ВВЕДЕНИЕ 3
1 Анализ конструкций ветрогенераторов 6
1.1 Конструктивные особенности ветрогенераторов и область применения 6
1.2 Выводы к первому разделу 18
2 Выбор объекта для альтернативного электроснабжения 20
2.1 Выбор объекта 20
2.2 Расчет мощности, потребляемой объектом 21
2.3 Выводы ко второму разделу 24
3 Выбор и расчет параметров ветроэнергетической установки 25
3.1 Оценка ветроэнергетического потенциала 25
3.2 Выбор ветрогенератора 27
3.3 Дополнительно оборудование ветроэнергетической установки 32
3.4 Монтаж ветрогенератора 34
3.5 Общие правила безопасности при монтаже ветроэнергетической
установки 36
3.6 Определение технических характеристик ВЭУ 39
3.7 Аэродинамические параметры ВЭУ 42
3.8 Анализ результатов расчета характеристик ВЭУ 46
3.9 Выбор электрогенератора 47
3.10 Применение редукторов в ветроустановках 57
3.11 Выводы к третьему разделу 60
4 Оценка технико-экономических показателей ВЭУ 63
4.1 Математическое моделирование ВЭУ 63
4.2 Оценка экономических показателей от внедрения ВЭУ 68
4.3 Выводы к четвертому разделу 71
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 72
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 74
Проблема энергосбережения сегодня стоит сегодня очень остро, так как промышленность и технологии постоянно развиваются, а это ведет к существенному увеличению расходов электроэнергии, увеличению затрат предприятия и росту стоимости продукции, выпускаемой предприятием. В условиях растущей конкуренции предприятия вынуждены искать пути снижения энергопотребления и увеличивать энергоэффективность отдельных производств.
О важности вопросов энергосбережения на государственном уровне свидетельствует законодательная база. В 2009 году выпущен закон «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» [6], в соответствии с которым все предприятия, а также мелкие потребители, должны постоянно снижать потребление электроэнергии. Этот шаг в масштабах государства способен улучшить ситуацию в экономической сфере. Для создания соответствующего механизма 27 декабря 2010 г. Распоряжением Правительство Российской Федерации №2446-р принята к действию программа «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года» [7]. Она призвана активизировать работу предприятий различных отраслей экономики и жилищно - коммунальных хозяйств в направлении рационального использования топливно-энергетических ресурсов посредством энергосбережения, повышения энергоэффективности и более широкого использования возобновляемых источников энергии. В соответствии с данной программой все крупные предприятия обязаны разрабатывать и внедрять мероприятия по уменьшению потребления энергопотребления [1, с.60]. ООО «Тольятинский трансформатор» не является исключением. Одним из перспективных решений по эффективному использованию энергоресурсов является использование для электроснабжения отдельных подразделений завода ветрогенераторов [2, с.151 ].
Для выявления оптимального состава ветроэнергетических установок требуется проведение уточняющих расчетов [3, с.12]. В данной работе планируется:
• выполнить оценку энергетических потребностей отдельного производственного подразделения завода,
• провести анализ экономического потенциала ветра на территории предприятия,
• осуществить выбор ветрогенератора.
Предполагается, что с помощью внедрения ветроэлектростанции в промышленное производство снизиться энергопотребление из энергосистемы, идущее на нужды отдельного цеха. Это в целом позволит снизить затраты ООО «Тольятинский трансформатор» на электроэнергию.
Параметры ветрогенератора зависят от нагрузки. Следовательно, нужно определить, какой из цехов завода можно снабжать электроэнергией от ветроэлектростанции. Надо знать особенности технологического процесса, чтобы выбрать ветрогенератор с оптимальными параметрами.
Таким образом, проблема исследования заключается в определении оптимальных технических характеристик ветряной электростанции, предназначенной в качестве альтернативного источника питания для одного из цехов ООО «Тольяттинский трансформатор».
Целью исследования является снижение потребления электроэнергии из энергосистемы на нужды одного из цехов ООО «Тольяттинский трансформатор» за счет внедрения ветряной электростанции.
Объект исследования - альтернативное электроснабжение одного из цехов ООО «Тольяттинский трансформатор».
Предмет исследования - ветроэнергетическая установка в качестве источника альтернативного электроснабжения для одного из цехов ООО «Тольяттинский трансформатор».
Практическая значимость работы заключается в возможности использования предложенной ветроэнергетической установки в качестве источника альтернативного электроснабжения для столярного цеха ООО «Тольяттинский трансформатор».
Новизна работы состоит в разработке математической модели ветроэнергетической установки, учитывающей параметры ветрогенератора типа WH6.4-5000W и состоящей из виртуального синхронного генератора, являющегося элементом библиотеки 81тРо'№ег8уз1еш, а также блоков из приложения Simulink пакета программ Matlab, имитирующих действие ветра и движение механической части ветрогенератора.
1. В рамках программы энергосбережения ООО «Тольяттинский трансформатор» и снижения электропотребления из энергосистемы предложено использовать альтернативное электроснабжение столярного цеха предприятия.
2. Определены потребности столярного цеха в электроэнергии, так в течении суток пиковая мощность составляет РПИК = 64900 Вт, а количество энергии, потребляемой ежечасно равно Ечас = 14905 Вт ■ ч.
3. На основе проведенного анализа для альтернативного электроснабжения столярного цеха выбрана ВЭУ с ветрогенератором горизонтально-осевого типа, обладающего большим КПД по сравнению с вертикально-осевым вариантом.
4. Обосновано, что для электропитания выбранного объекта целесообразно использовать ветрогенератор с повышающим редуктором и синхронным электрогенератором с возбуждением от постоянных магнитов.
5. Аргументировано, что для обеспечения потребностей в электроэнергии столярного цеха подходят два ветрогенератора модели WH6.4-5000W, характеристики которого соответствуют требованиям, изложенным в п.2 - п.5.
6. Разработана математическая модель ветроэнергетической установки, учитывающая параметры ветрогенератора типа WH6.4-5000W и состоящая из виртуального синхронного генератора, являющегося элементом библиотеки ВпнРо'егВ51ет, а также блоков из приложения Simulink пакета программ Matlab, имитирующих действие ветра и движение механической части ветрогенератора, которая может использоваться для проверки работоспособности ВЭУ и проектирования системы управления ветрогенеатором.
7. Оценен экономический эффект от внедрения ВЭУ на предприятии, который показал, что годовая экономия электроэнергии составит примерно Эн = 297675 кВт • ч, а срок окупаемости не превысит двух лет.
8. Цель работы достигнута. Все задачи решены.
Выводы 1 и 3 определяют практическую значимость работы.
Вывод 6 отражает новизну работы.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
