Анализ потребления электрической энергии

Содержание

1.Введение.............................................................................................................3

2.Анализ потребления электроэнергии............................................................4

3.Система автономного электроснабжения на основе АКБ............................9

4.Выбор сечения провода.................................................................................11

5.Проектирование ВЭУ....................................................................................13

6.РасчетСФЭУ....................................................................................................15

7.Инвертор и контроллеры заряд-разряд для ВЭУ и СФЭУ.......................18

8.Разработка электрической схемы................................................................21

9.Технико-экономический расчет.......................................................................22

10.Заключение...................................................................................................23

11 Список используемой литературы...........................................................24

Введение

Для дачи или загородного дома автономное электроснабжение может оказаться вполне актуальным, а в определенных случаях, даже, безальтернативным способом энергообеспечения. Акцент на загородном доме или даче как потенциальных объектах для оборудования автономной системой электроснабжения стоит сделать по ряду возможных причин:

· отсутствие технической возможности их централизованного подключения к электрическим сетям,

· экономическая нецелесообразность такого подключения ввиду большого объема работ, соответственно их высокой стоимости,

· низкая стабильность имеющейся "классической" системы электроснабжения, в России остро стоит проблема, связанная с частым отключением электроэнергии, её невысоким качеством, перегрузкой и банальной нехваткой электроэнергии.

Целью данной курсовой работы является расчет и проектирования солнечно-ветровой установки для обеспечения ЭЭ загородного дома.

Цель реализуется в следующих задачах:

· Анализ существующего энергопотребления;

· Оценка метео - условий в данном регионе;

· Выбор и расчет параметров установки;

· Оценка эффективности данной установки.

Анализ потребления электрической энергии

Крыльцо

4,1 м²

Тех.

помещениеХолл Сан.узел

6,2 м² 8,5 м² 7,3м²

Кухня

15,2 м²

Гостинная

20 м²

Спальня Спальня

11,5 м²11,5м²

Суточное потребление энергиив зимний период

Потребитель	Кол-во,шт	Мощность, кВт	Среднесуточное время работы, час/сут	Потребление в кВт*ч в сутки
Холодильник		0,18		4,32
Ноутбук		0,3		0,6
СВЧ		1,1	0,2	0,22
Лампы		0,02		2,4
Стиральная машина		0,85		0,85
Эл.чайник			0,23	0,23
Контроллер		0,02		0,48
Инвертор		0,03		0,72
ТВ		0,11		0,88
Всего				10,7

Анализ потребления электрической энергии - student2.ru

Суточный график нагрузок в зимний период

Суточное потребление энергии в весенний период

Потребитель	Кол-во,шт	Мощность, кВт	Среднесуточное время работы, час/сут	Потребление в кВт*ч в сутки
Холодильник		0,18		4,32
Ноутбук		0,3		0,6
СВЧ		1,1	0,2	0,22
Лампы		0,02		2,1
Стиральная машина		0,85		0,85
Эл.чайник			0,23	0,23
Контроллер		0,02		0,48
Инвертор		0,03		0,72
ТВ		0,11		0,77
Всего				10,3

Анализ потребления электрической энергии - student2.ru

Суточный график нагрузок в весенний период

Суточное потребление энергии в летний период

Потребитель	Кол-во,шт	Мощность, кВт	Среднесуточное время работы, час/сут	Потребление в кВт*ч в сутки
Холодильник		0,18		4,32
Ноутбук		0,3		0,3
СВЧ		1,1	0,2	0,22
Лампы		0,02		1,5
Стиральная машина		0,85		0,85
Эл.чайник			0,23	0,23
Контроллер		0,02		0,48
Инвертор		0,03		0,72
ТВ		0,11		0,77
Газонокосилка		1,5	0,5	0,75
Всего				10,1

Анализ потребления электрической энергии - student2.ru

Суточный график нагрузок в летний период

Выбор сечения провода

Зная расчетную мощность нагрузки и напряжение аккумуляторной батареи, рассчитать ток провода:

Анализ потребления электрической энергии - student2.ru

Для расчета сечения провода можно также воспользоваться формулой:

Анализ потребления электрической энергии - student2.ru ,

где r – удельное сопротивление провода, Ом/м;

ΔU – максимально допустимое падение напряжения в проводе (не более 2%), В;

I – пропускаемый ток, А;

L – общая длина кабеля в системе в метрах (умножить на 2 для положительного и отрицательного провода).

Удельное сопротивление провода должно быть меньше 0,0015Ом/м.

Таблица 1.

Сечение провода, мм²	Максимальный допустимый ток, А	Сопротивление, Ом/м на жилу
Количество проводов в кабеле
2-жильный	3-жильный
1,0			0,018
1,5			0,012
2,5			0,0074
4,0			0,0046
6,0			0,0031
10,0			0,0018
16,0			0,0012
25,0			0,00073
35,0			0,00049

Из таблицы 1выбираем провод двухжильный с сечением 35 мм², это сечение подходит по максимально допустимому току и по удельному сопротивлению провода.

