12+  Свидетельство СМИ ЭЛ № ФС 77 - 70917  Пользовательское соглашение      Контактная и правовая информация
 
Педагогическое сообщество
УРОК.РФ
УРОК
Материал опубликовал
Юрий19

Солнце, воздух и Земля-наши лучшие друзья!!!

Секция: экологическая


 

Терентьев Юрий Александрович, МБОУ " Траковская СОШ ", 11 класс, Чувашская Республика, с.Красноармейское.

Спасова Валентина Петровна, учитель физики высшей квалификационной категории, заслуженный учитель Чувашской Республики, отличник народного просвещения Российской Федерации, обладатель грантов Президентов Российской Федерации и Чувашской Республики МБОУ "Траковская СОШ" с.Красноармейское.


 

село Красноармейское 11.02.2017

 

Оглавление

Введение 4

Основная часть 5

Актуальность. 5

Основные оборудования и приборы для ВЭС и СЭС. 5-6

Приложение 1. 5; 17-23

Схема ВЭС и СЭС. 7

Расчет мощности солнечной электростанции. 7-8

Приложение 2. 7;23

Расчет мощности ветровой электростанции. 8-9

Расчеты полезной электроэнергии ВЭС и СЭС. 10-12

Финансовый расчет вырабатываемой энергии ВЭС и СЭС. 12

Приложение 3. 12; 24

Определение перспективных районов Чувашии для ВИЭ. 12-13

Приложение 4. 2 4-25

Самый выгодный ветрогенератор для Чувашии. 13-14

Способы увеличения мощности солнечной батареи. 25-26

Затраты в различных странах на развитие ВИЭ. 14

Использование альтернативных источников энергии у себя дома. 14

Заключение 15

Список источников 16

Приложения

Солнечная инсоляция и скорость ветра в с. Красноармейское.

Солнечная инсоляция и скорость ветра в районах Чувашии.


 


 


 

Справка

ВЭС- ветровая электростанция.

СЭС- солнечная электростанция.

ВИЭ- возобновляемые источники энергии.


 

Введение

Одним из основных факторов экономики любой страны, являются энергоресурсы. Их наличие, виды, доступ к ним значительно влияют на экономическое развитие отдельных отраслей промышленности сельского хозяйства и страны в целом. Наша страна обладает колоссальными запасами различных энергоносителей. Но постоянное развитие промышленности, увеличение роста потребления энергоносителей делает эти запасы не бесконечными. Другим фактором, влияющим на развитие энергетики, является экология. Казалось бы, имеется дешевая на сегодняшний день атомная и тепловая энергетика, но аварии на атомных станциях и загрязнение атмосферы ТЭС, пагубно влияют на окружающую среду. Именно поэтому сейчас, как никогда остро, встал вопрос: что  ждет человечество - энергетический голод или изобилие? В настоящее время мировой энергетический рынок перенасыщен. Это ведёт к снижению цен на энергоносители на мировых рынках, что также влияет на экономику стран поставщиков нефти и газа. Однако по подсчётам учёных уже в 21 веке жителям Земли придётся столкнуться с проблемой энергоснабжения, т.к. традиционные виды энергоносителей исчерпают себя в большинстве районов мира.

Объект исследования: ветровая и солнечная электростанция.

Предмет исследования: мощность ветровой и солнечной электростанции.

Цель работы:

Выявление и использование альтернативных источников энергии в с.Красноармейское и в Чувашии.

Задачи

1) Подобрать оборудование для небольшой ветровой и солнечной электростанции. 2)Сделать финансовый расчёт ветровой и солнечной электростанции. 3) Рассчитать годовую выработку энергии ветровой и солнечной электростанцией с учётом потерь.

4) Познакомиться с новыми изобретениями в солнечной и ветровой энергетике, использование которых выгодно в Чувашии.

5) Рассмотреть плюсы и минусы альтернативной энергетики.

6) Выделить наиболее перспективные районы Чувашии для альтернативной энергетики.

