Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Применение альтернативных источников питания для электроснабжения системы освещения зоны отдыха Центрального района города Тольятти

Работа №111762

Тип работы

Магистерская диссертация

Предмет

электроэнергетика

Объем работы87
Год сдачи2021
Стоимость4875 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
27
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 4
Глава 1 Проектирование наружного освещения 10
1.1 Основные понятия светотехники 11
1.2 Выбор осветительных столбов 12
1.3 Светодиодные технологии в уличном освещении 14
1.4 Выбор уличного освещения 16
1.5 Выбор схемы питания 20
1.6 Выбор аппаратов защиты 24
1.7 Монтаж кабеля 26
1.8 Технико - экономический расчет 27
Глава 2 Возможность применения альтернативных источников в качестве альтернативной энергии для питания наружного освещения 29
2.1 Характеристика альтернативных источников энергии 31
2.2 Эффективность и амортизация ветровой энергетики 41
2.3 Анализ местности для пригодности альтернативных источников 45
2.3.1 Солнечная энергия 47
2.3.2 Энергия ветра 49
2.4 Выбор ветрогенератора 52
2.4.1 Безопасность 55
2.5 Гирлянды на солнечной батарее, как подсветка для деревьев 55
2.6 Виды и характеристика напольных светильников 59
2.6.1 Выбор напольной подсветки 61
2.7 Технико-экономический расчет 63
Глава 3 Реализация проекта по применению альтернативных источников ... 65
3.1 Устройство солнечной батареи 65
3.1.1 Два основных типа контроллера заряда 66
3.1.2 Выбор контроллера 68
3.1.3 Цена вопроса и логическое обоснование 70
3.2 Выбор и место установки ветрогенератора 71
3.2.1 Расчет ветрогенератора 72
3.2.2 Комплектация 76
3.2.3 Фундамент 77
З.З Суммарное производство электроэнергии, получаемое из
альтернативных источников 78
3.3.1 Солнце 78
3.3.2 Ветер 78
3.4 Технико-экономический расчет 79
Заключение 83
Список используемой литературы и используемых источников 85

