Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ОБЗОР СОСТОЯНИЯ И ПЕРСПЕКТИВ РАЗВИТИЯ 9
2 РАСЧЕТ НАГРУЗКИ ГОРНОЛЫЖНОГО КОМПЛЕКСА 14
2.1 Разработка плана горнолыжного комплекса 14
2.2 Дополнительные сведения о горнолыжном комплексе 15
2.3 Категории надежности электроснабжения потребителей
горнолыжного комплекса 15
2.4 Расчет нагрузки 16
2.5 Построение суточных и годовых графиков нагрузки 17
3 ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ГОРНОЛЫЖНОГО КОМПЛЕКСА 22
3.1 Определение координат РП 22
3.2 Выбор защитных аппаратов 22
3.3 Расчет токов короткого замыкания и выбор оборудования 28
4 ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВЕТРОГЕНЕРАТОРА И
СОЛНЕЧНЫХ ПАНЕЛЕЙ 35
4.1 Разработка структурной схемы ветро-солнечной энергосистемы 35
4.2 Выбор инвертора 38
4.3 Выбор аккумуляторных батарей 40
4.3.1 Аккумуляторные батареи с технологией AGM 40
4.3.2 Аккумуляторные батареи с технологией GEL 41
4.3.3 Определение энергопотребления и емкости АБ 41
4.3.4 Определение количества аккумуляторных батарей 42
4.4 Расчет фотоэлектрических модулей 46
4.4.1 Выбор фотоэлектрических модулей 46
4.5 Выбор ветроэнергетической установки 48
4.5.1 ВЭУ с горизонтальной осью вращения 50
4.5.2 ВЭУ с вертикальной осью вращения 50
4.5.3 Отличительные особенности вертикально-осевых ВЭУ 52
4.5.4 Ориентация на ветер 53
4.5.5 Зависимость эффективности от алгоритма работы 53
4.5.6 Размещение генератора и мультипликатора 54
4.5.7 Запуск ротора
4.5.8 Коэффициент использования энергии ветра
4.5.9 Поворот лопастей
4.5.10 Конструкция и эффективность лопасти
4.5.11 Быстроходность
4.5.12 Воздействие на окружающую среду
4.5.13 Рациональность силовой схемы ротора
4.5.14 Динамика опорной башни
4.6 Расчет энергии ветра
4.7 Расчет количества ВРТБ
4.8 Выбор резервного источника питания
5 ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА
ПОСТОЯННОМ ТОКЕ
5.1 Проблемы трехфазного тока в России
5.2 Электроснабжение на постоянном токе
5.3 Потребители электрической энергии комплекса
5.4 Экономическое обоснование исследования на постоянном токе
5.5 Применение частотного преобразователя для экономии
электроэнергии
5.5.1 Конструкция частотного преобразователя
5.5.2 Методы управления
5.5.3 Методы модуляции
6 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
6.1 Расчет финансовых показателей
6.2 Расчет показателя экономической эффективности инвестиций
6.3 Экономическое обоснование выполненной работы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ. АЛЬБОМ ИЛЛЮСТРАЦИЙ
Современный мир нельзя вообразить без использования энергии. На сегодняшний день вопрос энергетики остается одним из самых актуальных. Не маловажной темой является экологичность получения электроэнергии. Привычные нам способы получения энергии, а именно сжигание исчерпаемого топлива (угля, нефти, газа и т.п.), наносят экологический вред окружающей среде. С каждым годом количество населения планеты растет, а, следовательно, увеличивается спрос на энергию и тем самым возрастает количество выбросов в атмосферу.
Использование атомной энергетики также ставит под угрозу человечество, авария на Чернобыльской АЭС понесла за собой гибель многих людей и огромную территорию зараженную радиацией. После аварии на японской АЭС «Фукусима-1» ФРГ остановила для проверки 8 реакторов мощностью 8,8 ГВт, заменив их не газом или импортным топливом, а энергией ветра и солнца. Это еще раз подтверждает возможность перехода от традиционной энергетики к возобновляемой.
Альтернативные источники энергии это современный подход к получению энергии. Использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ) наносит минимальный вред окружающей среде. Потенциал возобновляемой энергетики в нашей стране довольно велик. Из ВИЭ мы имеем возможность получать до одной четвертой всей нужной России энергии, не нанося вреда экономике, ведь все используемые для этого технологии и средства в России уже есть.
К возобновляемой энергетике относят: солнечную, геотермальную, приливную, атомную, энергию ветра, энергию волн. В России на данный момент наиболее развита гидроэнергетика, также развиваются солнечная и ветроэнергетика.
Целью выпускной работы является разработка системы электроснабжения горнолыжного комплекса с применением ВИЭ, исследование возможности электроснабжения на постоянном токе.
В рамках поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1) выполнить обзор состояния вопроса и перспектив развития, разработать план горнолыжного комплекса;
2) рассчитать нагрузки и токи КЗ, выбрать защитное оборудование;
3) провести выбор солнечных панелей, ветроэнергетической установки, аккумуляторных батарей;
4) выбрать инвертор, частотный преобразователь;
5) провести исследование возможности электроснабжения постоянным током;
6) произвести технико-экономическую оценку выполненной работы.
Объект работы - горнолыжный комплекс.
Предмет работы - система электроснабжения горнолыжного комплекса.
В работе разработан план предлагаемого для строительства горнолыжного комплекса и рассчитаны нагрузки. Произведен выбор защитных аппаратов и оборудования, разработана структурная схема и приведено описание ветросолнечной энергосистемы.
Выполнены необходимые расчеты для выбора инвертора, аккумуляторных батарей, ветрогенератора, фотоэлектрических модулей и их количества. Приведено описание различных ветроустановок, в ходе которого была выбрана ветровая роторная турбина Болотова. Подобран резервный источник питания.
Проведено исследование возможности электроснабжения на постоянном токе, уделено внимание применению частотных преобразователей, что позволит уменьшить капиталовложения, сократить срок окупаемости и экономично использовать электроэнергию.
Выполнено технико-экономическое обоснование выполненной работы, срок окупаемости составил менее 8 лет.