Актуальность исследования

Почему же я сделал именно такое исследование про ветровую и солнечную электростанцию? Потому что энергетический вопрос по сей день остаётся актуальным и потребность в энергии растёт быстрыми темпами. В Европейских странах «зелёную» энергетику активно внедряют наряду с традиционными источниками энергии, к 2020 году странами Евросоюза планируется вырабатывать около 20% всей электроэнергии с помощью ВИЭ. В России же к 2020 году планируется выработать лишь 4,5% с помощью ВИЭ. Поэтому основным источником энергии в нашей стране являются ТЭС, АЭС и ГЭС, во-первых, они наносят значительный вред окружающей среде, во-вторых, используют для получения энергии не возобновляемые ресурсы. А солнечная и ветровая энергетика является доступной и экологически чистой энергией. Загрязнение атмосферы химическими веществами приводит к загрязнению воздуха, воды, почвы, а также разрушению нашего драгоценного озонового слоя, а ведь именно он защищает нашу планету от ультрафиолетовых лучей. Как уже известно ультрафиолетовые лучи вызывают ожоги, серьёзные заболевания и также способствуют снижению иммунитета. Вы только представьте, к каким глобальным проблемам приведёт масштабное разрушение озонового слоя, вплоть до вымирания человечества. В одиночку солнечная и ветровая энергетика вряд ли смогут заменить уголь, нефть и газ. В то же время, в сочетании с другими ВИЭ, она вполне способна в относительно недалеком будущем убрать с мировой арены углеводороды, играя в этой композиции первую скрипку. Ведь даже если сейчас мы прекратим всю свою деятельность, в полной мере субстанция будет восстановлена только через 50 лет. Так зачем же мы сознательно лишаем нашу многострадальную планету, столь необходимого покрова? Без озонового слоя жизнь на Земле невозможна. И наша с вами задача защитить озоновый слой и сохранить жизнь на Земле!!! 

Для конструирования ветровой и солнечной электростанции мне понадобятся:

Технические характеристики оборудований (приложение 1).

Провода для соединения солнечных батарей, солнечные панели, трекер, аккумулятор для службы источником энергетического запаса солнечных батарей, контроллер заряда солнечных батарей, инвертор, контроллер ветрогенератора, компьютер для контроля за электростанцией, стройматериалы.

Ветрогенератор Контроллер ВГ Солнечный модуль Контроллер солн.батарей

Трекер Инвертор Аккумулятор Компьютер Провода

Контроллеры заряда.

Представляют собой электронные устройства, предназначенные для предохранения аккумуляторов от чрезмерной зарядки/разрядки. При полной зарядке батареи они снижают вырабатываемый солнечным модулем ток до величины, позволяющей компенсировать саморазряд. В случае же критической разрядки эти контроллеры прерывают подачу электроэнергии на бытовые устройства. Если собрать солнечную электростанцию самостоятельно и оснастить ее подобными приборами, то срок службы установки значительно увеличится.

Инверторы.

Это устройства, преобразующие постоянный ток от гелиоячеек в переменный, от которого «запитано» все бытовое оборудование. Кроме того, инверторы производят электричество лучшего качества, чем то, которое поступает из местных энергосетей.

Трекер – это серводвигатель, который с помощью специального датчика следит за положением солнца и поворачивает панель, данный трекер вмещает 39 солнечных панелей.

Схема ветровой и солнечной электростанции.

Соединения солнечных батарей, ветрогенераторов, аккумуляторов.

Соединение 13 солнечных панелей - параллельно(1 сеть, всего 6 сетей).

Соединения ветрогенераторов по два - последовательно (соединены 1 сетью, всего сетей ветрогенераторов 6).

Соединение аккумуляторов - параллельно.

Расчёт мощности солнечной электростанции с. Красноармейска.

Солнечная радиация — излучение Солнца, которое распространяется в виде электромагнитных волн со скоростью света.

Месячная суммарная солнечная радиация, кВт*ч/м2 (приложение 2, а более подробно описано в приложение о солнечных инсоляциях с.Красноармейское).

Все данные о скорости ветра и солнечной радиации по координатам с.Красноармейское высланы из официального сайта NASA по моему запросу.

Два трекера вмещают на свою поверхность 78 солнечных панелей ( 151 м^2).По данным солнечной радиации, приведённых выше в приложении, можно рассчитать мощность солнечной электростанции в разные месяца.

По формуле Pсэс = Pср* S* КПД

С помощью этой формулы рассчитаем мощность солнечной электростанции за разные месяцы.

Где, Pсэс- мощность солнечной электростанции за какой-либо месяц.

Pср – мощность солнечной радиации на 1м^2 за определённый месяц.

S – общая площадь солнечных панелей 151м^2.

КПД– коэфициэнт полезного действия панели(16%).


 

Общая мощность солнечной электростанции за год будет равна 102486кВт без учёта потерь.

Расчёт мощности ветровой электростанции с. Красноармейска.

Для расчета общей мощности ветровой электростанции, воспользуемся формулой:

P = ξ • π • R2 • V3 • ρ • ηред • ηген*12

Где, ξ - коэффициент использования энергии ветра (в номинальном режиме для быстроходных ветряков достигает максимум ξ max = 0,4;0,5), безмерная величина.

R - радиус ротора, единица измерения- м.

