ИВИЭ лабка 5 толық нұсқа. азастан республикасы ылым жне жоары білім министрлігі коммерциялы емес акционерлік оам . Ж. Дукеев атындаы алматы энергетика жне байланыс университеті
 Скачать 437.92 Kb.
|
|
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ ҒЫЛЫМ ЖӘНЕ ЖОҒАРЫ БІЛІМ МИНИСТРЛІГІ Коммерциялық емес акционерлік қоғам «Ғ. Ж. ДӘУКЕЕВ атындағы АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ» «Электрмен жабдықтау және энергияның жаңғыртылатын көздері» кафедрасы  «Жаңғыртылатын энергия көздерін пайдалану» пәні бойынша №5 ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС Жұмыстың тақырыбы: Автономды жел электр қондырғысының батареялы және жүктемелі жүйесінің жұмысын зерттеу Мамандығы: Интеграция и управление Smart технологиями энергосбережения и энергоэффективности в электроэнергетике 6B07102 Орындаған: Хамит Мұхаметали Ерікұлы Тобы: ИУТЭк 21-1 Тексерген: доктор РhD Расмухаметова А.С. Алматы 2022 Жұмыстың тақырыбы: Автономды жел электр қондырғысының батареялы және жүктемелі жүйесінің жұмысын зерттеу Жұмыстың мақсаты: автономды жел энергиясының жүйесін зертханалық стендте батареялы аккумуляторда және активті жүктеме кезінде параллелді жұмыс істеу қағидасы мен ерекшеліктерімен танысу. Жұмыстың сипаттамасы. Зертханалық жұмысты бастар алдында синхронды жел генераторы бос жүріс режимінде болуы тиіс, ал батареясы - тұрақты тоқтағы шинадан өшірулі болуы керек. Ол үшін стендте жұмыс бастар алдында қосар алдында міндетті түрде автоматты қосқыш қуат көзі модулі QF1: - АКБ модуліндегі аккумуляторлы батареяны «Өшіру» жағдайына қосқыш терминалын ауыстыру; - «Жүктеме» модуліндегі SA1 – SA5 қосқыштарды төменгі жағдайға ауыстыру; - жел жылдамдығын тапсырма блогының «Пуск» қосқышын томенгі жағдайға қою. Жиілік түрлендіргіші осы арқылы құлыпталады; - потенциометрді сағат тілінің жүрісіне қарсы жағдайға қою. Зертханалық жұмысты құралдардың өлшеу көрсеткіштері бойынша түсіру арқылы жүргізуге болады. Жел электр генераторының параметрлерін өлшеу үшін, сондай-ақ дербес компьютерді қолдануға болады. Ол үшін міндетті түрде компьютерді қосып, «Windows» толық жүктелуін күтіп және «DeltaProfi» бағдарламасын орнату, қондырғыны орнату барысында заттаңба жұмыс үстелінде орналасады. Мәзір «Жұмысына» міндетті түрде №4 жұмысты таңдау керек, одан кейін «Пуск» кнопкасын бау арқылы жинау процесін жіберу (немесe F5). Зертханалық жұмысты жүргізу сызбасы 2.5 суретте көрсетілген.  2.5 сурет – Жел электр қондырғысын батареялы аккумуляторда және активті жүктеме кезіндегі зерттеу сызбасыЖабдықтау желдеткіші асинхронды айналу электр қозғалтқышымен жүргізіледі, кернеуді алушы инвертор типті жиілікті түрлендіргіш, тапсырма жел жылдамдығында орналасқан (суретте көрсетілмеген). Синхронды генератор статоры (А, В, С фазалары) «Түзеткіш» модуліне қосылады (А, В, С терминалдары). Тұрақты тоқ шинасына «+» және «-» өлшеуіш аспаптары «Түзеткіш модуліне», ток өлшегіші және кернеу шығыс түзеткішіне қосылады. Тәжірбие жүргізу барысында аккумуляторлы батарея өшіріліп, тұрақты тоқ шығысындағы «Түзеткіш» кіріс модуліндегі «Жүктемеге» қосылады. Параллельді «Түзеткіш» модулінің «+» және «-» шықпасы аккумуляторлы батареясының батарея зарядын тексеруші, сондай–ақ дискреттік бақылаушы активті жүктемесіне қосылады. Ток және кернеу түзеткіш шықпасында сәйкесінше өлшегіш аспаптармен жазып алынады I1 және U1, аккумуляторлы батареяға келетін ток, I2 амперметрімен өлшенеді, ал активті жүктемемен тұтынаты ток, I3 амперметрімен өлшенеді. Тәжірибені орындау келесідей тәртіппен орындалады: - қуат көзі модуліндегі QF1 автоматты қосқышты қосу арқылы зертханалық стендтің қажетті элементтеріне кернеу беру; - «Сеть» басу арқылы жиілікті түрлендіргішке кернеу беру; - батарея заряды контроллерына ауыстырып қосқышын «ВКЛ» жағдайына қою арқылы аккумуляторлы батареяны тұрақты ток шинасына жалғау; - жиілік түрлендіргішіне «Пуск» сигналын беру арқылы аккумуляторлы батареяны тұрақты ток тұтынатын және зарядтайтын жел жылдамдығын тұрғызу керек; - дәйекті түрде «Жүктеме» модуліндегі SA1-SA5 қосқыштармен активті жүктемені тұрақты ток тізбегіне