Содержание 3
Введение 5
Раздел 1. Аналитический обзор 7
1.1 Анализ перспектив использования солнечной электроэнергии в России 8
1.2 Схемы подключения фотоэлектрической энергосистемы и ее
компоненты 11
1.3 Элементы солнечной батареи и их дополнительные компоненты 18
Раздел 2. Конструкторская часть 22
2.1 Расчет нагрузок и выбор инвертора. 23
2.2 Определение значения необходимой емкости аккумуляторных батареи
и их количества 25
2.3 Определение необходимого угла наклона солнечных батарей 27
2.4 Выбор солнечных батарей и основного оборудования 35
2.5 Выбор кабельных линий. 37
2.6 Проверка кабелей по потере напряжения 38
Раздел 3. Технологическая часть 40
3.1 Выбор элементной базы 41
3.2 Разработка электрической принципиальной схемы контроллера 45
Раздел 4. Спецвопрос. Проектирование печатной платы контроллера 52
4.1 Общие сведения 53
4.2 Основные технологические процессы изготовления двусторонних
печатных плат 55
4.3 Основные технологические этапы в производстве печатных плат 58
4.4 Технология мелкосерийного производства корпусов 71
Раздел 5. БЖД и промышленная экология
5.1 Безопасность жизнедеятельности 80
5.2 Описание рабочего места, оборудования и выполняемых
технологических операций 80
5.3 Идентификация опасных и вредных производственных факторов
5.4 Воздействие производственных факторов на организм человека
5.5 Мероприятия по разработке безопасных условий труда 88
5.6 Обеспечение электробезопасности на рабочем месте 92
5.7 Обеспечение пожарной безопасности на рабочем месте 93
5.8 Расчет освещения 94
Раздел 6. Экономическая часть 97
6.1 Расчет стоимости создания автономного электроснабжения на основе солнечных панелей 98
6.2 Сравнение стоимости и затрат на автономные системы
электроснабжения пасеки 98
Заключение 101
Список литературы 102
Проблема освоения нетрадиционных и возобновляемых источников энергии становится все более актуальной. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии включают солнечную, ветровую, геотермальную энергию, биомассу и энергию Мирового океана.
В последнее десятилетие интерес к этим источникам энергии постоянно возрастает, поскольку во многих отношениях они неограниченны. По мере того как поставки топлива становятся менее надежными и более дорогостоящими, эти источники становятся все более привлекательными и более экономичными. Повышение цен на нефть и газ послужило главной причиной того, что человек вновь обратил свое внимание на воду, ветер и Солнце.
В последнее время интерес к проблеме использования солнечной энергии резко возрос, и хотя этот источник также относится к возобновляемым, внимание, удивляемое ему во всем мире, заставляет рассмотреть его возможности отдельно. Потенциальные возможности энергетики, основанной на применении непосредственно солнечного излучения, чрезвычайно велики.
Световое излучение можно улавливать непосредственно, когда оно достигает Земли. Это называется прямым использованием солнечной энергии. Кроме того, она обеспечивает круговорот воды, циркуляцию воздуха и накопление органического вещества в биосфере. Значит, обращаясь к этим энергоресурсам, мы, по сути, занимаемся непрямым использованием солнечной энергии.
Первые попытки использования солнечной энергии на коммерческой основе относятся к 80-м годам ХХ столетия. Крупнейших успехов в этой области добилась фирма Loose industries (США). В 1989г. ею введена в эксплуатацию солнечно-газовая станция мощностью 80 МВт. В Калифорнии в 1994г. введено еще 480 МВт электрической мощности, причем стоимость 1 кВт/ч энергии - 7-8 центов. Это ниже, чем на традиционных станциях. Электростанция в Калифорнии продемонстрировала, что газ и Солнце как основное источники ближайшего будущего способны эффективно дополнять друг друга. В ночное время и зимой энергию дает газ, а летом и в дневное время - Солнце.
Наиболее эффективными с энергетической точки зрения устройствами для превращения солнечной энергии в электрическую (т.к. это прямой, одноступенчатый переход энергии) являются полупроводниковые фотоэлектрические преобразователи (ФЭП). При характерной для ФЭП равновесной температуре порядка 300-350 Кельвинов и Т солнца ~ 6000 К их предельный теоретический КПД >90 % . Это означает, что, в результате оптимизации структуры и параметров преобразователя, направленной на снижение необратимых потерь энергии, вполне реально удастся поднять практический КПД до 50% и более (в лабораториях уже достигнут КПД 40%).
В данном проекте была решена проблема создания системы электроснабжения для пасеки, не прибегая к подключению к существующим электросетям, с использованием экологически чистого вида электроснабжения - солнечной энергетики. Несмотря на то, что солнечная энергетика еще 15 лет назад в России считалась неокупаемым и малоперспективный направлением, за прошедшее время технологии солнечной энергетики и электроники позволили сделать эту область энергетики интересной не только для частного использования, но и применимой для снабжения крупных зданий с большим количеством маломощных потребителей.
В проекте был проведен анализ состояния солнечной энергетики в России, изучены основные элементы солнечных электростанций. В конструкторской части были выполнены расчеты солнечных модулей, аккумуляторов, нагрузок пасеки, выбран инвертор и кабельная продукция.
Технологический раздел посвящен разработке контроллера управления всей системой снабжения. В рамках раздела была выбрана элементная база, рассчитаны элементы контроллера и выбраны близкие по параметрам элементы из существующих.
В разделе спецвопроса был рассмотрен процесс создания печатной платы для блока контроллера, а так же корпуса. Приведены основные этапы создания платы.
В разделе БЖД и промышленная экология рассмотрены требования по безопасности при сборке и пайке контроллера, рассчитано освещение заводского участка сборки печатной платы;
В экономической части определены затраты на исполнение автономного источника электроэнергии и проведено сравнение затрат на солнечную электростанцию с затратами на бензиногенераторную систему.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