V - скорость воздушного потока, единица измерения - м / с.

 ρ - плотность воздуха, единица измерения - кг/м3.

 ηред - КПД редуктора, единица измерения - проценты .

ηген - КПД генератора, единица измерения – проценты.

Средние показатели скорости ветра в с. Красноармейское за 20 лет.

С помощью формулы, приведённой выше, рассчитаем мощность ветровой электростанции за разные месяца.

Мощность ветровой электростанции в разные месяцы.

 Общая мощность ветровой электростанции за год равна 21913 кВт без учёта потерь. Все выше написанные данные о мощности ветровой и солнечной электростанции относятся к селу Красноармейское.

Мощность ветровой и солнечной электростанции за год с учётом потерь.

Расчет сопротивления.

Сопротивление медного кабеля находим по формуле: R= ρ*L/S

L1-2=540м. R1-2= ρ*L1-2/S R1-2=0.0765Ом

L3-4=372м. R3-4= ρ*L3-4/S R3-4=0.0527Ом

L5-6=204м. R5-6= ρ*L5-6/S R5-6=0.0289Ом

L7-8=570м. R7-8= ρ*L7-8/S R7-8=0.08075Ом

L9-10=376м. R9-10= ρ*L9-10/S R9-10=0.05326Ом

L11-12=202м. R11-12= ρ*L11-12/S R11-12=0.028616Ом

Lc-1=132м. Rc-1= ρ*Lc-1/S Rc-1=0.0187Ом

Lc-2=246м. Rc-2= ρ*Lc2/S Rc-2=0.03485

Где, ρ-удельное сопротивление медного провода ( 0.017Ом*мм^2/м).

L1-2-длина провода (1-2 длина проводов от первого и второго ветрогенератора до технического здания с учётом длины кабеля на мачте).

S-сечение провода (120мм^2).

R-сопротивление.

Lc-1-длина кабеля от 1 трекера до технического здания.

R1-2- сопротивление кабелей ветрогенераторов 1 и 2.

Расчет потери мощности.

Для расчета потерь мощности на проводнике воспользуемся законом Джоуля-Ленца A(Q)=I^2*R*t.

Ветрогенераторы в среднем в год работают 4368 часов, а солнечные панели 5400 часов. Сила тока в 1 сети 2 ветрогенераторов в среднем составляет 10 А, а 13-и солнечных панелей, соединённых параллельно 1 сетью, составляет 60А(12 кабелей).

Авэс.= ((I1^2(R1-2+ R3-4+R5-6+R7-8+R9-10+R11-12))*15 724 800сек.*12= =504335220Дж.

Асэс.= ((I2^2(Rc-1+Rc-2))*19 440 000сек.*6= 3744144000Дж.

Чтобы ответ получить в кВт работу надо разделить на 3 600 000 Дж.

Рвэс= Авэс /3600000Дж =140кВт.

Рсэс= Асэс /3600000Дж =1040кВт.

Аобщ=Аветр.+Асол.=1180кВт*ч.

Где, Авэс- потерянная энергия на нагрев кабелей ветрогенераторов.

Асэс- потерянная энергия на нагрев кабелей солнечных панелей.

I1- сила тока на кабеле ветрогенераторов.

I2- сила тока на кабеле солнечных панелей.

Рвэс- потерянная мощность на кабелях ветрогенераторов.

Рсэс- потерянная мощность на кабелях солнечных батарей.


 

Расчёт полезной мощности ветровой и солнечной электростанции:

Рполезн= ((Рвэс* КПДк.в. + Рсэс * КПДк.с.)*КПДак.)) КПДинв.- Pтр(8640кВт)

Где, Рвэс- полезная мощность ветрогенераторов.

КПДк.в.- КПД контролёра ветрогенератора (98%).

Рсэс- полезная мощность солнечной электростанции.

КПДк.с.- КПД контролёра солнечных панелей (98%).

КПДакк.- КПД зарядки и разрядки аккумулятора.

(КПДинв.-КПД инвертора (95%).

Pтр- потребляемая мощность двух трекеров за год.

Общая мощность которую может отдать электростанция равна 95248кВт.

Финансовый расчет вырабатываемой энергии ветровой и солнечной электростанции.

Тариф электроэнергии за 1 кВт*ч .

Вырабатываемая энергия кВт*ч за год .

Цена за электроэнергию вырабатываемую за 1 год .

2.07руб

95248кВт*ч

197 163 руб.

Ветровая и солнечная электростанция сможет оправдать свою цену за 49 лет. Конечно ветровая и солнечная энергия дорога, но в случаях, когда нет поблизости энергосетей она даже очень актуальна. Сделав анализ, опираясь на выходную мощность солнечной и ветровой электростанции я сделал вывод о том, что использование солнечной энергетики в с.Красноармейское наиболее выгодно, чем использование ветроэнергетики.

