R12 - амплитуду выходного напряжения, равную 215...220 В, при минимальном питающем напряжении (10 В).

7. ВЫБОР АВР

АВР (Автоматический ввод резерва) -- позволяет переключить питание объекта на резервное питание от АКБ при отсутствии централизованного электроснабжения. В качестве контролирующего устройства используется реле контроля напряжения марки РКН-1-1-15 АС220В УХЛ2 , которое позволяет автоматически контролировать наличие напряжения в централизованной сети и при его отключении, переходить на резервный источник питания.

Реле предназначено для защиты электрооборудования от работы на пониженном или повышенном напряжении из-за неполадок в сети. Питание реле осуществляется от контролируемого напряжения, отдельного напряжения питания не требуется.

Технологические характеристики реле приведены в таблице 7.2.

Таблица 7.2. Основные технические данные реле контроля напряжения

Номинальное напряжение, Uном	АС 220 В, 50 Гц
Максимальное допустимое напряжение питания	290 В
Минимальное допустимое напряжение питания	150 В
Контроль перенапряжения	-20%...+30% Uном
Контроль снижения напряжения	-30%...+20% Uном
Точность установки порогов напряжения	5% Uном
Точность измерения	2% Uном
Гистерезис напряжения порога срабатывания	5% U ном
Время реакции	0,1…10 с
Мощность, потребляемая от сети	Не более 4 ВА
Максимальный коммутируемый ток при активной нагрузке: АС 250 В, 50 Гц (АС1), DC 30 B (DC1)	16 A
Коммутируемая мощность	4000 ВА
Максимальное напряжение между цепями питания и контактами реле	АС2000В, 50 Гц, (1 мин).
Механическая износостойкость, циклов не менее	10 ?
Электрическая износостойкость, циклов не менее	100000
Количество и тип выходных контактов	1 переключающая группа
Рабочая температура	-25…+55°С
Температура хранения	-40…+60°С
Климатическое исполнение и категория размещения	УХЛ 2
Габаритные размеры	17,5 Х 90 Х 66 мм
Степень защиты	IP40 - корпус IР20 - клеммы

Реле устанавливается на монтажную шину DIN EN 50022 с передним подключением проводов питания коммутируемых электрических цепей. Конструкция клемм обеспечивает надежный зажим проводов сечением до 2,5 кв. м. На лицевой панели расположены: сверху регулятор верхнего порога срабатывания, снизу регулятор нижнего порога срабатывания, а между ними - регулятор установки задержки времени срабатывания, а также индикатор включения напряжения питания «U» (зеленый) и индикатор срабатывания встроенного электромагнитного реле «R» (зелёный).

Окружающая среда - взрывобезопасная, не содержащая пыли в количестве, нарушающем работу реле, а так же агрессивных газов в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию. Вибрация мест крепления реле с частотой от 1 до 100 Гц при ускорении до 9,8 м/с?. Воздействие по сети питания импульсных помех амплитудой, не превышающей двойную величину номинального напряжения питания и длительностью не более 10 мкс. Воздействие электромагнитных полей, создаваемых проводом с импульсным током амплитудой до 100 А, расположенным на расстоянии не менее 10 мм от корпуса реле.

Диаграмма работы реле представлена на рисунке 7.4. При подаче питания, если установлена задержка срабатывания и напряжение сети находится в диапазоне между верхним и нижним установленными порогами напряжения, встроенное электромагнитное реле включится по окончании отсчета времени задержки t, если она установлена. При этом контакты реле 11-14 замыкаются и включается индикатор «R». Если напряжение в сети стало больше верхнего порога или меньше нижнего, встроенное электромагнитное реле выключается по окончании отсчета времени задержки срабатывания (контакты 11-12 замыкаются). Когда контролируемое напряжение возвращается в норму, реле включается по окончании задержки срабатывания.

Рисунок 7.4. Работа реле контроля напряжения

8. ВЫБОР АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

Электрический аккумулятор-- химический источник тока многоразового действия. Электрические аккумуляторы используются для накопления энергии и автономного питания различных устройств.

