Оптимизация систем мониторинга установок на основе возобновляемых источников энергии

Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 6
1 АНАЛИЗ ЭНЕРГОУСТАНОВОК НА ОСНОВЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ
ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ 9
1.1.1 Резервная солнечная электростанция 9
1.1.2 Автономная солнечная электростанция 10
1.1.3 Гибридная солнечная электростанция 12
1.1.4 Сетевая солнечная электростанция 13
1.2 Ветровые электростанции 15
1.3 Комбинированные энергоустановки 17
1.4 Выводы по главе 20
2 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ЭНЕРГОУСТАНОВКИ
НА ОСНОВЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ 22
2.1 Структурная схема системы мониторинга и безопасности
энергоустановки 22
2.2 Структурная схема энергоустановки на основе возобновляемых
источников энергии 25
2.3 Разработка алгоритмов системы мониторинга и безопасности ... 27
2.4 Выводы по главе 43
3 РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА И БЕЗОПАСНОСТИ
ЭНЕРГОУСТАНОВКИ НА ОСНОВЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ
ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ В РАМКАХ СИСТЕМЫ
АВТОМАТИЗАЦИИ 44
3.1 Анализ системы автоматизации здания 44
3.2 Структурная схема системы мониторинга и безопасности 46
3.3 Выбор элементной базы системы 48
3.3.1 Контроллер 48
3.3.2 Модули расширения 50
3.3.3 Датчики 54
3.4 Выводы по главе 56
4 РЕАЛИЗАЦИЯ УНИВЕРСАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА И
БЕЗОПАСНОСТИ ЭНЕРГОУСТАНОВКИ НА ОСНОВЕ
ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНКОВ ЭНЕРГИИ 57 4.1 Структурная схема универсальной системы мониторинга и
безопасности энергоустановки 57
4.2 Выбор элементной базы системы 59
4.2.1 Микроконтроллер 59
4.2.2. Интерфейсные модули 63
4.2.3 Датчики 66
4.3 Особенности алгоритмического обеспечения 67
4.4 Выводы по главе 69
5 ОРГАНИЗАЦИОННО - ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 70
5.1 Оценка затрат на реализацию системы мониторинга и
безопасности в рамках системы автоматизации здания 70
5.2 Оценка затрат на реализацию универсальной системы
мониторинга и безопасности 73
5.3 Выводы по главе 76
6 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНИДЕЯТЕЬНОСТИ 77
6.1 Безопасность жизнедеятельности и охрана труда при монтаже и
использовании солнечных панелей 77
6.2 Безопасность жизнедеятельности и меры предосторожности при
использовании ветрового генератора 80
6.2.1 Основы безопасности 80
6.2.2 Электробезопасность 82
6.2.3 Механическая безопасность 84
6.2.4 Безопасность при эксплуатации 85
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 86
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Купить

Актуальность. В последние годы заметно увеличение стоимости углеводородных энергоносителей, используемых для генерации электрической энергии на различных тепловых электростанциях. Кроме того, применение углеводородов для генерации электрической энергии негативно сказывается на выбросах в атмосферу углекислого газа и других загрязняющих веществ, опасных для человека и для окружающей среды. В связи с этим активно развивается сфера энергетики на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Это связано с относительной доступностью и отсутствием платы за ветер, солнце и прочие источники возобновляемой энергии. Возобновляемая энергетика применяется как для промышленных предприятий, сельского хозяйства, различных зданий, а также для сферы быта и жилищного строительства.
Традиционно получили заметное распространение, как источники электрической возобновляемой энергии, солнечные электростанции и ветровые электростанции. Масштаб таких электростанций может быть различным - от занимающих огромные площади и обеспечивающие генерацию порядка десятков-сотен мегаватт, до электростанций компактных размеров, для применения в частных домах, дачах, гаражах и т.д.
У электростанций на основе ВИЭ есть серьезный недостаток - относительно высокая стоимость оборудования, что в дальнейшем приводит к высокой стоимости получаемой электроэнергии. Кроме того, выработка электроэнергии на основе ВИЭ имеет нестационарный характер, который зависит от множества внешних и погодных факторов (время года, температура воздуха, интенсивность солнечной инсоляции, скорость ветра, сила ветра, направление ветра и др.). Прогнозирование различных факторов, влияющих на работу электростанций на основе ВИЭ не всегда успешно.
При этом существует опасность выхода из строя дорогостоящего оборудования таких электростанций в случае недопустимых условий эксплуатации, связанных с погодными явлениями, электрическими нагрузками и прочими факторами. Обеспечение безопасной и безаварийной эксплуатации электростанций на основе ВИЭ возможно с применением соответствующих систем мониторинга и безопасности, реализованных на современной элементной базе и учитывающих в алгоритмах возможные режимы функционирования энергетического оборудования.
В связи с вышеперечисленным является актуальным вопрос исследования и разработки оптимизированных систем мониторинга и безопасности энергетических установок на основе возобновляемых источников энергии.
Объектом исследования в данной работе являются энергоустановки на основе возобновляемых источников энергии.
Предметом исследования в данной работе является система мониторинга и безопасности энергоустановок на основе возобновляемых источников энергии.
Цель работы - исследование и разработка различных вариантов системы мониторинга и безопасности для энергоустановок на основе возобновляемых источников энергии.
Задачи, требующие решения для достижения поставленной цели:
1. Анализ энергоустановок на основе возобновляемых источников энергии.
2. Разработка системы мониторинга энергоустановки на основе возобновляемых источников энергии.
3. Реализация системы мониторинга и безопасности энергоустановки на основе возобновляемых источников энергии в рамках системы автоматизации здания.
4. Реализация универсальной системы мониторинга и безопасности энергоустановки на основе возобновляемых источников энергии.
5. Изучение организационно-экономических вопросов.
6. Изучение вопросов безопасности жизнедеятельности.
...
Купить