Ветродизельная энергетическая установка. Схема и состав ветродизельной установки.
Ветродизельные комплексы(ВДК) – установка, имеющая в составе ветрогенератор и дизель-генератор. Также в составе ВДК могут находиться преобразователи электроэнергии, аккумуляторы и балластная нагрузка.
Эти установки разрабатываются для сокращения расхода топлива на дизельных электростанциях удаленных районов, электросети которых не подключены к энергосистеме. Что в свою очередь уменьшает расходы на приобретение и доставку ГСМ.
На мировом рынке только немецкий концерн «Enercon» предлагает готовое ветродизельное решение. Для разделения высоких единовременных затрат сооружение ветродизельных комплексов по рекомендации концерна предполагается реализовывать в два этапа.
А) Низкоэффективный ВДК.
К существующим дизель-генераторам подключается от 30 до 50% проектных мощностей ветроустановок. Дизель–генераторы дополняются панелями автоматического запуска. При этом, для сохранения стабильности работы системы, мощность ветроустановок не должна быть больше 35% мощности дизель-генераторов. Ветрогенераторы и дизель-генераторы работают параллельно. Это решение теоретически может сэкономить до 20 % топлива, потребляемого дизель-генераторами.
В случае оправдания первоначальных инвестиций и надежной работы ВДК предполагается ввод второй очереди ветроэлектростанции.
Б) Высокоэффективный ветродизельный комплекс.
В работу вводятся все запроектированные ветроустановки.
|
|
|
При этом целесообразно строительство «ветроэнергетической составляющей», генерирующей 100–150% необходимой мощности электроэнергии. Комплекс дополняется аккумуляторными батареями и инерционными накопителями, в результате чего (при достаточной силе и скорости ветра) дизель-генераторы можно вывести из работы.
В случае недостаточной выработки электроэнергии ветроустановками, при разряде батарей и инерционных накопителей, дизель-генераторы при помощи устройств синхронизации автоматически вводятся в работу. Избыток электроэнергии ветрогенераторов при недостаточном потреблении (например, ночном) может сбрасываться в систему нагрева воды или уличного освещения, что позволит более эффективно использовать ветроресурсы.
Управление всеми функциями в системе осуществляется посредством SCADA–систем, в ручном или автоматическом режиме.
Преимущества рассматриваемого ветродизельного комплекса:
теоретическая экономия дизельного топлива до 80% и более в местах с хорошим ветроресурсом; короткие сроки монтажа за счет блочно - контейнерного исполнения.
Автономная ветроэнергетическая установка и способ согласования её с потребителями. Схема и состав автономной ВЭУ.
|
|
|
Класс А. Мощность ветроэлектрогенератора в энергосистеме является определяющей (рис. 2.109), т.е. P ≥ 5PG , где P – мощность ВЭУ;
PG– мощность других генераторов.
В автономных ВЭУ используются электрогенераторы разных типов. В небольших установках наиболее распространены однополюсные генераторы с постоянными магнитами. Генераторы постоянного тока могут иметь устройства для сглаживания пульсации тока, а ток можно использовать для зарядки аккумуляторных батарей. Асинхронные генераторы переменного тока могут быть как самовозбуждаемыми, так и со вспомогательным возбуждающим генератором.
Эффективность работы ветроустановки и ее стоимость во многом зависит от правильного выбора системы управления генератором. При минимальном управлении генератором напряжение на его выходе (и частота в случае генератора переменного тока) будет нестабильным.
1 – нестабилизированное напряжение или частота;
2 – нагревательный элемент;
3 – аккумуляторные батареи;
4 – преобразователь постоянного напряжения в переменное;
5 – стабилизированные напряжение и частота;
6 – регулятор;
7 – стабилизированный постоянный ток;
|
|
|
8 – обратная связь;
9 – приоритетная нагрузка
При минимальном управлении генератором напряжение на его выходе (и частота в случае генератора переменного тока) будет нестабильным. Электроэнергию с такими параметрами можно применять в нагревательных элементах, а также в выпрямителях для последующего использования (рис. 2.110, а).
Во многих случаях такие ветроустановки вполне удовлетворяют потребителей.
Относительно небольшие потребности в электроэнергии со стабилизированными параметрами (например, 240 В и 50 Гц или 120 В и 60 Гц) можно в этом случае удовлетворить специальными преобразователями, питаемыми от аккумуляторных батарей. Преобразуемая таким способом энергия ограничивается лишь стоимостью аккумуляторных батарей и преобразователей.
В некоторых случаях желательно стабилизировать частоту всей вырабатываемой генератором электроэнергии.
Для этого существуют два совершенно различных способа.
1. Механическое управление лопастями ветроколеса с целью стабилизации
частоты его вращения. В этом случае шаг лопастей ветроколеса при изменении скорости ветра изменяется так, что частота его вращения остается постоянной (рис. 2.110, б). Недостатком метода являются большие потери энергии ветрового потока, сложность и невысокая надежность.
|
|
|
2. Электрическое управление, при котором постоянство частоты вращения
ветроколеса и генератора обеспечивается изменением электрической нагрузки на выходе генератора (рис. 2.110, в). При таком способе стабилизации частоты энергия ветра используется гораздо эффективнее, так как лопасти ветроколеса работают в оптимальном режиме. Применение современного электрического оборудования делает его также и более дешевым и надежным по сравнению с
механическим управлением.
38. Открытые нагреватели воды. Конструкция, принцип действия и эквивалентная диаграмма.
0Открытый резервуар на поверхности земли(а).Простейший нагреватель воды, например бассейн. Емкость, наполненная водой, нагревается под действием солнечного излучения, однако повышение температуры воды ограничено вследствие того, что тепло легко передается земле.
Открытый резервуар, изолированный от земли(б). Здесь тепловые потери меньше по сравнению с предыдущим случаем, повышение температуры ограничено низким коэффициентом поглощения тепла водой ( α= 1 –τ << 1). Кроме того, значительная часть поглощенного тепла идет на испарение воды, что также препятствует повышению температуры.
Черный резервуар(в). В этом случае жидкость заключена в емкость с черной матовой поверхностью, обычно располагаемой на крыше здания. Потери тепла на испарение в этой конструкции сведены к нулю. Черная поверхность емкости поглощает излучение намного лучше, чем прозрачная вода (обычно = 0,9). Часть поглощенного тепла передается жидкости. Нагреватели этого типа недорогие, просты в изготовлении и позволяют нагревать воду до температуры около 450 С.
Черный резервуар с изолированным дном(г). Потери тепла системой можно уменьшить почти в два раза, если изолировать дно приемника. В качестве изолятора можно использовать практически любой пористый материал, размер пор которого не превышает 1 мм, например стеклоткань, пенополистирол, древесную стружку и т. д. Теплопроводность этих материалов сравнима с теплопроводностью воздуха (k~ 0,03 Вт · м–1· К–1).
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 2314; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!