Выбор АБ производиться в зависимости от среднегодовой скорости ветра в районе применения . Характеристики некоторых АБ, которые могут быть рекомендованы для использования в энергоустановке приведены в таблице 8.2

Таблица 8.2. Характеристики аккумуляторных батарей

Марка	6СТ190	6СТ210	ТНЖ250	ТНЖ450	**6СТ-55АПЗ*	48ТН-450У2	ТБ 350	5НК-55	5НК-125
Тип	Свинцовая	Свинцовая	Никель-железная	Никель-железная	Свинцовая	Свинцовая	Свинцовая	никель-кадмиевые	никель-кадмиевые
Номинальное напряжение, В	12	12	1,2	1,2	12	96		6	6
Номинальная емкость, Ач	190	210	250	450	55	450	350	55	125
Назначение	Стартерная	Стартерная	Тяговая	Тяговая	Стартерная	Для тепловозов	Стационарная
Производитель	“Балт-электро”	“Varta”	“Ригель”	“Ригель”	ОАО "Тюменский аккумуляторный завод"	ОАО "Тюменский аккумуляторный завод"	ОАО "Тюменский аккумуляторный завод"	Завод автономных источников тока	Завод автономных источников тока
Срок службы, лет	1-2	2-3	8-10	8-10	необслуживаемая			10-15	10-15

Преимущество батарей типа “6СТ” - низкая стоимость, недостаток - небольшой срок службы.

Преимущество батарей типа “ТНЖ” - большой срок службы. Недостатки батарей типа “ТНЖ” следующие. Во-первых, относительно большая стоимость. Во-вторых, из-за большого разброса напряжения в процессе работы емкость данной батареи может быть недоиспользована, так как рабочий диапазон напряжения АБ шире, чем диапазон входного напряжения обычного инвертора.

Из приведенной таблицы видно, что при прочих равных условиях выгодно использовать дорогие батареи с длительным сроком службы, так как они окупаются через несколько лет. Необходимое напряжение обеспечивается путем последовательного соединения элементов. Параллельное соединение допускается только для некоторых специальных типов АБ.

Принцип действия аккумулятора основан на обратимости химической реакции. Работоспособность аккумулятора может быть восстановлена путём заряда, то есть пропусканием тока в направлении, обратном направлению тока при разряде. Несколько аккумуляторов, объединенных в одну электрическую цепь, называют аккумуляторная батарея. Емкость аккумуляторов обычно измеряют в ампер-часах.

Электрические и эксплуатационные характеристики аккумулятора зависят от материала электродов и состава электролита. Сейчас наиболее распространены следующие типы аккумуляторных батарей которые представлены ниже в таблице 8.3.

Таблица 8.3. Разновидности аккумуляторных батарей

Тип	ЭДС(В)	Область применения
свинцово-кислотные (Lead Acid)	2,1	автомобили, электропогрузчики, штабелеры, электротягачи, аварийное электроснабжение, источники бесперебойного питания
никель-кадмиевые (NiCd)	1,2	замена стандартного гальванического элемента, троллейбусы.
никель-металл-гидридные (NiMH)	1,2	замена стандартного гальванического элемента, электромобили
литий-ионные (Li-ion)	3,6	мобильные устройства, электромобили
литий-полимерные (Li-pol)	3,6	мобильные устройства
никель-цинковые (NiZN)	1,6	замена стандартного гальванического элемента

По мере исчерпания химической энергии напряжение и ток падают, аккумулятор перестаёт действовать. Зарядить аккумулятор (батарею аккумуляторов) можно от любого источника постоянного тока с большим напряжением при ограничении тока. Стандартным считается зарядный ток (в амперах) в 1/10 номинальной емкости аккумулятора (в ампер·часах). Многие типы аккумуляторов имеют различные ограничения, которые необходимо учитывать при зарядке и последующей эксплуатации, например NiMH аккумуляторы чувствительны к перезаряду, литиевые -- к переразряду, напряжению и температуре. NiCd и NiMH аккумуляторы имеют так называемый эффект памяти, заключающийся в снижении ёмкости, в случае когда зарядка осуществляется при не полностью разряженном аккумуляторе. Также эти типы аккумуляторов обладают заметным саморазрядом, то есть они постепенно теряют заряд, даже не будучи подключенными к нагрузке. Для борьбы с этим эффектом может применяться капельная подзарядка.