Финансовый расчет солнечной электростанции (приложение 3).

Определение перспективных районов Чувашии для постройки ВЭС и СЭС.

Скорости ветра и солнечная инсоляция в районах Чувашии.

Согласно моим собранным данным можно сделать вывод о том, что наиболее перспективным районом в Чувашии для постройки солнечной электростанции является Алатырьский район. А наиболее перспективные районы для постройки ветровой электростанции Козловский и Яльчиковский, так как в этих районах дуют более сильные ветра, чем в других районах Чувашии. К примеру, различие солнечной инсоляции в 0,1 кВт/м2*день в течение года даёт прибавку к мощности СЭС около 6000-8000кВт.

Достоинства и недостатки ветровой и солнечной электростанции (приложение 4).

Самый выгодный ветрогенератор для Чувашии

Современные лопастные ветрогенераторы при небольших ветрах малоэффективны. В то же время есть необходимость получения свободной энергии на малых и средних скоростях ветра от 2 до 5 метров в секунду. Для выработки электричества на энергии ветра в тех местах, где нет сильных ветров, разработан ветрогенератор Онипко для слабого ветра, получивший свое название по фамилии изобретателя и руководителя группы украинских инженеров, которые создали это совершенно новый тип ротора. Ротор Онипко работает на скорости ветра от 1 до 20 метров в секунду. Испытания Онипко показали, что ротор начинает работать при скорости ветра менее 1 метра в секунду. Классический трехлопастной ветрогенератор, уставновленный на высоте 30 метров, не реагирует на ветер с такой скоростью. В то же время ротор Онипко, размещенный на поверхности земли, работает, выдавая энергию. Изготовленные экспериментальные ветроустановки мощностью от 100 до 3000 Вт показали высокий коэффициент использования энергии ветра. Отдельное преимущество ротора Онипко — его безопасность для птиц. Работает он с низким уровнем шума, имеет необычный и привлекающий внимание, несколько футуристический дизайн. Возможный диапазон мощности ветроустановки Онипко от 500-10000 Вт.

Способы увеличения мощности солнечной панели (приложение 4 ).

Затраты в различных странах на развитие солнечной энергетики

Мировые инвестиции в возобновляемые источники энергии (ВИЭ) поражают. Сотни миллиардов долларов ежегодно расходуются на развитие «зеленой» энергетики. Вот и получается, что эта программа вполне осознанный шаг со стороны большой группы стран. К 2020 году странами Евросоюза планируется вырабатывать около 20% всей электроэнергии, потребляемой ими, именно из ВИЭ. К примеру, до 2030 г. более 1,8 трлн. $ на развитие ВИЭ планирует потратить Германия, остальные страны тоже не собираются отставать от нее. Гораздо хуже дела обстоят у нас в России, лишь к 2020 году планируется поднять долю электроэнергии, получаемой с использованием ВИЭ, до отметки в 4,5%. Цифра в сравнении с европейскими показателями мизерная. И если механизм развития альтернативной энергетики в нашей стране не изменится, то мы очень сильно останемся позади других крупнейших государств мира. Выходит, что для всех стран использовать солнечные батареи и ветрогенераторы становится выгодно, а вот для России – этот вопрос остается открытым

Использование альтернативных источников энергии у себя дома.

Так же я уже два года использую у себя дома самодельную солнечную электростанцию мощностью 500Вт в час, и этой мощности мне хватает для частичного обеспечения электричеством своего дома в осенний и зимний период. А летом и весной моя домашняя солнечная электростанция полностью обеспечивает мой дом электроэнергией. Так же у меня дома есть свой солнечный водонагреватель, который ранней осенью, поздней весной и летом может нагревать воду объемом 500л до 60-80 градусов цельсия. По моему мнению, эти возобнавляемые источники энергии должен иметь каждый, кто живет на даче или деревне. Ведь они не просто экономят бюджет семьи, но и забоятся о экологии Земли.


 

Заключение .

1)При выполнении научно-исследовательской работы проведены теоретические исследования.

2) Было доказано, что строить в Чувашии и в с.Красноармейское солнечную электростанцию выгодней, чем ветровую (за исключением ветрогенератора "Онипко").

3)В ходе исследования были рассмотрены новшества, а так же достоинства и недостатки солнечной и ветровой энергетики.

4) Были выбраны наиболее перспективные районы Чувашии для постройки солнечной и ветровой электростанции.