Данная работа предполагает за собой проектирование освещения сквера на улице Жилина, а так же возможность установки альтернативных источников питания с обоснованием и расчетами.
Несмотря на то, что термин «энергосбережение» существуют давно, кажется всем понятным и простым и не вызывает уже должного энтузиазма, сама идея не только не потеряла своей актуальности, а наоборот, перешла на новый качественный уровень, заняв свое законное место в нише цифровой экономики страны.
Энергетическая сеть сталкивается с большими проблемами в передаче и распределении электроэнергии для удовлетворения спроса с непредсказуемыми суточными и сезонными колебаниями.
Согласно последним исследованиям, уличное освещение составляет 10-15% от общего бюджета муниципалитетов.
Парки и зеленые насаждения известны как «зеленые легкие» олицетворяют привлекательность и качество жизни в городах и муниципалитетах. Освещение создает уютную атмосферу, помогает ориентироваться и обеспечивает безопасность.
Помимо экологического аспекта, зеленые насаждения также выполняют важную эмоциональную функцию: они способствуют расслаблению и активным действиям и улучшают качество жизни в среде, в которой преобладают здания и улицы.
С наступлением темноты позитивное отношение к жизни в парках и зеленых насаждениях очень быстро может превратиться в противоположное. Сбалансированное освещение с увеличенными вертикальными световыми компонентами вносит значительный вклад в вечернее и ночное время, чтобы прохожие и велосипедисты чувствовали себя в большей безопасности и могли лучше передвигаться.
В настоящее время, все население земного шара сосредоточено на сохранении экологии нашей планеты, а в частности сокращении вредных выбросов в атмосферу, загрязнений почвы радиоактивными отходами, нефтепродуктами, тяжелыми металлами, также повышению энергоэффективности без вреда окружающей среде. В точности замены старого электрооборудования в виде ламп, с содержанием ртути, свинца, излучающих ультрафиолетовое излучение, подверженных взрывам на экологически чистые - альтернативные источники энергии.
Альтернативные источники энергии имеют дело с двумя формами исходных материалов. Здесь необходимо дифференцировать специальный термин «возобновляемая энергия» или регенеративная энергия. При этом используются только СО2-нейтральные первичные источники, такие как энергия ветра, воды и солнца. В эту группу также входят биомасса и геотермальная энергия (геотермальная энергия). По сути, сюда входят все неисчерпаемые явления. Кроме того, в ближайшем будущем переход на альтернативные источники будет более рентабельным, чем их ископаемые аналоги. Разнообразные варианты регенеративного производства энергии позволяют оптимально использовать существующие природные источники именно там, где возможен максимальный потенциал.
Из-за переосмысления населения в настоящее время считается хорошей практикой выращивать собственные овощи в саду, чтобы не только облегчить семейный бюджет, но и определенным образом внести свой вклад в экологический баланс. Произведенную электроэнергию можно использовать вне солнечных часов с помощью системы хранения электроэнергии. Фотоэлектрическая система способна - в зависимости от ее размера - обеспечивать энергией все домохозяйство децентрализованно. Использование собственных солнечных коллекторов может снизить расходы на электроэнергию более чем вдвое. В результате покупка такой системы окупается примерно через два года.
Этот вклад призван служить основой для получения всестороннего обзора темы альтернативной энергетики с акцентом на возобновляемые источники энергии.
Альтернативная энергия является неотъемлемой частью сегодняшнего производства энергии и может быть найдена повсюду - будь то солнечные коллекторы на крышах или ветряные турбины, характерные для ландшафта. Электроэнергия, протекающая через сеть и потребляемая конечным пользователем из розетки, включает определенный процент энергии, поступающей из альтернативных источников. Биоэтанол даже добавляют в топливо, такое как бензин, для оптимизации экологического баланса. Это может создать картину того, что развитие альтернативной энергетики можно отнести к современности.
Если брать ситуацию во внимание освещения зон отдыха, альтернативными источниками могут стать энергия солнца и энергия ветра.
Решающим фактором использования альтернативного источника энергии, является само местоположение объекта и его география. Для этого на первых этапах планирования проводится анализ местности (количество солнечных дней в году, сила ветра в м/c, наличие сейсмической активности, близость водоемов, рельеф объекта).
Одни из современных проблем, решение которых не поддается муниципалитетам, видно человеческому глазу:
