Преобразование солнечной энергии в электрическую и использование фотоэлектрических установок

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 13Следующая ⇒

3.5.1 Для преобразования солнечной энергии в электрическую используются солнечные батареи (СБ) на основе фотоэлектрических преобразователей (солнечных элементов).

3.5.2 Конструкционной единицей при проектировании и создании солнечных батарей является солнечный фотоэлектрический модуль.

Номинальная (пиковая) мощность модуля, определяемая при стандартных условиях облучения и температуры (1000 Вт/м²; AM 1,5; +25 °С). Единичная номинальная мощность модулей обычно составляет 5-50 Вт и более.

3.5.3 Мощность, напряжение и сила тока, реально вырабатываемые фотоэлектрическим модулем, зависят от интенсивности солнечного излучения, фактической температуры модуля и параметров нагрузки. При этом напряжение холостого хода модуля может превышать рабочее напряжение в 1,5-1,7 раза.

3.5.4 Солнечная батарея при освещении вырабатывает постоянный ток. Для получения переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц необходимо применять инверторы.

3.5.5 Солнечная батарея вырабатывает электроэнергию только в светлое время суток.

Для круглосуточной работы подключаемого к СБ оборудования ее необходимо использовать совместно с электрохимической аккумуляторной батареей (АБ), заряд (разряд) которой регулируется специальным контроллером.

Емкость АБ зависит от графика энергопотребления, нагрузки и предполагаемой продолжительности отсутствия прямого солнечного излучения.

3.5.6 Солнечные батареи без подключения АБ можно использовать для питания водонасосных установок, генераторов импульсов электроизгороди, электровентиляторов (дневного применения) и др. технического и светового оборудования, эксплуатируемого только в часы солнечного сияния.

3.5.7 Для одновременного получения электроэнергии и теплоты применяют комбинированные фотоэлектрические модули с концентраторами солнечного излучения. В качестве теплоносителя используются воздух или жидкость.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ЭНЕРГИИ ВЕТРА

Энергоснабжение

4.1.1 Для преобразования энергии ветра в требуемый вид используются ветроэнергетические агрегаты (ВЭА) и установки (ВЭУ).

4.1.2 Ветроэнергетический агрегат, состоящий из ветродвигателя (ВД) и генератора, служит для выработки электроэнергии.

4.1.3 Ветроэнергетическая установка состоит из ВЭА, одной или нескольких рабочих машин, а также системы автоматического управления.

4.1.4 Для гарантированного электроснабжения автономных потребителей рекомендуются гибридные энергетические установки, имеющие в составе несколько источников (ветроагрегат, солнечная фотобатарея, дизель-генератор и др.), аккумулирующие устройства и системы автономатического управления.

4.1.5 Применение ВЭУ рекомендуется в зонах со среднегодовой скоростью ветра не ниже 3,5-4 м/с. Распределение зон средней интенсивности ветра в различных районах страны приведено в приложении А, рисунок А.2.

4.1.6 Кинетическая энергия ветра преобразуется в механическую посредством ветродвигателя.

Ветродвигатели бывают:

- с горизонтальным валом; рабочий орган - ветроколесо;

- с вертикальным валом; рабочий орган - ротор.

Мощность, развиваемая ветродвигателем, рассчитывается по формуле:

, (1)

где N_вет - мощность, Вт;

r - плотность воздуха, кг/м³ (при t = 15 °С и P = 760 мм р.с. r = 1,23 кг/м³);

V_n - скорость воздушного потока, м/с;

F_вет - площадь поперечного сечения воздушного потока, проходящего через рабочий орган (ветроколесо или ротор), м²;

x - коэффициент использования энергии ветра. Для различных типов ветродвигателей x=0,18-0,48.

4.1.7 Основное направление использования ВЭУ - снабжение электроэнергией отдельных потребителей: освещение, питание отдельных приводных электродвигателей, нагрев воды с помощью ТЭНов и аккумулирование тепла, питание электроизгородей, зарядка аккумуляторов, водоподъем.

4.1.8 Мощность ВЭУ для питания приводных электродвигателей выбирается исходя из суммарной установленной мощности потребителей. ВЭУ применяются в технологических процессах и операциях произвольной периодичности включения - водоподъем, питание электродвигателей вентиляторов сенных сараев и пр.

4.1.9 Из тепловых технических средств, использующих энергию ветра, рекомендуется применять трубчатые электрические нагреватели (ТЭН), устанавливаемые в емкостях с водой, или нагревательные провода, закладываемые в обогреваемые полы (стены). Для удовлетворения на 60-70% потребности фермы крестьянского хозяйства в энергии для нагревания воды и обогрева необходим ветроагрегат мощностью 15 кВт.

4.1.10 Для снабжения энергией электроизгородей на ферме достаточно ВЭА мощностью 50-100 Вт и аккумулятора напряжением 12 В. Протяженность изгороди может при этом достигать 50 км.

4.1.11 Для стационарных пунктов зарядки аккумуляторов сельскохозяйственных машин рекомендуется применять ВЭА мощностью 100-500 Вт и напряжением 6, 12 и 24 В, которые обеспечивают начало работы при скорости ветра ³ 3,5 м/с.

4.1.12 ВЭА малой мощности рекомендуется применять также в системах автономного электроосвещения, при этом в зависимости от типа генератора могут подключаться выпрямительное устройство и аккумуляторы.

Характеристики ветроэнергетических установок, выпускаемых в России серийно, приведены в приложении В, таблица В.2

Характеристики ветроэнергетических установок малой мощности, выпускаемых по заказу, приведены в приложении В, таблица В.3.

Схемы использования ВЭУ при автономной работе приведены в приложении Д3.

4.1.13 При установке ВЭА расстояние (L_н.с) до ближайшего препятствия с наветренной стороны вычисляется по формуле:

, (2)

где L_н.с - расстояние до ближайшего препятствия с наветренной стороны, м;

d - диаметр ветроколеса, м;

H - высота препятствия, м;

h_k - расстояние от поверхности земли до нижней кромки лопасти, м.

Водоснабжение

4.2.1 Вторым основным направлением использования ВЭУ является подъем воды для автономных потребителей.

4.2.2 Мощность ВЭУ, необходимая для работы водоподъемника, выбирается в зависимости от производительности насоса, высоты подъема и коэффициента полезного действия водоподъемника.

4.2.3 Для обеспечения бесперебойного потребления воды водоподъемные устройства снабжаются накопительными емкостями, рассчитанными в зависимости от периодичности ветреной погоды на 2-3-х суточный запас воды, а также дублирующими устройствами с приводом от сети или двигателей внутреннего сгорания.

4.2.4 Водоподъемные ВЭУ для орошения целесообразно применять в регионах с длительным вегетационным периодом возделывания культур.

4.2.5 Для забора воды из открытых водоемов рекомендуется использовать поплавковые водяные насосы, объединяемые с тихоходными ВЭУ.

4.2.6 Тип и марка водоподъемного ВЭА выбираются исходя из заданного расхода воды и среднегодовой скорости ветра в данном регионе.

ВЭА объединяется с насосом, имеющим электрический привод. Тип и марка водоподъемного насоса определяются параметрами водозаборного сооружения.

Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 158; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!