Типы аккумуляторов:

ѕ Железо - воздушный аккумулятор;

ѕ Железо - никелевый аккумулятор;

ѕ Лантан - фторидный аккумулятор;

ѕ Литий - железо-сульфидный аккумулятор;

ѕ Литий - ионный аккумулятор;

ѕ Литий - полимерный аккумулятор;

ѕ Литий - фторный аккумулятор;

ѕ Литий - хлорный аккумулятор;

ѕ Натрий - никель- хлоридный аккумулятор;

ѕ Натрий - серный аккумулятор;

ѕ Никель - кадмиевый аккумулятор;

ѕ Никель - металл - гидридный аккумулятор;

ѕ Никель - цинковый аккумулятор;

ѕ Свинцово -водородный аккумулятор;

ѕ Свинцово - кислотный аккумулятор;

ѕ Свинцово - оловянный аккумулятор;

ѕ Свинцово - цинковый аккумулятор;

ѕ Серебряно - кадмиевый аккумулятор;

ѕ Серебряно - цинковый аккумулятор;

ѕ Цинк - бромный аккумулятор;

ѕ Цинк - хлорный аккумулятор.

8.1 Расчёт аккумуляторной батареи

Имея пиковую мощность 300 Вт и предположительное время работы от резервного источника питания 6 часов, КПД инвертора неизвестен, принимаем КПД инвертора равным 80% и определим ток разрядки аккумулятора:

Iраз. акб = W/U/?и = A; (8.11)

где Iраз. акб- ток разрядки аккумуляторной батареи;

W- пиковая мощность, Вт;

U - напряжение АКБ, В;

?и - КПД инвертора, %.

I=300/12/0,8 = 31,25 A.

Расчитав ток разряда аккумулятора по имеющимся данным рассчитаем ёмкость аккумуляторной батареи

E = I * H = А*час; (8.12)

где E- ёмкость аккумуляторной батареи, А*час;

H- время работы потребителя от резервного источника электроснабжения, h.

E = 31,25 * 6 = 187,5 А*час.

Поскольку требуемое время работы равно 6 часам, нужно увеличить рассчитанную емкость на 20%. Получим 225 А*час.

По имеющимся данным произведём выбор аккумуляторной батареи: принимаем 2 батареи VARTA 110 Ач.

9. ОПАСНЫЕ И ВРЕДНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ФАКТОРЫ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

Опасные и вредные производственные факторы, возникающие при строительстве, эксплуатации и выводе из эксплуатации наземных ветроэнергетических установок, в общем, сходны с возникающими на других крупных промышленных и инфраструктурных объектах. К нам могут относиться физические опасные факторы, такие, как высотные объекты, эксплуатация оборудования с вращающимися элементами и падение предметов. Вопросы предупреждения и устранения этих и иных физических, химических, биологических и радиологических опасных факторов рассматриваются в Общем руководстве по ОСЗТ.

К числу вредных и опасных производственных факторов, характерных для объектов и работ в области ветроэнергетики, прежде всего, относятся высотные работы.

9.1 Высотные работы

Необходимость в высотных работах может возникнуть при строительстве, в том числе при монтаже компонентов ветрогенератора, а также при проведении технического обслуживания во время эксплуатации. В целях предотвращения и нейтрализации опасных факторов, связанных с высотными работами, необходимы, в частности, следующие меры:

Проверка целостности сооружения до начала работ;

Реализация программы мер по защите от падения с высоты, включающие, в числе прочего, обучение технике подъёма на высоту и приёмам предохранения от падения; осмотр, техническое обслуживание.

Разработка параметров использования системы полной защиты от падения (обычно при работе на высоте более 2 м над рабочей поверхностью; иногда, в зависимости от вида работ, это значение может увеличится до 7 м). Система защиты от падения должна соответствовать конструкции опоры и характеру необходимых перемещений, включая подъём, спуск и позиционное перемещение;

Установка на элементах башен креплений, облегчающих использование систем защиты от падения;

Обеспечение работников надлежащими индивидуальными страховочными системами для высотных работ. Соединительные элементы на страховочных системах должны быть совместимы с элементами башен, к необходимо заменять до появления признаков старения или заметного изнашивания волокон;

При работе на высоте с металлическим инструментом работники должны использовать второй(страховочный) предохранительный пояс;

До начала работ с опор или сооружений следует удалить вывески и другие препятствия;

Для подъёма и спуска инструментов или материалов для работников, ведущие высотные работы на сооружениях, следует использовать сумки для инструментов установленного образца;

Избегать проведения работ по монтажу или техническому обслуживанию башен в которым они присоединяются;

Предохранительные пояса должны быть изготовлены из нейлоновых верёвок двойной свивки диаметром не менее 16 мм (5\8 дюйма) или материала равноценной прочности. Верёвочные предохранительные пояса;

Неблагоприятных погодных условиях, особенно если существует риск ударов молнии.

