Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 6
ОБЗОР МИРОВОЙ ВЕТРОИНДУСТРИИ ПО ДАННЫМ 2018 ГОДА
Обзор мировых рынков 7
Состояние рынков ветроэнергетики в России 9
Выводы по разделу 1 11
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В МИРЕ
Прогноз на 2019 год 12
Прогноз развития мировой солнечной энергетики до 2023 года 12
Солнечная энергетика в России 13
Выводы по разделу 2 19
ПРОБЛЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ АВТОНОМНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ
Проблемы в энергообеспечении отдаленных потребителей 20
Использование дизельных электростанций 25
Возможности применения возобновляемой энергетики 26
Выводы по разделу 3 29
НЕДОСТАТКИ В ЭКСПЛУАТАЦИИ ДИЗЕЛЬНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ 30
Выводы по разделу 4 31
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГИБРИДНЫХ ВЕТРОСОЛНЕЧНЫХ УСТАНОВОК 32
Классификация комбинированных установок 34
Комбинированные установки для нефтегазового сектора 35
Комбинированные установки для сельского хозяйства 38
Мобильные гибридные установки 39
Выводы по разделу 5 41
КОНЦЕПЦИЯ МОБИЛЬНОГО ЭНЕРГОКОМПЛЕКСА НА ОСНОВЕ
ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ
Предлагаемые технические решения 42
Выводы по разделу 6 48
СУЩЕСТВУЮЩИЕ РАЗРАБОТКИ В ОБЛАСТИ МОБИЛЬНЫХ
ЭНЕРГОКОМПЛЕКСОВ НА ОСНОВЕ ВИЭ 49
Выводы по разделу 7 55
АНАЛИЗ ПОДЪЕМНЫХ МЕХАНИЗМОВ ДЛЯ ПОДЪЕМА РОТОРА
Телескопическая мачта 56
Электромеханическая телескопическая мачта 57
Ножничный подъёмный механизм 59
Коленчатые подъемники 60
Выводы по разделу 8 62
ВЫБОР ПРИВОДА ДЛЯ ПОДЪЕМА РОТОРА ВЕТРОКОЛЕСА
Асинхронные электродвигатели 63
Двигатели постоянного тока 64
Гидравлический привод 66
Тепловой привод 67
Выводы по разделу 9 67
ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ СКЛАДНОГО РОТОРА В ПРОГРАММЕ
SOLIDWORKS, СБОРКА МОДЕЛИ КОМПЛЕКСА
Обеспечение безопасной эксплуатации ветроэнергетических
установок 69
Анализ существующих отечественных разработок складных роторов ....71
Составные элементы разрабатываемого складного ротора 73
Сборка модели 78
Выводы по разделу 10 80
ДИЗЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Расчет параметров ротора ветроустановки и выходной мощности 82
Анализ существующих материалов для солнечных панелей 83
Расчет выработки солнечных панелей 85
Методика расчета аккумуляторных батарей 87
Методика расчёта резервной дизельной электростанции 89
Выводы по разделу 11 92
12 ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
МОБИЛЬНЫМ ЭНЕРГОКОМПЛЕКСОМ 93
Анализ модели 95
Анализ эксперимента 99
Выводы по разделу 12 102
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 103
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
На сегодняшний день проблемы электроснабжения отдаленных потребителей
являются важными и насущными для стран с протяженными территориями. Например, протяженность Российской Федерации с запада на восток составляет
около 10 тыс. км. Тогда, для обеспечения электрической энергией потребителей,
отдаленных от существующих линий электропередач, необходимо рассматривать
целый комплекс технических решений, который должен удовлетворять экономическим, техническим, экологическим и др. требованиям, быть гибкими, надежными и безопасными. Безусловно, прокладывать высоковольтную ЛЭП, для электроснабжения отдаленных и малонаселенных сёл, городов и производств не представляется возможным с экономической, и технической точек зрения. Одним из
возможных решений данной проблемы является использование дизельных или
бензиновых генераторов, которые обладают рядом преимуществ и позволяют добиться поставленных целей по бесперебойному электроснабжению отдаленных
потребителей. Однако, при рассмотрении обеспечения электроэнергией потребителей, имеющих первую (или первую особую) категорию по надежности электроснабжения, нельзя ограничиваться только одним источником энергии. При выходе из строя дизель-генератора может возникнуть существенный финансовый
ущерб, опасность жизни людей и безопасности страны. В таком случае, возникает
вопрос о создании дополнительных источников питания для таких объектов.
Параллельно с вопросом обеспечения электрической энергией отдаленных
потребителей возникает вопрос об использовании возобновляемых источников
энергии. Ни для кого не секрет, что ресурсы традиционных источников энергии
(нефть, газ, уголь) не вечны, и разговоры о замене их на ВИЭ являются приоритетными для ученых многих стран мира. Таким образом, необходимо решать
двойную задачу – рассматривать электроснабжения децентрализованных потребителей с использованием «зелёной энергетики».
Итогом выполнения выпускной квалификационной работы магистра стала
разработанная модель мобильного энергокомплекса на базе возобновляемых источников энергии. На основе рассмотренной идеи и существующих аналогов
(концепций) была построена собственная модель. Также было выявлено несоответствие некоторых подъемных механизмов и двигателей к разрабатываемой модели. Путём анализа были подобранные соответствующие компоненты.
Программный комплекс Solidworks позволил визуализировать идею. Далее,
исходя из потребностей, была разработанная система управления в программе
Matlab/Simulink.
В итоге, получившаяся модель соответствует первоначальным ожиданиям и
может стать достойной заменой дизельным генераторам при запуске технологии в
производство. Комплекс может случить для энергообеспечения потребителей,
удаленных от центральных электрических сетей, либо для объектов, которые требуют кратковременного электроснабжения.
