ВВЕДЕНИЕ 7
1. РАСЧЕТ ОСВЕЩЕНИЯ И ВЫБОР СВЕТИЛЬНИКА 10
2. ВЕТРОГЕНЕРАТОР 20
2.1 Выбор ветрогенератора 20
2.2 Анализ ветровых ресурсов Челябинской области и расчет мощности 23
3. СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ 25
3.1 Выбор солнечной панели 25
3.3 Анализ движения Солнца по небосводу в Челябинской области 33
3.4 Анализ солнечных ресурсов Челябинской области и расчет мощности солнечной батареи 34
4. КОНТРОЛЛЕР ЗАРЯДА 36
4.1 Принцип работы контроллера заряда 36
4.2 Выбор контроллера заряда 37
4.3 Программирование модуля контроллера 41
5. АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ 45
5.1 Изучение недостатков аккумуляторов 45
5.2 Расчет емкости батареи, выбор аккумулятора 46
6. ВЫБОР КОМПЛЕКТУЮЩИХ УСТАНОВКИ 50
6.1 Инвертор 50
6.2 Выбор датчика освещения 54
7. Описание программ 56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 58
Альтернативные источники энергии - наше будущее. Это самый актуальный вопрос нашего времени.
Альтернативные источники в Европе имеют высокий процент производства энергии, в нашей стране данный способ получения энергии находится на стадии развития. И наша задача стремительно развивать данное направление для нашего будущего.
Данная тема широко открыта для исследования и разработки разных проектов. Солнце, ветер и вода - самые популярные источники энергии как электрической, так и тепловой.
В больших масштабах возобновляемые источники энергии (ВИЭ) являются полноценными электростанциями, питающих огромные территории и площади, поставляя энергии по кабелям и линиям электропередач.
Данный проект рассматривает более компактное использование ВИЭ, но не менее полезное, чем традиционные электростанции.
Наружное освещение затрагивает не только простых граждан, но и многие органы нашей страны такие как: ЖКХ, энергетика, правоохранительные органы, здравоохранительные органы и многие другие.
На данный момент большинство светильников используют ртутные лампы и дуговые натриевые трубчатые лампы, которые отстают по технико¬экономическим показателям от светодиодных.
Светодиодные лампы не требуют частой замены, они нечувствительны к перепадам напряжения, у них высокая стабильность работы при низких температурах, характерных для нашей страны.
Следовательно, целесообразно переходить к светодиодным лампам для лучшего освещения и меньших экономических затрат.
Сейчас система уличного освещения потребляет энергию с местных электрических станций, и окутывают города километрами проводов, что портит эстетику любого города. Возможно, что эти провода можно убрать под землю, потратив огромное количество средств на создание подземных кабельных линий.
Таким образом, используя установку на базе ветросолнечного фонаря, возможно избавиться от данной проблемы, и на любой город можно будет смотреть с удовольствием, а не через «черную паутину», и тратить на создание подземных кабельных линий миллионы средств.
С учетом того, что установка питается от ВИЭ не требуются затраты на энергозатраты улиц от центральных подстанций, тем самым сэкономив большое количество средств.
В проекте была разработана автономная установка наружного освещения на базе ветросолнечного фонаря. Данная установка отличается своей автономностью, а именно тем, что не требует никаких вмешательств человека на протяжении многих лет.
Электротехнологическая установка наружного освещения подходит на освещение любых мест, как городское освещение, так и дорожное освещение. Отличие государственных стандартов на освещение разного вида территорий корректирует лишь некоторые характеристики светильника.
Разработка и расчет установки наружного освещения на базе ветросолнечного фонаря были произведены на основе наружного освещения складских территорий. Однако установка абсолютно универсальна и ее работа возможна на любой территории.
Задачи дипломного проекта:
- расчет освещения, с учетом строительных норм и стандартов;
- анализ солнечных и ветровых ресурсов страны и региона;
- расчет вырабатываемой мощности установки и энергобаланса;
- выбор комплектующих ветросолнечного фонаря;
- программирование контроллера для автономной работы электротехнологической установки.
Расчет и выбор компонентов произведены с учетом анализа ветровых и солнечных ресурсов на Южном Урале, а также посчитана возможность получения максимального количества энергии в условиях реального климата нашей области
В процессе разработки была получена полностью автономная электротехнологическая установка наружного освещения на базе ветросолнечного фонаря с мощностью ветрогенератора 300 Вт и мощностью солнечной панели 100 Вт.
Выполнен расчет освещения с учетом строительных норм и стандартов, произведен анализ солнечных и ветровых ресурсов региона, благодаря которым рассчитана вырабатываемая мощность установки в год, подобраны комплектующие установки с учетом экономической и технической выгоды.
Решены проблемы обслуживания, разработанную установку возможно не обслуживать минимум 10 лет.
При разработке квалификационной работы были использованы следующие программы: MathCad, Arduino, SolidWorks, Microsoft Excel.