5) Самое главное, выработка электрической энергии с использованием солнечных батарей и ветрогенераторов является более безвредным для окружающей среды, чем с использованием традиционных энергоресурсов.

6) В ходе научно-исследовательской работы бы-ло установлено, что использование ВЭС и СЭС в Чувашии не очень выгодно, но в случаях, когда нет поблизости энергосетей, она даже очень актуальна.

 


 

Список источников

[Шкрадюк И.Э. Тенденции развития возобновляемых источников энергии в России и мире]

[Атернативные источники энергии Германович В., Турилин А.]

[ https://eosweb.larc.nasa.gov/cgi-bin/sse/grid.cgi ]

[http://solar-power- system.ru/id/kontroller-zaryada-expert-scc-mppt-3kw-91.html ] [http://gisee.ru/upload/deploying_renewables_rus.pdf]

[http://dom- en.ru/mosh /]

[ http://altenergiya.ru/apologiya/alternativnaya-energiya-i-fizika.html ]

[ http://promvesti.com/alternativnaya-energetika /]

[ https://ria.ru/eco/20091113/193404769.html ]

[ http://www.electroveter.ru /]

[ http://energywind.ru/katalog/vetrogeneratory ]

[ http://www.electroveter.ru /]

[ http://studopedia.ru/3_202085_tablichniy-metod-opredeleniya-moshchnosti-ses.html ]

[ http://altenergiya.ru /]

[http://electro- shema.ru/energetika /]

[ http://www.novate.ru/blogs/280415/31040 /]

[ https://www.proterem.ru/avtonomnyj-dom/alternativnye-istochniki-jenergii-dlja-doma.html ]

[ http://stroychik.ru/raznoe/alternativnaya-energiya ]

[ lectrik.info/main/news/614-alternativ-sourcei-energi.html ]

[ http://www.energya.by/alternativnyie-istochniki-energii-v-germanii-tekushhee-sostoyanie-i-prognozyi-razvitiya /]

[ https://www.gazeta.ru/science/2014/11/25_a_6313893.shtml ]

[ http://ekogradmoscow.ru/vshody/eko-energetika/alternativnaja-energetika ]

[ http://altenergiya.ru/apologiya/alternativnaya-energetika-rossii.html ]

[ http://recyclemag.ru/article/nuzhna-li-v-rossii-alternativnaja-energetika ]

[ https://habrahabr.ru/company/croc/blog/317118 /]

[ http://www.ra-national.ru/sites/default/files/analitic_article/pdf ]

[ http://novostienergetiki.ru/energetika-kitaya /]

1)Технические характеристики оборудований (приложение 1).

Ветрогенератор (52т.р.)

Номинальная мощность

1,5кВт*ч


Монокристаллическая солнечная панель ФСМ-300 М (28т.р.)

 

Max. мощность

2.5кВт*ч

Мощность номинальная (Вт):

300

Диаметр ротора

4 м

Напряжение номинальное (В):

24

Мошность при 5 м/с

400Вт*ч

Напряжение холостого хода (В):

45, 4

Стартовая скорость

2,5 м/с

Напряжение при работе на нагрузку (В):

37, 2

Номинальная и максимальная скорость

9 м/с, 13м/с

Ток при работе на нагрузку (А):

8, 33

Рабочая скорость ветра

2.5 м/с - 25 м/с

КПД солнечного элемента (%):

18, 2

Max. скорость ветра

40 м/с

КПД солнечной батареи (%):

15, 9

Зона охвата, U,I.

12,56 м^2, 48В, 50А.

Солнечные элементы:

Grade A, монокристалл

Вес генератора с лопастями

98 кг

Кол-во диодов (шт):

3

Генератор

С постоянными магнитами, 3 фазы , переменный ток

Коннекторы:

MC4

Тип, напряжение

Горизонтальный ротор с вращением поперёк ветра, 24В.

Класс защиты:

IP 65

Регулирование скорости

Электромагнитный тормоз + отклонения

Габаритные размеры ДхШхВ (мм):

1956х992х50

Метод торможения, КПД генератора и редуктора

Электродинамический тормоз, 85%

Вес (кг):

23,2


 

Мачта для ветрогенератора (32500р.)