Проектирование ВЭУ

Ветроэлектрическая установка Exmork 3 кВт, 48 вольтпри вращении генерирует электричество, которое используется для заряда аккумуляторов. Накопленный в аккумуляторах ток с помощью инвертора преобразуется в 220В 50 Гц.Так же ветрогенератор предусматривает подключение солнечных батарей, что увеличивает бесперебойность системы автономного электропитания.

Расчет СФЭУ

Месячная норма солнечной радиации в Казани, горизонтальная площадка, кВт*ч/м²:

Янв	Фев	Март	Апр	Май	Июнь	Июль	Авг	Сент	Окт	Нояб	Дек
21,08	40,32	87,42	128,7	171,12	177,9	177,32	139,2	85,8	46,81	24,9	16,74

Месячное потребление электроэнергии, кВт*ч:

Янв	Фев	Март	Апр	Май	Июнь	Июль	Авг	Сент	Окт	Нояб	Дек
331,7	299,6	319,3		319,3		313,1	313,1		319,3		331,7

Месячная выработка энергии ВЭУ,кВт*ч:

Янв	Фев	Март	Апр	Май	Июнь	Июль	Авг	Сент	Окт	Нояб	Дек
507,5	536,2	339,7	400,6	295,4	246,9	201,9	266,8	454,03	663,5	752,9	593,7

Дефицит электроэнергии, который должен компенсироваться СФЭУ, кВт*ч:

Май	Июнь	Июль	Авг
23,9	56,1	111,2	46,3

Заключение

В большинстве районов, приход солнечной радиации и наличие ветра находятся в противофазе (т.е., когда светит яркое солнце, обычно, нет ветра, а если дует сильный ветер, то солнца нет).

Для обеспечения бесперебойного электроснабжения автономного объекта, уменьшения необходимой мощности ветротурбины, солнечной батареи и ёмкости аккумуляторной батареи и улучшения режимов работы станции уместно использовать гибридныеветросолнечные электростанции.

Преимущества гибридных станций наиболее ощутимы, при круглогодичном использовании. В зимнее время, основная выработка электроэнергии приходится на ветроэлектрическую установку, а летом — на солнечные фотоэлектрические модули.

Капиталовложения в этот комплекс составили 997778руб, средний срок окупаемости всей автономной системы около 14 лет.

По расчетам видно, что данная установка покрывает наше потребление и даже вырабатывает больше электроэнергии, чем нам необходимо.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Вершинский Н.В. «Энергия океана» – М.: Наука, 1986, 152 с.

2. Лукутин Б.В. «Возобновляемые источники электроэнергии»: учебное пособие/ Б.В. Лукутин. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. – 187 с.

3. Лукутин Б.В. «Возобновляемая энергетика в децентрализованном электроснабжении»: монография/ Б.В. Лукутин, О.А. Суржикова, Е.Б. Шандарова. – М.: Энергоатомиздат, 2008. – 231 с.

4. Расчет ресурсов ветровой энергетики / В.И. Виссарионов. В.А. Кузнецова, Н.К. Малинин, Г.В. Дерюгина, Д.Э. Шван. - М: Изд-во МЭИ, 1997.-32 с.

5. Расчет ресурсов солнечной энергетики / В.И. Виссарионов, В.А. Кузнецова, Н.К. Малинин, СВ. Кривенкова. - М.: Изд-во МЭИ. 1998.-36 с.

6. Методы расчета ресурсов возобновляемых источников энергии» Учебное пособие для вузов/ В.И.Виссарионов. Г.В.Дерюгина и др. - М: изд. дом МЭИ, 2007.

7. Солнечная энергетика. Учеб.пособие для вузов/В.И.Виссарионов, Г.В.Дерюгина, В.А.Кузнецова, Н.К.Малинин; под ред. В.И.Виссарионова. - М.: Издательский дом МЭИ, 2008 - 276 с.

8. Неисчерпаемая энергия Кн.1 Ветрогенераторы / В.С. Кривцов, А.М. Олейников, А.И. Яковлев. – учебник. – Харьков: нац. аэрокосм. ун-т. «Харьков.авиац. институт», Севастоп. нац. техн. ун-т. 2003 – 400 с.

9. Неисчерпаемая энергия Кн.2 Ветроэнергетика / В.С. Кривцов, А.М. Олейников, А.И. Яковлев. – учебник. – Харьков: нац. аэрокосм. ун-т. «Харьков.авиац. институт», Севастоп. нац. техн. ун-т. 2004 – 519 с.

10. Ветроэлектрические станции/ В.Н. Андрианов, Д.Н. Быстрицкий, К.П. Вашкевич, В.Р. Секторов. – Государственное энергетическое издательство 1960, - 320 с.