Введение 4
1 Преимущества и недостатки использования альтернативных
источников электроэнергии. Требование к их размещению и использованию 8
1.1 Солнечная энергия 9
1.2 Использование и преобразование энергии ветра 15
1.3 Требования к размещению, выбору участков и типов
обеспечения энергоустановок автономных источников энергии для обеспечения автономности дорожно-транспортной
инфраструктуры 28
1.4 Технические требования к устройству и схемам работы
автономных и сетевых систем ВИЭ 31
1.5 Методика оценки обоснования эффективности обеспечения
возобновляемых источников энергии 37
2 Использование энергии, создаваемой потоком автомобилей в
гибридной системе электроснабжения 41
2.1 Анализ аэродинамической мощности, создаваемой от лобового
сопротивления транспортного средства 44
2.2 Транспортная нагрузка на трассе М5 «Урал» 50
2.3 Расчет параметров автономного энергопотребления гибридной
энергетической установки 52
2.4 Расчет себестоимости и рыночной цены энергетической
установки 62
2.5 Расчет срока окупаемости ГЭУ 62
2.6 Расчет экономической эффективности 64
2.7 Технико-экономический расчет для прокладки линий ЛЭП от
подстанции и установки КТП с трансформатором 65
2.8 Результаты расчета гибридной энергоустановки 66
3 Сравнительный анализ эффективности применения генераторов для
зарядки аккумуляторных батарей 73
3.1 метрологическое обеспечение 73
3.2 Результаты испытаний 74
3.3 Описание схемы подключения модулей к общей сети 80
Заключение 86
Список используемых источников 87
В современном мире трудно представить жизнь человека без дорожно - транспортной инфраструктуры. С каждым годом все больше и больше устанавливаются и модернизируются системы освещения, предупреждения и мониторинга нарушений для комфортного и безопасного перемещения по дорогам общего пользования. Для всего этого оборудования, обеспечивающего бесперебойное функционирование данных систем требуется немалая выработка энергии.
Безусловно, традиционная выработка энергии негативно действует на природу, окружающую человека. Так же при использование традиционных методов для выработки электрической и тепловой энергии требуются полезные ископаемые (уголь, нефть, газ), которые в свою очередь являются исчерпаемыми ресурсами. Иначе говоря, при использовании традиционных методов выработки энергии, в скором времени люди столкнутся с проблемой нехватки полезных ископаемых, а в следствии энергетическим кризисом. Так же немало важным аспектом для поиска новых альтернативных источников является парниковый эффект, в связи с проблемой глобального потепления. Исходя из этого, возникает потребность для решения ряда вопросов и задач, основным из которых, является разработка абсолютно новых источников альтернативной энергии, для обеспечения автономности дорожнотранспортной инфраструктуры.
Разработка новых альтернативных источников энергии является наиболее весомым при решении вопросов загрязнением окружающей среды, в следствии выработки электрической и тепловой энергии.
Альтернативные источники электрической энергии используют природные возобновляемые источники энергии, такие как: солнце, ветер, геотермальная энергия (тепло из недр земли), энергия приливов и отливов...
Проведен анализ технических решений, в результате которого:
- выбрана ветроустановка с вертикальной осью, из-за пониженного уровня шума и способности работать при малом ветре;
- выбраны солнечные панели монокристаллического типа, данный вид имеет наименьшую стоимость и относительно высокий КПД.
Проведен выбор оборудования, для реализации автономного электроснабжения потребителей:
- определены мощностные показатели ветрогенераторов, которые должны превышать значение 410,3 Вт;
- определены, что мощностные показатели солнечных панелей, которые должны превышать 150 Вт.
Проведена экспериментальная работа:
- определены фактические показатели генераторов различных производителей;
- в результате сравнения выбран генератор RC-600XV, из-за высоких мощностных показателей 140 Вт при частоте вращения 560 мин-1 и началом работы при сравнительно низкой частоте вращения 56 мин-1.
Выполнен расчет экономической эффективности предложенной энергоустановки и ее сравнение с классическим методом установки КТП и прокладкой ЛЭП. Расчеты показывают:
- суммарная стоимость оборудования разработанной установки (К) в 2,6 раза меньше, чем у установки КТП и прокладкой ЛЭП;
- минимум приведенных затрат (З) разработанной установки в 4 раза меньше, чем установки КТП и прокладкой ЛЭП.
Таким образом, в работе показана эффективность применения предложенной установки ВИЭ для обеспечения автономности и энергонезависимости дорожно-транспортной инфраструктуры.