Комплектация (нагрузка ветрогенератора с лопастями до 140 кг):

1. Колено верхнее, шовная труба 108 мм, длина 3 метра,
(с одной стороны универсальный фланец, с другой стороны переходник под хомут ветряка 89 мм) с ушками для тросов - 1 штука;
2. Колено универсальное, шовная труба 108 мм, длина 3 метра,
(с двух сторон универсальный фланец), с ушками для тросов - 2 штуки;
3. Колено нижнее, шовная труба 108 мм, длина 3 метра,
(с одной стороны универсальный фланец, с другой стороны фланец с петлями) - 2 штуки;
4. Опорная площадка, шовная труба 108 мм, длина 1 метр
(с одной стороны фланец с петлями) - 1 штука;
5. Якоря фундаментные для тросов - 4 штуки
6. Комплект крепёжных изделий:
• трос оцинкованный 6 мм -150 метров, 
• болты - 15 штук , 
• гайки - 15 штук, 
• шайбы - 30 штук, 
• гроверы - 15 штук, 
• талрепы - 8 штук, 
• коуш - 16 штук, 
• зажимы для тросов - 32 штуки.

Контроллер для ветрогенератора (58 т.р.)

Особенности продукта:

-Преобразование 3-х фазного переменного тока в постоянный;

-Регулировка величины зарядного тока, в зависимости от степени заряженности аккумуляторной батареи;

-Обеспечение режима разгона ротора на холостом ходу, при слабых ветрах;

-Отключение аккумуляторов от ветрогенератора, при полном заряде;

-Подключение блока ТЭН, для предотвращения перезаряда аккумуляторной батареи и уменьшения скорости вращения ротора (при ветрах свыше 20 м/с);

-Индикация параметров работы ветрогенератора.


 

Номинальное напряжение на АКБ

от 12 до 48 В

Максимальное напряжение на АКБ

 75 В

Максимальное напряжение от ветрогенератора

150 В

Номин. мощность ветрогенератора по каждому входу ГЕН1 и ГЕН2

до 5 кВт

Максимальная мощность ветрогенератора ГЕН1

 6 кВт

Максимальная мощность ветрогенератора ГЕН2

6 кВт

Максимальный ток от ветрогенератора по каждому входу ГЕН1 и ГЕН2

80 А

Максимальный ток заряда

80 А

Дисплей

ЖК (LCD)

Потребление тока контроллером в ждущем режиме

50 мА

Температура окружающей среды

от -20 до +55 Со

Влажность , КПД

35-85%,98%

 Вес

 9,5 кг.

Размеры (мм.)

375х175х255


 


 

Контроллер солнечных батарей (8850р.) 1) 12/24/36 / 48V авто работа.

2) Усовершенствованная технология MPPT.

3) Несколько секунд скорость отслеживания.

4) Высокая эффективность слежения 99%.

5) многофазных синхронной технологии ректификации.

6) эффективность преобразования 98%.

7) архитектура DSPARM процессоров обеспечивает высокую скорость и производительность.

8) данные Многофункциональный ЖК-дисплеи система и статус.

9) Три вида коммуникационных портов: RS232, CAN BUS и Ethernet.

10) Три ступени заряда оптимизирует производительность батареи.

11) Обновление программного обеспечения по пользователям.

Номинальное напряжение системы

12 / 24V 36V / 48V Авто Работа

Номинальный ток батареи

60A

Max.V напряжение разомкнутой цепи

250V

Диапазон напряжения

8-72V

Входная мощность Max.P V

1000W 12V

2000W 24V

3000W 36V

4000W 48V

Самопоглощение

1.4-2.2w

Заземление

Отрицательный

Окружающая температура

-25- + 55С

Хранение

-30- + 85C

Диапазон влажности , КПД

10% -90% ,98%

Приложение

IP20

Размер продукта

285x203x121mm

Монтаж

200x193mm

Вес нетто

5кг


 

Трекер (508т.р.)

Солнечный трекер «АТ-8000 Dual» - это двухкоордиатный солнечный трекер (ориентация трекера происходит в двух плоскостях: вверх-вниз: от -10° до 75°; влево-вправо: от -120° до 120°).

Площадь трекера для солнечных панелей (S=76 кв.метров).

Потребление в день 0.2кВт/ч.

Максимальная нагрузка ветра : 42 м/с.

При использовании двухкоординатных солнечных трекеров , солнце всегда находится перпендикулярно модулю. В данных системах отслеживания используются двигатели для управления перемещениями, при помощи программируемых контроллеров, микропроцессоров или GPS. Контроллер обеспечивает точное отслеживание солнечного перемещения. Программа управления трекером использует комбинацию алгоритмов перемещения солнца, которая отвечает за регулицию вращательного перемещения оси в направлениях, которые всегда обеспечивают минимальный угол косинуса в течение всех сезонов.


 

Инвертор (210т.р.)

Максимальная мощность Вт.

20 000

Пиковая мощность, 5 сек. Вт.

25 000

Номинальная мощность Вт.

13 500

Аккумуляторное напряжение В.

48

Максимальная суммарная емкость АКБ А\ч.