9.2 Требования безопасности при эксплуатации внедряемой ветроэнергетической установки

Эксплуатация ВЭУ должна быть организованна таким образом, чтобы обеспечить ее энергетически, технически и экономически эффективную эксплуатацию. Гарантия качества эксплуатации ВЭУ является неотъемлемой частью и результатом совокупности обеспечения качества проектирования, конструирования, производства, поставки, управления, эксплуатации и обслуживания ВЭУ и всех её составных частей.

Гарантия качества является неотъемлемой частью и результатом совокупности обеспечения качества проектирования, конструирования, производства, управления, эксплуатации и обслуживания ВЭУ и всех её составных частей.

На основании настоящего стандарта, СТО 000-00п.2.22 и инструкцией по эксплуатации оборудования на ВЭУ должны быть разработаны местные инструкции.

Знание обязательного стандарта обязательно для персонала, участвующего в разработке, согласовании и утверждении местных инструкций по эксплуатации.

Знание местных инструкций, составленных на основании настоящего стандарта, обязательно для потребителя.

При эксплуатации ВЭУ должен быть обеспечен безопасный, надёжный и экономичный режим работы оборудование ВЭУ в соответствии с инструкциями по эксплуатации оборудования, бесперебойная работа оборудования в допустимых режимах, надёжное действие устройств контроля, защиты и автоматики.

Потребитель, осуществляющий управление ВЭУ должен располагаться на уровне земли.

Допускается размещать пульт управления ВЭС в помещении пригодном для условий эксплуатации ветрогенератора при условии организации быстрого доступа для ремонта ВЭУ.

Профилактические испытания ВЭУ должны быть организованны в соответствии с инструкциями эксплуатации электрооборудования.

Текущий ремонт оборудования ВЭУ а также проверка его действий производить по мере необходимости в зависимости от их назначения и технического состояния.

ВЭУ - сложное техническое устройство, сочетающее в себе аэродинамическую и электротехническую части. Малейшее несоблюдение сборки ВЭУ или ее эксплуатации может привести к ее поломке и причинению как материального ущерба так и вред здоровью, а также находящихся рядом людей.

Необходимо полностью изолировать подключаемые провода и кабели.

При первых запусках ВЭУ необходимо наблюдение за работой ВЭУ в течение 2-3 часов и внимательно отнестись к возможным вибрациям, стукам, хлопкам, свидетельствующим о неправильной работе ВЭУ и немедленно остановить ее работу.

Запрещается производить первый пуск ВЭУ при скорости ветра более 5 м/c (соответствует среднему ветру).

Запрещается вносить конструктивные и регулировочные изменения в конструкцию ВЭУ.

Запрещается подавать любое напряжение на электрогенератор для его запуска.

Запрещается подключать любые выходы электрогенератора и блока ОЭЗА к сети электричества или любому другому источнику электроэнергии.

Необходимо принять комплекс мер по защите ВЭУ от попадания молнии.

9.3 Охрана окружающей среды

Работа по сооружению объектов ветроэнергетики обычно включают: расчистки земельных участков для строительных площадок и подъездных путей; земляные работы, взрывные работы и сброс породы в отвалы; транспортировку оборудования, материалов и горючего; закладку фундаментов, в том числе земляные работы и заливку бетона; эксплуатацию кранов для разгрузки и монтажа оборудования; ввод нового оборудования в эксплуатацию. Работы по выводу объектов из эксплуатации могут включать демонтаж компонентов инфраструктуры объекта и рекультивацию земельных участков.