Монотонно расположенные линии уличных фонарей вдоль дорог могут испортить городской пейзаж. Большинство уличных фонарей содержат ядовитые вещества, дабы поддерживать свечение. В дальнейшем занимает массу времени и сил для переработки устройств в конце срока службы и доставки их в пункты утилизации опасных отходов.
Высокий уровень освещенности в очень слабо циркулирующих областях, конкретно весь свет от точки освещения не направляется в нужное место.
Все эти замечания заставляют задуматься о будущем уличного освещения.
Освещение - это общественная услуга, требуемая пользователями. Он должен быть адаптирован к потребностям, чтобы перейти к более справедливому освещению.
Основная задача состоит из двух важнейших аспектов - что дорожное освещение должно быть энергоэффективным и экологичным, то есть хорошая видимость достигается при низком энергопотреблении и минимальном воздействии на окружающую среду, которое возможно. Другой аспект - заключается в том, что дорожное освещение должно использоваться там, где следует ожидать, что оно будет выполнять определенную функцию для участников дорожного движения, по разумной цене.
Целью магистерской диссертации является - снижение потребления электрической энергии системой уличного освещения сквера на улице Жилина города Тольятти, а также возможность применения альтернативных источников в качестве альтернативной энергии для питания наружного освещения.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1) Спроектировать наружное освещение по всем нормам и требованиям в сквере на улице Жилина;
2) Провести географический анализ местности;
3) Рассмотреть альтернативные источники энергии;
4) Выполнить экономическое обоснование предлагаемых решений.
Гипотеза исследования состоит в том, что применение разработанного проекта поможет вывести энергетику на новый уровень в городе Тольятти, и даст новое начало на развитие альтернативных видов энергетики в дальнейшем.
Методы исследования. В процессе исследования были использованы годовые данные GISMETEO по количеству солнечных дней и по силе ветра;
ПУЭ - 7 для выбора наружного освещения, программа для проектирования освещения DIALux Evo 9.1.
Научная новизна исследования. Установлено, что в городском округе Тольятти в качестве альтернативного источника электрической энергии для электроснабжения систем паркового и бульварного освещения рекомендуется применять ветряные генераторные установки. При этом показано, что применение установок на основе солнечных панелей нецелесообразно.
Теоретическая основой диссертационного исследования являются практическая реализация зарубежных стран по производству и экономии электроэнергии.
Практическая значимость исследования заключается в возможности применения предлагаемой системы энергоснабжения на основе альтернативных источников энергии для наружного освещения объектов муниципальной и государственной собственности.
Основные этапы исследования: исследование проводилось с 2019 по 2021 год в несколько этапов:
На первом этапе (констатирующем этапе) формулировалась и обговаривалась тема исследования с научным руководителем, выполнялся сбор информации по теме исследования из иностранных источников, что являлось теоретической основой, определялись цели и задачи, предмет исследования, объект исследования, гипотеза, методы, научная новизна, практическая значимость исследования.
Второй этап (исследовательский этап) - в ходе проведения данного этапа осуществлялся географический анализ местности, было выбрано и спроектировано наружное освещение, выдвижение гипотезы по применению альтернативных источников, проводилось написание и публикация научных статей по теме исследования в сборниках научных статей.
Третий этап (проверка гипотезы) - на данном этапе осуществлялось применение альтернативных источников энергии с доказательствами и расчетами, найдена окупаемость проекта, были сформулированы выводы о полученных результатах по проведенному исследованию.
На защиту выносятся:
1) Результаты расчетов и обоснования применения ветровой и солнечной энергетики в парковом освещении;
2) Окупаемость и стоимость проекта.
По теме исследования опубликована 1 статья:
Чепухина П.А. Применение альтернативной энергетики в уличном освещении // Научный альманах, 2021.
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы.
В первой главе проектируется парковое освещение, с выбором автоматических выключателей, сечением кабеля и фонарного столба.
Во второй главе проанализирован проектируемый объект по географическому расположению, а также выбраны подсветки на солнечной батареи.
Третья глава посвящена разработке проекта по применению альтернативных источников энергии в повседневной среде города для питания освещения сквера на улице Жилина. Представлен выбор и место установки ветрогенератора, а также логическое и экономическое обоснование.
В заключении находятся результаты проектирования.
Работа изложена на 85 страницах и включает 11 рисунков, 17 таблиц, 31 источник.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!