4 800 (100% заряд 24 часа)

Минимальная суммарная ёмкость АКБ А\ч.

800

Возможность работы на 3 фазы

Да (необходимо 3 инвертора)

Выходное напряжение В.

220

Частота выходного напряжения Гц.

50 (±0.1%)

Форма сигнала на выходе

Чистый синус по ГОСТ 13109-97

время переключения инвертор ~ сеть

<1 мс

сеть ~ инвертор

~12мс

Защита при перегрузке\перегреве

Да

Работа с ПК в т.ч. в качестве мощного UPS

Да

Стабилизация сетевого напряжения

Да (настраиваемые пределы)

Умощнение электросети

Да (переход на АКБ)

Удалённо монитор\настройка

ПО под Windows и Андроид

Корпус для шкафа 19 дюймов

Да, по заказу (цену уточняйте у менеджера)

Инсталляция в электрощит

Да, (коммутационная панель)

Температурный диапазон

-25С ... +35С

Вес Кг.

55,3

Габариты дл.\гл.\выс. (См.)

56\41\21

Зарядное устройства для АКБ

Встроенное

Встроенный микрокомпьютер

Есть

Встроенная сетевая плата

Есть

Реле управления генератором или др.

Есть

Вход USB

Есть

Байпас,КПД

Встроенный,95%

Возможность параллельного подключения

Да


 

Гелевый аккумулятор (16 900р.)

Особенности гелевых АКБ:

-Продолжительный срок службы;

-Устойчивость к глубоким разрядам;

-Температурная стабильность характеристик;

-Герметичность (невозможны утечки кислоты и газовыделение, можно использовать в жилых помещениях).

Емкость номинальная (А*час):

200

Напряжение номинальное (В):

12

Материал корпуса:

негорючий ABS пластик

Материал пластин:

свинец, диоксид свинца

Сепаратор, КПД зарядки и разрядки

Стекловолокно, 85%

Электролит:

серная кислота в виде геля

Клеммы:

медь, болт М8 (нерж.)

Ток зарядный максимальный (А):

60

Напряжение заряда (В) буферн.:

13,4-13,7 при 20°С

Напряжение заряда (В) циклич.:

14,3-14,5 при 20°С

Саморазряд (не более):

3% в месяц при 20°С

Срок службы (лет):

10

Рабочий диапазон температур:

от -20°С до +60°С

Габаритные размеры ДхШхВ (мм):

522х238х227

Вес (кг):

65,0


 

2)Месячная суммарная солнечная радиация, кВт*ч/м2(приложение 2 ).

Среднемесячная рассеянная солнечная радиация на вращающейся поверхности (кВт/м2*день).

55.767с.ш. 

47.17в.д.

Янв.

Фев.

март

Апр.

Май

Июнь

Июль

Авг.

Сент.

Окт.

Нояб.

Дек.

22-летний Средняя

1.242

2.7

5.04

7.65

9.918

10.6

10.29

8.046

5.094

2.76

1.512

0.954

Среднемесячная суммарная солнечная радиация на вращающейся поверхности(кВт/ м^2/*день)

55,767 с.ш.47.17ю.д.

Янв.

Фев.

Март

Апр.

Май

Июнь

Июль

Авг.

Сент.

Окт.

Нояб.

Дек.

22-летний Средняя

3.654

6.894

11.232

15.948

19.8

20.842

20.28

16.002

10.62

6.39

4.212

3.06


 

Среднемесячная суммарная солнечная радиация на вращающейся поверхности(кВт/ м 2* месяц)

55,767 
с.ш.

47.17ю.д.

Янв.

Фев.

Март

Апр.

Май

Июнь

Июль

Авг.

Сен.

Окт.

Нояб.

Дек.

22-

летний Средняя

113.274

199.926

348.192

478.44

614.358

625.26

628.68

496.062

318.6

198.09

126.36

94.86


 


 

Финансовый расчет солнечной электростанции (приложение 3).

Наименование

Количество

Цена за 1шт.

Общая цена в рублях

Контролёр солнечных батарей

6 шт.

8 550р.

51300

Контролёр ветрогенератора

3 шт.

58 000р.

174000

Ветрогенератор+мачта

12 шт.

84 500р.

1014000

Солнечные панели

78 шт.

28 000р.

2184000

Аккумуляторы

42 шт.

16 900р.

709800

Транспортные расходы

   

300000

Наём рабочих

   

500000

Стройматериалы

   

200000

Одноэтажный дом

   

500000

Инвертор

3 шт.

210 000р.

630000

Кабели, перемычки

2700 метров

340р.

1218000

Средства мониторинга за электростанцией

   

200000

Трекер

2 шт.

508 200р.

