Возможности использования альтернативных источников энергии на ЮЗОС.

Расчет гибридной солнечно-ветровой энергетической установки
Исходные данные
Структурная схема гибридной солнечно-ветровой энергетической установки (СВЭУ) приведена на рис.3.1, а числовые характеристики по ветроэлектрическому агрегату (ВЭА) и фотоэлектрической батарее (ФЭБ) - в табл.3.1.
Рис.3.1. Структурная схема гибридной СВЭУ для автономного электроснабжения
ВЭА - ветроэлектрический агрегат,
ФЭБ - фотоэлектрическая батарея,
БЦ -блок управления,
АБ - аккумуляторная батарея,
И - инвертор.
Таблица 3.1
Исходные данные по ветроэлектрическому агрегату (ВЭА) и фото-электрической батарее (ФЭБ) ИС
ПоказателиОбозначениеРазмерностьЗначение
Диаметр ветроколесаDм,5
Расчетная скорость ветра?pм/с
Рабочий диапазон скоростей ветра?н -?maxм/с-20
Высота оси ветроколесаHм
Пиковая мощностьфотомодуляPВт
Число фотомодулейnшт

Возможности использования альтернативных источников энергии на ЮЗОС.

Собственная выработка ВЭА в течении каждого месяца (WВЭАмес) рассчитывается по формуле (7):WВЭАмес=i=1kNВЭА∙vi∙t(vi)∙Tмес(7)где Тмес - число часов в расчетном месяце.Таблица 3.3Среднепериоидные скорости ветра в г. ЛомоносовМесяцСкорость ветра на высоте флюгера (h)Скорость ветра на высоте оси ветроколеса (Н)январь4,95,1февраль5,15,3март4,44,5апрель4,24,3май3,73,8июнь3,43,5июль3,13,2август3,03,1сентябрь3,53,6октябрь3,73,8ноябрь4,14,2декабрь4,64,7Все расчеты проводились в MS Excel, результаты расчетов в табл.3.4. В ячейки для vi =1, 2 и 20 < vi ≤ 30 вводилась формула вида: =ВЕЙБУЛЛ(E9; 1,5; $F$8; ЛОЖЬ)*0*$F$40 – при этом в ячейке E9 было введено соответствующее значение vi, в ячейке F8 – среднепериоидная скорость ветра на высоте оси ветроколеса для текущего месяца, а в ячейке F40 – количество часов в текущем месяце. В ячейки для 3 ≤ vi ≤ 8 – формула вида: =ВЕЙБУЛЛ(E11; 1,5; $F$8; ЛОЖЬ)*$F$6*E11/$F$7*$F$40 – при этом в ячейке F6 была введена расчетная мощность ВЭА (NP), а в ячейке F7 – расчетная скорость ветра, равная 8 м/с. И, наконец, в ячейки для 9 ≤ vi ≤ 20 – формула вида: =ВЕЙБУЛЛ(E17; 1,5; $F$8; ЛОЖЬ)*$F$6*$F$40.Далее было рассчитано число часов простоя ВЭА в год (tпр), число часов работы ВЭА в год (tраб) и число часов использования установленной мощности (tуст) в соответствии с формулами (8-10):tпр=vi=1vi≤vntvi+vi=21vi≥vntvi∙Tгод (8)tраб=Tгод-tпр (9)tуст=WгодВЭАNуст (10)Эти показатели составили, соответственно: tпр=0,351∙8760=3072,34 часов, tраб=8760-3072,34=5687,66 часов и tуст=1806,132/0,547=3299,545 часов.Таблица 3.4Расчет выработки электроэнергии для ВЭАМесяц123456789101112Годvi / vH, м/с5,0585,2644,5424,3353,8193,5093,2003,0973,6133,8194,2324,7484,10310,0000,0000,0000,0000,0000,0000,0000,0000,0000,0000,0000,0000,00020,0000,0000,0000,0000,0000,0000,0000,0000,0000,0000,0000,0000,000322,09119,29823,96523,92226,50026,49827,96528,06026,23826,50024,28223,209298,528426,58123,55627,61726,99628,02226,63226,38025,82426,85328,02227,09127,250320,825528,08725,29927,78626,52425,57422,94421,15120,13323,61625,57426,27528,005300,971627,10324,85625,39923,61620,98717,66615,04113,88118,60220,98723,06126,205257,405724,40422,82321,56119,48415,84512,4459,7188,67213,43315,84518,73222,820205,782820,77919,84617,23315,10311,1668,1415,7944,9869,02411,16614,27818,746156,261915,00514,65611,6349,8686,5924,4402,8632,3705,0636,5929,16513,030101,2801010,53510,5367,6076,2333,7402,3171,3451,0702,7223,7405,6818,78564,312117,2077,3904,8283,8162,0451,1600,6040,4601,4072,0453,4095,76040,132124,8135,0652,9822,2681,0810,5590,2590,1890,7011,0811,9853,68024,663133,1433,3991,7941,3120,5530,2600,1070,0740,3370,5531,1242,29414,949142,0092,2351,0540,7390,2740,1170,0420,0280,1570,2740,6191,3988,946151,2591,4420,6050,4070,1320,0510,0160,0100,0710,1320,3330,8335,288160,7740,9130,3390,2180,0620,0210,0060,0040,0310,0620,1740,4863,090170,4670,5680,1860,1150,0280,0090,0020,0010,0130,0280,0890,2781,785180,2770,3480,1000,0590,0120,0030,0010,0000,0050,0120,0450,1561,019190,1610,2090,0530,0300,0050,0010,0000,0000,0020,0050,0220,0860,576200,0920,1240,0270,0150,0020,0000,0000,0000,0010,0020,0100,0460,321210,0000,0000,0000,0000,0000,0000,0000,0000,0000,0000,0000,0000,000Сумма:194,787182,565174,771160,724142,623123,264111,293105,763128,276142,623156,375183,0681806,132T, час74467274472074472074474472074472074487602.2. Помесячная и годовая выработка электроэнергии солнечной фотоэлектрической батареейКоличество электрической энергии, вырабатываемой солнечной фотоэлектрической батареей вычисляется по формуле (11):ЕФЭБ=Кр∙Тсол∙Рпик (11)где Кр – коэффициент преобразования, принимаем Кр = 0.5Тсол=ЕсРс.пик – число пиковых солнцечасовРпик – пиковая мощность ФЭБРс.пик = 1000 Вт/м2 – пиковая мощность солнечной радиации при стандартных условияхЕс – среднепериодная суммарная энергетическая освещенность в плоскостиДанные среднепериоидной энергетической освещенности в плоскости по объекту исследования и результаты расчетов выработки электроэнергии ФЭБ и всей солнечно-ветровой установкой приведены в табл.3.5, а график выработки электроэнергии на рис.3.3.Таблица 3.