ВВЕДЕНИЕ 7
1 Состояние вопроса и задачи исследования 9
1.1 Проблемы электроснабжения удаленных объектов 9
1.2 Проблемы электроснабжения удаленных объектов Челябинской
области 10
1.3 Перспективы использования ВИЭ для электроснабжения удаленных
потребителей 14
2 АНАЛИЗ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ 21
2.1 Особенности использования солнечной энергетики 21
2.2 Принцип действия фотоэлектрических преобразователей 22
2.3 Анализ поступления солнечной радиации на территории Челябинской
области 25
3 РАСЧЕТ И ВЫБОР ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
СИСТЕМЫ 33
3.1 Выбор объекта энергообеспечения 33
3.2 Расчет пиковой мощности 35
3.3 Расчет потребляемой энергии 37
3.4 Расчет солнечного модуля 38
3.5 Методика выбора инвертора 45
3.6 Расчет емкости и выбор аккумуляторных батарей 46
3.7 Выбор контроллера заряда 51
3.8 Электрическая схема электроснабжения дома от солнечных модулей 52
4 ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИСТЕМ СОЛНЕЧНЫХ
БАТАРЕЙ С ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРОМ 53
4.1 Понятие о солнечно-дизельных системах 53
4.2 Характеристики и виды дизель-генераторов 54
4.3 Методика выбора дизельного генератора 56
4.4 Схемы солнечно-дизельной системы 59
4.5 Характеристики оборудования солнечно-дизельной системы 61
4.6 Электрическая схема солнечно-дизельной системы 66
5 ЭКОНОМИКА 67
5.1 Факторы влияющие на окупаемость солнечных батарей 67
5.2 Расчет окупаемости системы 68
6 ЭКОЛОГИЯ 70
6.1 Выбросы вредных веществ в атмосферу дизельным генератором в
течение года 70
6.2 Выбросы в течение года системы снабжаемой только от дизельного
генератора 74
6.3 Сравнение количества выбросов 75
7 ОХРАНА ТРУДА ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СОЛНЕЧНО-ДИЗЕЛЬНОЙ
УСТАНОВКИ 76
7.1 Факторы риска при эксплуатации системы 76
7.2 Опасность поражения электрическим током 77
7.3 Опасность работы на высоте 80
7.4 Меры предосторожности при эксплуатации дизель-генератора 81
7.5 Меры предосторожности при эксплуатации аккумуляторных
батарей 84
7.6 Молниезащита 85
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 88
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 89
Электроэнергия играет одну из главных ролей в современном мире. Электричество дает тепло, свет, позволяет осуществлять работу бытовых приборов, без которых невозможно представить жизнь современного человека.
На сегодняшний день имеется огромное разнообразие источников энергии. В настоящее время наибольшее распространение получили традиционные источники ископаемого топлива, такие как нефть и газ, которые в результате сжигания ископаемого топлива преобразуют тепловую энергию в электрическую. Однако у них имеются существенные недостатки, так, сжигание топливных ресурсов неблагоприятно влияет на экологическую обстановку в мире, и кроме того, такие ресурсы истощаемы, и рано или поздно они закончатся.
Хорошей альтернативой традиционные источникам являются возобновляемые источники энергии, которые используют энергию солнца, ветра, воды, земли и биотоплива для получения электричества и тепла. Такие источники не требуют никакого топлива, и как следствие, они более экономичны и экологически безопасны, а так же в силу своей специфики они общедоступны и имеются в любой точке земного шара.
Весьма эффективны гибридные системы в которых помимо возобновляемого источника в качестве резерва, либо для дополнительной выработки используется другой источник энергии, например, дизельный генератор. В некоторых случая в таких системах может быть и более двух источников энергии. Гибридные системы более эффективны и надежны, поскольку вместо одного источника энергии в системе таких источников два и более.
Неоспоримым плюсом возобновляемых источников является то, что они могут быть использованы как в промышленных масштаба, так и в небольших частных проектах для осуществления энергоснабжения локального объекта, например, жилого дома. Для труднодоступных и имеющих проблемы с электроснабжением районов, установки возобновляемой энергетики являются весьма перспективным , которое способно существенно улучшить качество жизни населения удаленных районов.
Целью данной работы является исследование возможности электроснабжения частного дома, находящегося в Челябинской области, за счет использования солнечных батарей и дизельного генератора.
В ходе выполнения работы была изучена система автономного электроснабжения жилого дома с использованием солнечных батарей и дизельного генератора. Были рассчитаны основные параметры системы, выбрано необходимое оборудование, а так же рассчитаны сроки окупаемости.
Можно сделать вывод, что данная система электроснабжения на основе солнечных батарей и дизель-генератора весьма эффективна при использовании ее в удаленных и проблемных с точки зрения электроэнергии районов. Она весьма стабильна и полностью покрывает все потребности в электроэнергии.
Срок окупаемости получился большим, однако, использование такой системы в удаленных районах значительно повысит качество жизни населения. Кроме того, учитывая в будущем рост цен на топливо, и как следствие, увеличение тарифов на электроэнергию, можно сказать, что срок окупаемости заметно уменьшиться.