К числу экологических проблем, связанных с этими работами по сооружению и выводу из эксплуатации объектов ветроэнергетики, могут, в частности, относиться шум и вибрация. Поскольку обычно проекты использования энергии ветра реализуются в отдельных районах, транспортировка оборудования и материалов при сооружении этих объектов и выводе их из эксплуатации могут быть сопряжены с логическими проблемами. Рекомендации по решению этих проблем ОСЗТ, посвящённым вопросам окружающей среды на этапах строительства и вывода из эксплуатации.

К числу экологических проблем, характерных для реализации проектов использования энергии ветра и эксплуатации ветроэнергетических установок, относятся:

ѕ Воздействие на визуальное восприятие

ѕ Шум

ѕ Проблемы света и освещения

9.3.1 Воздействие на визуальное восприятие

ВЭУ способна оказывать воздействие на визуальное восприятие, зависящая от ее размещения и восприятия местным населением. Воздействие ВЭУ на визуальное восприятие обычно связано с самим ветрогенератором и с тем, как он сочетаются с ландшафтом местности.

С целью предотвращения и ограничения отрицательного воздействия на визуальное восприятие необходимо сделать следующие меры:

-Учитывать характер ландшафта при размещении ветрогенераторов;

При выборе места размещения ветрогенератора учитывать его воздействие восприятие под всеми соответствующими углами наблюдения;

Поддерживать единообразный размер и конструкцию ветрогенератора (например, направление вращения, высоту);

Окрасить ветрогенератор в единообразный цвет, чтобы совпадал с оттенком неба (светло-серый или бледно-голубой), нанесения опознавательных знаков;

Избегать нанесения на генератор надписей, эмблем, рекламы или графических изображений, чтобы не отвлекать внимание.

9.3.2 Шум

В процессе работы ВЭУ издают шум. Основными источниками шума являются механические и аэродинамические. Источником механического шума может быть оборудование в гондоле, а аэродинамического - взаимодействия потока воздуха с лопастями генератора и башней. Существует несколько видов аэродинамического шума, в том числе низкочастотный, низкочастотный импульсный, тональный и непрерывный широкополосный. Кроме того, шум может усиливаться с повышением скорости вращения лопастей турбины, поэтому турбины, конструкция которых обеспечивает снижение скорости вращения при сильном ветре, оказываются более «тихими».

Меры по предотвращению и ограничению воздействия шума связаны, в основном, со стандартами проектирования. Например, источником широкополосного шума является воздушная турбулентность позади лопастей, и уровень этого шума растет с увеличением скорости вращения лопастей. Уровень этого шума можно ограничить за счет использования турбин с переменной скоростью или лопастей с изменяемым углом наклона, что позволяет снизить скорость вращения.

9.3.3 Мелькание тени и блеск лопастей

Мелькание тени наблюдается, когда солнце проходит позади ветрогенератора, и он отбрасывает тень. При вращении ветроколеса тени проходят по одному и тому же месту, в результате чего и наблюдается эффект, известный как мелькание тени. Мелькание тени может стать проблемой в случае, если жилые дома расположены вблизи ветроэлектростанции или определенными образом по отношению к ней.

Подобно мельканию тени, блеск лопастей или башен имеет место в случае, когда солнечные лучи отражаются под определенным углом от лопастей ветроколеса или от башни. Это может оказать воздействие на местное население, поскольку солнечные лучи, отражающиеся от лопастей ветроколеса, могут быть направлены в сторону соседних домов. Блеск лопастей - это временное явление, характерное только для ветрогенераторов; обычно он исчезает после нескольких месяцев эксплуатации, после того, как лопасти загрязнятся. /19,20/

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ВНЕДРЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Последовательность расчета:

1. Расчет капитальных вложений (инвестиций).

2. Расчет эксплуатационных затрат.

3. Расчет экономической эффективности проекта.

Для оценки экономической эффективности проекта используют следующие показатели: чистый дисконтированный доход (ЧДД), индекс доходности (ИД), срок окупаемости инвестиций (Т ок).

Расчет экономической эффективности применения ветроустановки (ВУ) для электроснабжения жилого домапроводится на основании действующих методик, стандартов и нормативных документов с учетом среднегодового уровня инфляции. Основным показателем экономической оценки применения предлагаемой ветроустановки (ВУ) являются себестоимость получаемой электрической энергии.

