📄Работа №202599
Тема: Повышение эффективности солнечных систем за счёт использования устройства коммутации фотоэлектрических модулей
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Электротехника
Объем:
102 листов
Год:
2019
Просмотров:
59
4200
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 8
1. ПРОБЛЕМА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ В
ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННЫХ РАЙОНАХ 11
1.1. В мире 11
1.2. В России 13
1.3. Автономные энергетические системы 17
1.4. Потенциал возобновляемой энергии в России 20
1.4.1. Ветровая энергия 21
1.4.2. Энергия биомассы 22
1.4.3. Геотермальная энергия 23
1.4.4. Малая гидроэнергетика 24
1.4.5. Солнечная энергия 24
2. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ 27
2.1. Принципы работы разных видов промышленных СЭС 27
2.1.1. Солнечные электростанции башенного типа 28
2.1.2. Солнечные электростанции тарельчатого типа 29
2.1.3. Солнечные электростанции, использующие фотоэлектрические
модули 29
2.1.4. Солнечные электростанции, использующие параболические
концентраторы 30
2.1.5. Комбинированные солнечные электростанции 32
2.1.6. Аэростатные солнечные электростанции 32
2.2. Мобильные электростанции для дома 33
2.2.1. Сетевые электростанции 35
2.2.2. Автономные электростанции 36
2.2.3. Гибридная электростанция 40
2.3. Основные компоненты PV-систем 43
2.3.1. Солнечные модули 43
2.3.2. Солнечные контроллеры заряда 51
2.3.3. Инверторы 53
2.3.4. Аккумуляторные батареи 55
3. ОЦЕНКА ПОТЕНЦИАЛА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ СОЛНЦА 56 4. МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СОЛНЕЧНЫХ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ 61
4.1. Солнечные трекеры 61
4.2. Использование перовскита в солнечной энергетике 64
4.3. Загрязнение солнечных модулей. Системы очистки 65
4.4. Влияние температуры на солнечные модули. Системы охлаждения
солнечных модулей 66
4.5. Гетероструктурный переход. Применение в солнечных модулях 68
4.6. Технология коммутации SMARTWIRE 70
5. УСТРОЙСТВО КОММУТАЦИИ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ 74
5.1. Описание устройства 75
5.2. Принцип работы 77
6. РЕКОНСТРУКЦИЯ ДЕЙСТВУЮЩЕЙ СЭС 79
6.1. Анализ действующей СЭС 79
6.2. Расчет новой СЭС 84
6.3. Анализ работы, реконструированной СЭС 87
6.4. Анализ реконструкция СЭС 89
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 95
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 96
ПРИЛОЖЕНИЕ А 102
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 103
ПРИЛОЖЕНИЕ В 104
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 105
ВВЕДЕНИЕ 8
1. ПРОБЛЕМА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ В
ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННЫХ РАЙОНАХ 11
1.1. В мире 11
1.2. В России 13
1.3. Автономные энергетические системы 17
1.4. Потенциал возобновляемой энергии в России 20
1.4.1. Ветровая энергия 21
1.4.2. Энергия биомассы 22
1.4.3. Геотермальная энергия 23
1.4.4. Малая гидроэнергетика 24
1.4.5. Солнечная энергия 24
2. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ 27
2.1. Принципы работы разных видов промышленных СЭС 27
2.1.1. Солнечные электростанции башенного типа 28
2.1.2. Солнечные электростанции тарельчатого типа 29
2.1.3. Солнечные электростанции, использующие фотоэлектрические
модули 29
2.1.4. Солнечные электростанции, использующие параболические
концентраторы 30
2.1.5. Комбинированные солнечные электростанции 32
2.1.6. Аэростатные солнечные электростанции 32
2.2. Мобильные электростанции для дома 33
2.2.1. Сетевые электростанции 35
2.2.2. Автономные электростанции 36
2.2.3. Гибридная электростанция 40
2.3. Основные компоненты PV-систем 43
2.3.1. Солнечные модули 43
2.3.2. Солнечные контроллеры заряда 51
2.3.3. Инверторы 53
2.3.4. Аккумуляторные батареи 55
3. ОЦЕНКА ПОТЕНЦИАЛА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ СОЛНЦА 56 4. МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СОЛНЕЧНЫХ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ 61
4.1. Солнечные трекеры 61
4.2. Использование перовскита в солнечной энергетике 64
4.3. Загрязнение солнечных модулей. Системы очистки 65
4.4. Влияние температуры на солнечные модули. Системы охлаждения
солнечных модулей 66
4.5. Гетероструктурный переход. Применение в солнечных модулях 68
4.6. Технология коммутации SMARTWIRE 70
5. УСТРОЙСТВО КОММУТАЦИИ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ 74
5.1. Описание устройства 75
5.2. Принцип работы 77
6. РЕКОНСТРУКЦИЯ ДЕЙСТВУЮЩЕЙ СЭС 79
6.1. Анализ действующей СЭС 79
6.2. Расчет новой СЭС 84
6.3. Анализ работы, реконструированной СЭС 87
6.4. Анализ реконструкция СЭС 89