Целью магистерской диссертации являлось - снижение потребления электрической энергии системой уличного освещения сквера на улице Жилина города Тольятти, а также возможность применения альтернативных источников в качестве альтернативной энергии для питания наружного освещения.
Результатом магистерской диссертации является проектирование наружного освещения сквера на улице Жилина, а так же выбор и место установки альтернативных источников питания с обоснованием и расчетами.
В ходе выполнения магистерской диссертации выполнены следующие задачи:
1) Было спроектировано наружное освещение по всем нормам и требованиям в сквере на улице Жилина. Выбран светильник фирмы UNILAMP модель EPSYLON-POST TOP 7210-0-5-876-29 энергопотреблением на 29 Вт. Суммарное энергопотребление составило 5,51 кВт;
2) Проведен географический анализ местности. Определена среднегодовая скорость ветра - 3,15 м/с и количество солнечных дней в году - 196;
3) Доказана невозможность внедрения солнечных панелей для производства электроэнергии, в силу того, что город Тольятти не имеет продолжительное количество солнечных дней, как это характерно для южных регионов, а также не окупаемая стоимость проекта;
4) Выбрано оборудование на солнечных батареях с минимальными затратами и меньшим энергопотреблением - это гирлянда на солнечной батарее для деревьев - «Uniel USL-S-128-PT9900 Роса» линейного вида для подсветки «окутывания» ствола дерева вдоль всей аллеи, а также была выбрана напольная подсветка в брусчатку - DISK LIGHTS 8 LED. Данное оборудование не требует продолжительных солнечных дней и имеет короткий период подзарядки, что с легкостью обеспечит подсвечивание неосвещаемых участков в темное время суток;
5) Доказана возможность внедрения ветровой энергетики вдоль береговой линии в лесном массиве от Комсомольского шоссе. Где скорость ветра может быть выше среднегодовой - 3.15 м/с и начинать свою работу от 5 м/с, что способствует большей выработки энергии и снабжать электроэнергией спроектированное освещение в сквере на улице Жилина;
6) Были рассмотрены и выбраны альтернативные источники энергии, а также изучены все положительные и отрицательные моменты;
7) Выполнено экономическое обоснование предлагаемых решений. Итоговая стоимость составила 5 609 3 2 8 руб. Была найдена окупаемость данного проекта с учетом роста инфляции цен на электроэнергию - 5 лет.
Из данного проекта можно выделить следующие плюсы:
а) Объект, запитанный от альтернативных источников энергии, становится энергонезависимым от централизованного энергоснабжения;
б) Благодаря системе бесперебойного питания, «излишки» выработанной энергии имеют способность накапливаться и храниться в течение времени;
в) Данный проект дает преимущество развития альтернативной энергетики в нашем городе.
Значение диссертационной работы определяется тем, что в ее рамках исследованы возможности применения альтернативных источников энергии.
Применение ветровой энергетики для города Тольятти доказано.