В соответствии с принятыми положениями критерием эффективности должно быть:

(9.13)

где сЭ - стоимость вырабатываемой электроэнергии, руб./кВт.ч.;

ZСЭ - затраты на создание и эксплуатацию системы электроснабжения, руб.;

W - количество потребленной электроэнергии за весь срок службы системы электроснабжения, кВт.

Если срок службы альтернативных систем электроснабжения уравнять (а это возможно путем учета эксплуатационных затрат), то потребляемая энергия будет одна и та же при любой системе, так как определяется потребителем, а не поставщиком энергии. Это позволяет вместо стоимости потребляемой электроэнергии в качестве критерия эффективности использовать затраты на создание и эксплуатацию системы электроснабжения.

Таким образом, ветроустановки (ВУ) будет эффективна в том случае, когда затраты на ее создание и эксплуатацию не будут превышать аналогичных затрат для конкурирующей системы. Это может произойти не только из-за экономии средств на покупку электроэнергии или топлива, но и за счет экономии капитальных вложений. То есть, в некоторых случаях, например, когда альтернативой выступает сетевая система электроснабжения, могут потребоваться большие денежные средства уже на стадии строительства конкурирующей системы.

Для электроснабжения жилого дома на основе разработанной ветроустановки (ВУ) и ВУ выбранной для сравнения предполагаются затраты на приобретение энергетической установки и эксплуатационные издержки. В нашем случае сравниваются себестоимость производимой электроэнергии при различных вариантах электроснабжения.

Себестоимость производимой электроэнергии при любом варианте электроснабжения предлагается определять следующим образом:

(9.14)

где ИЭ - эксплуатационные издержки при автономном электроснабжении, руб.;

tСЛ - срок службы автономной системы электроснабжения, год.

Первоначальные капитальные вложения определяются стоимостью оборудования автономной системы электроснабжения с учетом монтажа.

Эксплуатационные издержки при автономном электроснабжении представляют собой прямые текущие затраты, которые исчисляются по формуле:

Иэ = СТО + СР, (9.15)

где СТО - затраты на техническое обслуживание и текущий ремонт автономной системы электроснабжения, руб.;

Ср - стоимость ресурсов, необходимых для функционирования системы, руб.

Затраты на эксплуатационное обслуживание определяются следующим образом:

СТО = кто • mто • сто + ктр • mтр • стр (9.16)

где mто, mтр - годовое количество технических обслуживаний и текущих ремонтов соответственно, шт.;

сто, стр - цена одного технического обслуживания и текущего ремонта соответственно, руб./у.е.р.;

кто, ктр - коэффициенты перевода физических ремонтов в условные единицы ремонта, у.е.р./шт.

При сравнении себестоимости электроэнергии необходимо иметь базовый вариант электроснабжения. В настоящей главе сравнивается себестоимость электроэнергии по варианту базовый ветроустановки и по предлагаемому варианту разработанному в проекте.

Расчет инвестиций сведен в таблицы 9.3 и 9.4. При расчете принят коэффициент монтажа при базовом и предлагаемом варианте кМ = 1,5. Цены на оборудование приняты по данным рекламных проспектов, прайс-листов заводов изготовителей, периодических коммерческих изданий.

Таблица 10.1 - Расчет стоимости дополнительных деталей и покупных изделий

Наименование элементов	Ед. изм.	Количество	Цена единицы, руб.	Общая стоимость, руб.
Дерево		0.0075	10000	75
Генератор	шт	1	1560	1560
Мачта	м	7	250	1750
Редуктор	шт	1	250	250
Трос	м	21	150	3150
Крепежные материалы		1	370	370
Корпус ВУ	шт	1	300	300
Инвертор	шт	1	2000	2000
Контроллер	шт	1	1000	1000
Контур заземления	шт	1	500	500
Провод ВВГ	м	25	50	1250
Провод ВВГНГ	м	10	20	200
Пускатели ПЛМ	шт	2	150	300
Реле контроля фаз	шт	1	400	400
Итого				13105

Таблица 9.4 - Расчет начальных инвестиций

Показатели	Варианты
	базовый	предлагаемый
Стоимость оборудования, руб.	25500	13105
Коэффициент монтажа	1,5	1,5
Капиталовложения, руб.	38250	19658

Таблица 9.5 - Последовательность расчета эксплуатационных расходов и суммарные затраты

Показатели	Варианты
	базовый	предлагаемый
Капиталовложения, руб.	38250	19658
Эксплуатационные затраты, руб.	5546	2850
Годовое потребление электроэнергии, кВт.ч.	2760	2760
Себестоимость производимой электроэнергии, руб. кВт-ч.