1016400

Всего на строительство солнечной и ветровой электростанции уйдет 9 197 500 р.

Достоинства и недостатки ветровой и солнечной электростанции (приложение 4).

Достоинства ветровых электростанций

1)Отсутствие загрязнения окружающей среды.

2)Использование возобновляемого, неисчерпаемого источника энергии.

3)Территория в непосредственной близости может быть полностью использована для сельскохозяйственных целей.

4)Минимальные потери при передаче энергии.

5)Простое обслуживание, быстрая установка, низкие затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию.

Недостатки ветровых электростанций

1)Изменчивость мощности во времени.

2)Шум.

3)Угроза для птиц.

4)Изменения в ландшафте.


 

Достоинства солнечных электростанций

1)Общедоступность и неисчерпаемость источника.

2)Теоретически, полная безопасность для окружающей среды, хотя существует вероятность того, что повсеместное внедрение солнечной энергетики может изменить альбедо (характеристику отражательной (рассеивающей) способности) земной поверхности и привести к изменению климата (однако при современном уровне потребления энергии это крайне маловероятно).

Недостатки солнечных электростанций

1)Зависимость от погоды и времени суток.

2)Высокая стоимость конструкции, связанная с применением редких элементов (к примеру, индий и теллур).


 

Способы увеличения мощности солнечных батарей

Увеличение мощности солнечной батареи с помощью плёнки.

Исследователи из Массачусетского технологического института придумали способ, как повысить КПД обычных солнечных панелей. Они предлагают внедрить промежуточный нагревательный элемент между потоком солнечного излучения и поверхностью панелей. Идея в том, что при нагревании этот элемент будет излучать в спектре, который лучше подходит для поглощения стандартными кремниевыми элементами. Вопреки логике, здесь добавление дополнительного этапа преобразования на самом деле повышает КПД, поскольку позволяет получить энергию от фотонов на частотах, которые обычно уходят впустую. Обычные солнечные панели преобразуют в электричество энергию только тех фотонов, которые соответствуют определённым рамкам по нижней и верхней границам диапазона. Кремниевая микросхема чувствительна к широкому спектру, но при этом многие фотоны проходят мимо неё. Добавление поглотителя из углеродных нанотрубок позволяет решить эту проблему. Данный слой чувствителен к большему диапазону частот и при бомбардировке фотонами нагревается до 962°C. При нагревании он излучает фотоны строго определённой энергии, которые отлично поглощаются фотоячейкой и преобразуются в электричество. Подобную технологию предсказывали теоретики несколько лет назад, и вот теперь её удалось реализовать на практике. Говорили, что термоэлементы позволят преодолеть теоретический лимит эффективности преобразования солнечной энергии для кремниевых микросхем, установленный на уровне 33,7% (предел Шокли-Квиссера). В данном случае КПД теоретически может достигать 80%. Впрочем, на практике учёным пока далеко до теоретически максимального предела. Прежние эксперименты не могли продемонстрировать КПД выше 1%, но в Массачусетском технологическом институте зафиксировали эффективность преобразования на уровне 3,2%, а авторы научной работы уверены, что в ближайшее время смогут повысить его до 20%. По их словам, этого достаточно для выпуска коммерческого продукта.


 

Увеличение мощности солнечной батареи с помощью поворотного механизма.

Суть этой идеи в том, что использовав систему отслеживания положения солнца (трекер), будет поворачивать солнечные батареи всё время лицом к Солнцу. Система отслеживания положения солнца действительно экономически эффективна она позволяет получить на 50% больше мощности.


 

Увеличение мощности солнечной батареи с помощью зеркал.

Естественно, что в пасмурные или туманные дни солнечная панель работает значительно ниже своей пиковой мощности. Тоже самое происходит когда солнце находится низко в небе, например, рано утром или поздно днем. В это время света просто не достаточно, поэтому для повышения уровня освещенности можно использовать несколько зеркал. Направив отражение солнца на солнечные панели, можно увеличить мощность солнечной батареи в два раза.

Увеличение мощности солнечной батареи с помощью концентратора света.

Мощность панели солнечных батарей может быть увеличена с помощью концентратора света, например такого, как линза Френеля. Следует отметить, что такая линза должна быть существенно больше, чем сама панель. Кроме того, концентраторы не могут иметь практическое значение для большого массива, к тому же к такой линзе необходимо приделать механизм ориентации на солнце. Как и в случае с зеркалом при этом способе выходная мощность может быть увеличена на 50%, однако необходимо соблюдать осторожность, чтобы не допустить перегрева панели.

Опубликовано

Комментарии (0)

Чтобы написать комментарий необходимо авторизоваться.