1. Айзенберг Ю.Б. Справочная книга по светотехнике. М.: Знак, 2006. - 952 с.
2. Барыбин Б. Ю. Справочник по проектированию электроснабжения. М.: Энергоатомиздат, 1990 г. - 584 с.
3. ГОСТ 16703-79. Световые приборы и комплексы. Термины и определения. М: Стандартинформ, 2006. 18 с.
4. Дамский А.И., Электрическое освещение в архитектуре города. М., Стройиздат, 1970. - 230 с.
5. Денисов В.П., Мельников Ю.Ф. Технология и оборудование производства электрических источников света. Учебник для техникумов - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 384 с.
6. Дневник погоды [Электронный ресурс]. URL
https://www.gismeteo.ru/diary/4429/ (дата обращения: 22.02.2021).
7. Как выбрать гирлянду на солнечных батареях для сада [Электронный ресурс]. URL:https://lampaexpert.ru/podsvetka/girlyandy/na-solnecnyh-batareah-dla-sada (дата обращения: 15.01.2021).
8. Карта городов России: Тольятти [Электронный ресурс]. URL: https://2gis.ru/togliatti (дата обращения: 13.05.2021).
9. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов: учебное пособие для среднего профессионального образования. М.: ИЦ Академия, 2013. 320 с.
10. Кроль Ц.Е., Мясоедова Е.И., Терешкевич С.Г. Качество промышленного освещения. М.: Энергоатомиздат, 1991 224 с.
11. Ктиторов А.Ф. Практическое руководство по монтажу электрического освещения. «Высшая школа», 1990г. - 240 с.
12. Курс инженерной экологии: Учеб. для вузов / Под ред. И. И. Мазура - М.: Высш. Шк., 1999. - 447 с: ил.
13. Правила устройства электроустановок : (ПУЭ). 7-е изд. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 1999-2005.
14. Предлагаемые модели ветрогенераторов с фиксированными
лопастями [Электронный ресурс]. URL:
http://www.vetrogenerator.ru/vetrogeneratory.html (дата обращения:
22.02.2021).
15. Расход электроэнергии на уличное освещение [Электронный
ресурс]. URL: https://ksosvet.ru/blog/raskhod-ehlektroehnergii-na-ulichnoe-
osveshchenie-kak-rasschitat-formula (дата обращения: 22.02.2021).
16. Руководство пользования ветрогенератора Condor Air 10kW
[Электронный ресурс]. URL: https://greentec-
group.ru/upload/iblock/117/ветрогенераторы_Condor.pdf (дата обращения: 13.05.2021).
17. Солнечные батареи, фонари и светильники для освещения участка
[Электронный ресурс]. URL: https://elektroznatok.ru/osveshhenie/ulichnoe-
osveshhenie-na-solnechnyh-batareyah (дата обращения: 22.02.2021).
18. Солнечная радиация и ее составляющие [Электронный ресурс].
URL: https://climate-
energy.ru/weather/spravochnik/ss/climate_sprav_ss_2880701675. php (дата
обращения: 28.03.2021).
19. СП 50-102-2003. Проектирование и устройство свайных
фундаментов. М.: Госстрой России, 2004 г.- 87 с.
20. Уличный светильник на солнечной батарее Disk Lights 8 LED
[Электронный ресурс]. URL: https://mirishop.ru/product/ulichnyj-svetilnik-na-
solnechnoj-bataree-disk-lights-8-led-4-sht/?ymclid=16128778480131639181500003 (дата обращения: 21.02.2021).
21. Abgeschirmt, warmweiB, maBvoll, energieeffizient [Электронный
ресурс]. URL: https://www.sternenpark-schwaebische-alb.de/richtig-
beleuchten.html (дата обращения: 13.12.2020).
22. Alternative Energie: Mit diesen Quellen kann die Energiewende
gelingen [Электронный ресурс]. URL: https://www.ingenieur.de/technik/fachbereiche/energie/alternative-energiequellen/(дата обращения: 26.12.2020).
23. Die Vorteile von Windenergie - was Sie wissen mussen [Электронный ресурс]. URL: https://www.eless.de/blog/die-vorteile-von-windenergie-was-sie-wissen-muessen-2 (дата обращения: 18.12.2020).
24. Erneuerbare Energie: Alternative Energiekonzepte fur die Zukunft. Herausgeber Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2007, 108 Seiten
25. Erneuerbare Energie: Konzepte fur die Energiewende, Wiley-VCH; 3. aktualis. u. erg, 2011, 182 Seiten
26. Schreuder Duco. Outdoor Lighting: Physics, Vision and Perception. Springer Science, 2008. - 448 p.
27. LED StraBenbeleuchtung - Premium Light Pro Premium [Электронный
ресурс]. URL:
https://www. premiumlightpro. de/fileadmin/user_upload/Guidelines/Leitfaeden_Deutschland/Premium_Light_Pro_Aussenbeleuchtung.pdf (дата обращения: 06.01.2021).
28. Prinzip der Stromerzeugung mittels Windkraft - So wird aus Windenergie elektrischer Strom [Электронный ресурс]. URL: http://www.solarenergie-windenergie.de/wind/prinzip-der-stromerzeugung-mittels-windkraft-so-wird-aus-windenergie-elektrischer-strom.php (дата обращения: 13.12.2020).
29. Solar Bodenleuchten: Kaufberatung und Vergleich [Электронный
ресурс]. URL: https://solarleuchten-garten.de/solar-bodenleuchten/ (дата
обращения: 21.02.2021).
30. Wang B.C. Power supply. Power Systems, IEEE Transactions. 2014. 357 p.
31. What are Different Alternative Sources of Energy? [Электронный
ресурс]. URL: https://www.conserve-energy-future.com/different-energy-
sources.php


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