Подобные документы

• Альтернативные источники энергии. Расчет ветрогенератора

  Существующие источники энергии. Мировые запасы энергоресурсов. Проблемы поиска и внедрения нескончаемых или возобновляемых источников энергии. Альтернативная энергетика. Энергия ветра, недостатки и преимущества. Принцип действия и виды ветрогенераторов.
  
  курсовая работа [135,3 K], добавлен 07.03.2016
  

• Альтернативные источники электроэнергии

  Альтернативные источники энергии. Понятие и экономические аспекты ветроэнергетики, мощность ветрогенератора. Приливная электростанция, энергия волн, приливов и течений. Типы солнечных электростанций, фотобатареи. Понятие геотермальной энергетики.
  
  презентация [19,5 M], добавлен 16.03.2011
  

• Возобновляемые источники энергии: энергия ветра

  История использования энергии ветра. Современные методы генерации электроэнергии, конструкция ветрогенератора с тремя лопастями и горизонтальной осью вращения. Мировые мощности ветряной энергетики, проблемы, экологические аспекты и перспективы развития.
  
  реферат [580,7 K], добавлен 21.11.2010
  

• Ветроэнергетика и работа ветрогенератора

  Две категории ветрогенераторов: промышленные и бытовые. Составные части ветроэлектрической установки: ветротурбины, установленные на мачте и раскручиваемые ротором, и электрогенератор. Строение малой ветряной установки, плюсы и минусы их эксплуатации.
  
  презентация [1,7 M], добавлен 11.10.2013
  

• Энергетика на нетрадиционных возобновляемых источниках энергии. Ветроэнергетика и ее будущее в России и мире

  Динамика развития возобновляемых источников энергии в мире и России. Ветроэнергетика как отрасль энергетики. Устройство ветрогенератора - установки для преобразования кинетической энергии ветрового потока. Перспективы развития ветроэнергетики в России.
  
  реферат [3,4 M], добавлен 04.06.2015
  

• Альтернативные источники энергии

  Проблемы энергетики. Атомная энергетика. Нефть и уголь. Проблемы развития. Альтернативные источники энергии. Основные причины перехода к АИЭ. Энергия солнца. Ветер. Водород. Управляемый термоядерный синтез. Гидроэнергия. Геотермальная.
  
  курсовая работа [39,3 K], добавлен 09.09.2007
  

• Система управления энергоснабжением объекта с применением альтернативных источников энергии

  Источники экологически чистой и безопасной энергии. Исследование и разработка систем преобразования энергии солнца, ветра, подземных источников в электроэнергию. Сложные системы управления. Расчет мощности ветрогенератора и аккумуляторных батарей.
  
  курсовая работа [524,6 K], добавлен 19.02.2016
  

• Энергетические проблемы и альтернативные источники энергии

  Обзор развития современной энергетики и ее проблемы. Общая характеристика альтернативных источников получения энергии, возможности их применения, достоинства и недостатки. Разработки, применяемые в настоящее время для нетрадиционного получения энергии.
  
  реферат [4,5 M], добавлен 29.03.2011
  

• Автономная система электроснабжения частного дома с помощью параллельно работающей установки ветрогенератора и солнечных батарей

  Разработка гибридной системы электроснабжения и комплектов, обеспечивающих резервное электроснабжение в доме при пропадании энергии в сети. Преимущества ветрогенераторов и солнечных батарей. Определение необходимого количества аккумуляторных батарей.
  
  презентация [1,4 M], добавлен 01.04.2015
  

• Ветровые электростанции мира и России

  Использование ветровых электростанций в мировой и отечественной энергетике. Моральный и физический износ существующих генерирующих мощностей "большой энергетики". Анализ конструкции ветрогенератора с тремя лопастями и горизонтальной осью вращения.
  
  курсовая работа [788,9 K], добавлен 13.05.2013
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам