Введение 4
1 Проблема надёжности электроснабжения и возможные пути её
решения 6
1.1 Проблема надёжности электроснабжения 6
1.2 Возобновляемые источники энергии 12
1.2.1 Ветровая энергия 13
1.2.2 Геотермальная энергия 14
1.2.3 Солнечная энергия 15
1.2.4 Энергия биомассы 15
1.2.5 Основные преимущества и недостатки возобновляемых источников энергии 16
1.3 Ветроэнергетическая установка 19
1.4 Фотоэлектрические системы 23
1.5 Гибридная ветросолнечная электроустановка 27
2 Электроснабжение коттеджа с использованием электроустановок,
работающих на альтернативных источниках энергии 31
2.1 Характеристика посёлка 31
2.2 Электроснабжение посёлка 33
2.3 Объект исследования 36
2.4 Питание от фотоэлектрической системы 42
2.4.1 Определение нагрузки и потребляемой энергии 43
2.4.2 Определение значений необходимой ёмкости аккумуляторных батарей и их количества 46
2.4.3 Определение необходимого количества фотоэлектрических модулей 53
2.4.4 Выбор инвертора 55
2.4.5 Выбор зарядного устройства (контроллера) 59
2.4.6 Питание части нагрузки от фотоэлектрической системы 60
2.5 Питание от ветроэнергетической электроустановки 64
2.5.1 Определение значений необходимой ёмкости аккумуляторных батарей и их количества 65
2.5.2 Определение требуемой номинальной мощности ветроэнергетической электроустановки 67
2.6 Питание от гибридной ветросолнечной электроустановки 70
2.6.1 Выбор солнечных батарей 71
2.6.2 Выбор ветрогенератора 72
2.6.3 Определение значений необходимой ёмкости аккумуляторных батарей 74
3 Оценка полученных результатов 76
3.1 Электроснабжение коттеджа с использованием фотоэлектрической системы 76
3.2 Электроснабжение коттеджа с использованием гибридной
ветросолнечной электроустановки 78
Заключение 80
Список используемой литературы и используемых источников 82
Купить

Настоящая диссертация посвящена проблеме надёжности электроснабжения бытовых потребителей. Проблема стояла остро во все времена и по сей день не потеряла своей актуальности. Надёжность является одной из важнейших характеристик системы электроснабжения, во многом определяющей возможность её практического использования. В сельской местности вопрос надёжности стоит особенно остро, так как имеют место частые перебои в электроснабжении жилых домов, вызванные не только авариями, но и плановыми работами. Согласно ПУЭ к электроприемникам первой категории относятся электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения. Во вторую категорию входят электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. Все остальные электроприемники, не подпадающие под определения первой и второй категорий относят к третьей категории. Для потребителей 1-2 категории надёжности конечно предусмотрено резервирование, но жилые дома по большей части являются потребителями 3 категории.
Выходом из сложившегося положения для потребителя 3 категории, в данном случае для физического лица, проживающего в сельской местности, является использование независимого от электросети источника питания. В качестве такого источника наиболее часто используются жидкотопливные генераторы, как правило, дизельные или бензиновые. Применение подобных электроустановок отрицательно влияет на здоровье человека и состояние окружающей среды. Кроме того, для запуска такого генератора необходимо определённое количество времени. Конечно, перерыв в электроснабжении потребителей 3 категории допускается в течение суток, однако естественно желание потребителя восстановить электроснабжение в максимально быстро.
Ещё одним решением для обеспечения питания потребителя от автономного источника является применение электроустановок, работающих на возобновляемых (альтернативных) источниках энергии. Подобные электроустановки не требуют топлива, оказывают минимальное отрицательное воздействие на здоровье человека и состояние окружающей среды или не оказывают его вообще.
Однако установки, работающие на альтернативных источниках энергии, имеют существенный недостаток - зависимость количества вырабатываемой электроэнергии от погодных условий и времени суток, а значит его неравномерность. По этой причине использование подобных электроустановок для электроснабжения энергоёмких потребителей не представляется возможным, по крайней мере, на данном этапе развития альтернативной энергетики. Наилучшей сферой применения источников возобновляемой энергии является жилой сектор.
Цель данной работы - повышение надёжности электроснабжения индивидуального коттеджа за счёт использования в качестве автономного источника питания электроустановок, работающих на возобновляемых источниках энергии.
Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- Анализ источников альтернативной энергии в отношении пригодности их использования для электроснабжения потребителей на территории Самарской области.
- Расчёт параметров электроустановок, работающих на альтернативных источниках энергии, выбранных в результате анализа.
- Расчёт сроков окупаемости рассмотренных электроустановок и выбор наименее затратного варианта.
Купить