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 95
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 96
ПРИЛОЖЕНИЕ А 102
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 103
ПРИЛОЖЕНИЕ В 104
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 105
📖 Аннотация
В данной выпускной квалификационной работе исследуется проблема повышения эффективности фотоэлектрических систем, актуальная в контексте необходимости развития возобновляемой энергетики для энергоснабжения децентрализованных и удаленных регионов России. Актуальность исследования обусловлена исчерпаемостью традиционных энергоресурсов, их экологическими недостатками и критической зависимостью ряда территорий от привозного топлива. Основным результатом работы является разработка и анализ проекта реконструкции действующей солнечной электростанции с применением устройства коммутации фотоэлектрических модулей, что позволило повысить ее эффективность примерно на 50% и обеспечить бесперебойное энергоснабжение объекта. Научная значимость заключается в углубленном анализе принципов работы и экспериментальной проверки эффективности коммутационного устройства, а практическая – в демонстрации реального технического решения для модернизации солнечных установок в сложных климатических условиях. Теоретическая база исследования опирается на фундаментальные труды по солнечной энергетике В.И. Виссарионова, работы по системам слежения за солнцем А.В. Охорзиной и У.Р. Ярмухаметова, а также исследования в области энергоэффективных фотоэлектрических установок, представленные в публикациях A.S. Petrusyov.
📖 Введение
В настоящее время основные источники энергии (газ, нефть, уголь) относятся к разряду «исчерпаемых» (кроме гидроэлектростанций), что привносит ряд проблем в финансово-хозяйственную, административную и иные сферы жизни общества. Также. Помимо прочего, вышеуказанные источники энергии имеют ряд недостатков, на которые в современном научном сообществе обращается все больше внимания, это: низкая экологичность в местах эксплуатации, и невозможность применения ряда источников в отдаленных районах Российской Федерации, что дестабилизирует жизнь местных жителей. Прежде всего, в них входят территории Крайнего Севера, Дальнего Востока, некоторые регионы Сибири и т.д. В основном в подобных районах используются комплексы устройств для выработки пара или горячей воды через подачу древесины или угля.
Альтернативные источники энергии, которые могут быть получены из возобновляемых энергоресурсов уже вышли на мировой рынок обеспечения энергопотребителей. Различные прогнозы оценивают долю потребления электроэнергии, полученной путем применения ВИЭ до 40% к 2020 году, что, несомненно, можно подвергнуть дискуссии, но факт роста заинтересованности в ВИЭ остается неизменным. Для Российской Федерации, как для страны, имеющей недостаточно развитую инфраструктуру, использование ВИЭ может быть одним из путей решения вопросов энергообеспечения отдаленных населенных пунктов/предприятий. В том числе частичный или полный переход предприятия на ВИЭ поможет выбрать экологический приемлемый путь развития субъекта РФ.
На данном этапе освоения перспектив ВИЭ РФ в разы отстает от других более развитых стран. При необходимом показателе по освоению ВИЭ в 4,5%, по некоторым экспертным оценкам, вклад не превышает 1%. Перечислим основные проблемные факторы, сдерживающие внедрение и активное распространение ВИЭ на территории РФ:
1. Непостоянство первичного энергоносителя по временному параметру; 2. Низкая удельная плотность энергоносителя;
3. Высокие капитальные вложения при строительстве станции с ВИЭ;
4. Недостаточность нормативной базы, регламентирующей проектирование, подключение и эксплуатацию ВИЭ.
Автономные гибридные системы становятся все более популярным в связи со снижением цен на солнечные панели и рост цен на другие виды электроэнергии, а также ввиду ужесточения экологической политики государств.
На настоящий момент опубликовано достаточно исследований, раскрывающих экономическую и экологическую целесообразность внедрения ВИЭ. Однако, вопрос сравнительного анализа с последующим раскрытием основных технических характеристик некоторых видов ВИЭ с учетом конкретного количества инсоляции остается малоизученным. В частности, в работах, отражающих процесс внедрения ВИЭ на российском рынке энергопотребления, практически отсутствует сравнительный анализ имеющихся аналогов с последующей разработкой гибридных автономных программных комплексов, способных работать в условиях округов по долготно-широтному принципу.
Объект исследования: действующая СЭС в п. Плотинка, Челябинская область. СЭС питает систему оповещения о чрезвычайных ситуациях.
В селе Плотинка, Челябинская область, отсутствует централизованное электроснабжение. Раньше, когда деревня была сильно заселена, и функционировало большое лесозаготовительное предприятие, в работы была большая дизельная установка. Но в скором времени предприятие закрылось, дизельная установка пришла в неисправность, и жители поселка остались без электричества. Цель работы: повышение эффективности, действующей СЭС путем ее полной реконструкции для бесперебойного обеспечения энергией и анализ эффективности работы устройства коммутации солнечных модулей.
Второй целью работы является проанализировать актуальные методы по повышению эффективности солнечных установок.
Альтернативные источники энергии, которые могут быть получены из возобновляемых энергоресурсов уже вышли на мировой рынок обеспечения энергопотребителей. Различные прогнозы оценивают долю потребления электроэнергии, полученной путем применения ВИЭ до 40% к 2020 году, что, несомненно, можно подвергнуть дискуссии, но факт роста заинтересованности в ВИЭ остается неизменным. Для Российской Федерации, как для страны, имеющей недостаточно развитую инфраструктуру, использование ВИЭ может быть одним из путей решения вопросов энергообеспечения отдаленных населенных пунктов/предприятий. В том числе частичный или полный переход предприятия на ВИЭ поможет выбрать экологический приемлемый путь развития субъекта РФ.
На данном этапе освоения перспектив ВИЭ РФ в разы отстает от других более развитых стран. При необходимом показателе по освоению ВИЭ в 4,5%, по некоторым экспертным оценкам, вклад не превышает 1%. Перечислим основные проблемные факторы, сдерживающие внедрение и активное распространение ВИЭ на территории РФ:
1. Непостоянство первичного энергоносителя по временному параметру; 2. Низкая удельная плотность энергоносителя;
3. Высокие капитальные вложения при строительстве станции с ВИЭ;
4. Недостаточность нормативной базы, регламентирующей проектирование, подключение и эксплуатацию ВИЭ.
Автономные гибридные системы становятся все более популярным в связи со снижением цен на солнечные панели и рост цен на другие виды электроэнергии, а также ввиду ужесточения экологической политики государств.
На настоящий момент опубликовано достаточно исследований, раскрывающих экономическую и экологическую целесообразность внедрения ВИЭ. Однако, вопрос сравнительного анализа с последующим раскрытием основных технических характеристик некоторых видов ВИЭ с учетом конкретного количества инсоляции остается малоизученным. В частности, в работах, отражающих процесс внедрения ВИЭ на российском рынке энергопотребления, практически отсутствует сравнительный анализ имеющихся аналогов с последующей разработкой гибридных автономных программных комплексов, способных работать в условиях округов по долготно-широтному принципу.
Объект исследования: действующая СЭС в п. Плотинка, Челябинская область. СЭС питает систему оповещения о чрезвычайных ситуациях.
В селе Плотинка, Челябинская область, отсутствует централизованное электроснабжение. Раньше, когда деревня была сильно заселена, и функционировало большое лесозаготовительное предприятие, в работы была большая дизельная установка. Но в скором времени предприятие закрылось, дизельная установка пришла в неисправность, и жители поселка остались без электричества. Цель работы: повышение эффективности, действующей СЭС путем ее полной реконструкции для бесперебойного обеспечения энергией и анализ эффективности работы устройства коммутации солнечных модулей.
Второй целью работы является проанализировать актуальные методы по повышению эффективности солнечных установок.
✅ Заключение
В ходе данной выпускной квалификационной работе был проведен анализ состояния возобновляемой энергетики в мире, а также в России. Рассмотрены принципы работы и основные компоненты различных солнечных систем, их преимущества и недостатки. Проанализированы проблемы солнечных станций и пути их решения.
Была проведена оценка потенциала использования энергии солнца в регионе объекта исследования.
Предложены и проанализированы методы повышения эффективности солнечных электростанций.
Рассмотрено устройство коммутации фотоэлектрических модулей. Принцип работы данного устройства и его назначение. Проанализированы натурные эксперименты и получены результаты его эффективности.
Достигнута главная цель данной выпускной квалификационной работы - проведена реконструкция действующей солнечной электростанции и обеспечено бесперебойное энергоснабжение объекта. По итогам реконструкции повышение эффективности станции составило около 50%.
Была проведена оценка потенциала использования энергии солнца в регионе объекта исследования.
Предложены и проанализированы методы повышения эффективности солнечных электростанций.
Рассмотрено устройство коммутации фотоэлектрических модулей. Принцип работы данного устройства и его назначение. Проанализированы натурные эксперименты и получены результаты его эффективности.
Достигнута главная цель данной выпускной квалификационной работы - проведена реконструкция действующей солнечной электростанции и обеспечено бесперебойное энергоснабжение объекта. По итогам реконструкции повышение эффективности станции составило около 50%.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.