енгізу, осылайша өзгеру нәтижелерін 2.5 кестеге жазу. Жүктеме көбейген кезде аккумулятордағы ток заряды төмендейді, ал одан кейін электр энергия көзі (разряд) режиміне айналады. Тәжірибе жүргізу барысында барлық көрсетілген режимдерді жазып алу керек. Жұмыстың жасалу барысы. Аккумлятор модулінің сөніп тұрғанын, ПУСК батырмасының төмен положенияда тұрғанын, сеть және потенциометрдің 0-да тұрғанын тексереміз. Автомат ажыратқыш та өшіп тұру қажет. Дельта Профи бағдарламасын ашып өзімізге керек 4-ші жұмысты РАБОТА мәзірінен таңдап, енгіземіз. Сұлбаға сәйкес стендті құрастырамыз. Скорость ветра – IDC1, скорость вращения IDС2, кернеу көзін ADС3-ке жалғаймыз. Стендқа қорек көзін QF1 қосамыз. Сеть, Кернеу, ПУСК қосамыз. 8 м/с жел жылдамығын беріп, SA1, SA2, SA3, SA4, SA5 қосып тоқты, кернеуді, айналым жиілігін өлшеп аламз. Жұмысты аяқтағаннан кейін барлық батырмаларды кері ретпен өшіреміз. Жұмыстың нәтижесі: 2.5 кесте - Жел энергетикалық жүйе жұмысының параметрлері
Тәжірбиелерді деректі өңдеуде қуатты бақылау нүктелеріндегі жүйеде міндетті түрде есептеу. Түзеткіш шығысындағы қуаты, Вт: PB = U1 *I1; PB1=1,54*(-1.08)=-1.66 Вт; PB2=1,47*(-0,98)=-1,44Вт; PB3=1,38*(-0,90)=-1,24Вт; PB4=1,34*(-0,82)=1,09Вт; PB5=1,29*(-0,77)=0,99Вт; Аккумуляторлы батареяға берілетін немесе тұтынатын қуаты, Вт: PАКБ = U1*I2      Активті жүктеменің тұтынатын қуаты, Вт: PH = U1*I3       2.6 сурет -Ток күшінің кернеуге қатысты графигі (Y-осі бойынша U1, X-осі бойынша I1 алдым).  2.7 сурет -Ток күшінің кернеуге қатысты графигі (Y-осі бойынша U1 , X-осі бойынша I2 алдым).  2.8 сурет -Ток күшінің кернеуге қатысты графигі (Y-осі бойынша U3, X-осі бойынша I3 алдым). Қорытынды: Біз бұл жұмыста автономды жел электр қондырғысының батареялы және жүктемелі жүйесінің жұмысын зерттеу брысында, V Жылдамдық мәнін максимал шамада алып есептейміз яғни V=8 м/с . Барлық мәндерді жазып алған соң тәжірибемізді әдеттегідей аяқтаймыз және де түзеткіш шығысындағы қуатты, аккумуляторлы батареяға берілетін немесе тұтынатын қуатты және Активті жүктеменің тұтынатын қуатын берілген формулалар арқылы есептейміз. Ең соңынан тәуелділік графиктерін тұрғызамыз. Бақылау сұрақтары: Жел энергетикасын жаһанның өркендеген мемлекеттері қандай себептермен қарқынды дамытып жатыр. Ол қандай мемлекеттерде өте қарқынды дамуда?  Жел қондырғылардың жетілдіруі мен көп жылғы тәжірибе, жұмсалатын шығын мөлшерінің төмендеуіне мүмкіндік туғызды, ал бұл АҚШ-та электроэнергия құнының 1986 ж 1кВт. сағ – 14 центке, 1999 ж - 5 центке төмендегенінен көрінеді. Ал Еуропа елдері желэнергиясын дамытуда жетекші, алдыңғы шептегі жаңа технология өндірісінің орталығы десек те артық айтпаған болар едік. 2. Жел энергетикасының негізгі артықшылықтары және кемшіліктері. Жел қондырғыларының шуына қарсы қандай шараларды оңай жүзеге асыруға болады? Артықшылықтары: • Шикізатты сатып алу-тасымалдаудың, қалдықтарды шығарудың қажеті жоқ; • Электр қуатын беруші компаниялардан дербестік қамтамасыз етілген; • Ластаушы қалдықтар жоқ; • Табиғи ресурстар үнемделеді; • Отын, электр қуатының шығындары қысқарады; • Атмосфералық жылулық балансқа әсер етпейді; • Табиғаттың оттек қорын сақтайды; • Желдің кинетикалық энергиясын электр қуатына тегін айналдырады. Кемшіліктері: • Жел қондырғыларының жұмысы эфир кедергілерін тудырады; • Пайда болатын шу адамның және жануарлар әлемінің денсаулығына кері әсерін тигізеді; • Жұмыстың тұрақсыздығы, энергияның берілуі бір қалыпты емес; • Үлкен аумақты қажет етеді; • Қымбат. 3. Жел электр қондырғысы (ЖЭҚ) жел электр стансасынан (ЖЭС) принциптік түрде немен ерекшеленеді? Қайсысында генератор орнатылған? Генератор екеуинде де бар, жэқ санаулы орналасса, жэс улкен аумақты қажет етеді. 4. Жел қозғалтқышы деген не? Жел қозғалтқышы деп желдің кинетикалық энергиясын механикалық энергия үшін қолданатын қозғалтқыш түрін айтамыз. Жел қозғалтқышы жел энергиясын пайдалану коэфициенті 0,48 дейінгі қанатты (кең таралған), пайдалану коэфициенті 0,15 - тен аспайтын айналмалы (роторлы) және барабанды болып ажыратылады. Жел энергетикасы қондырғысы жел агрегатынан (жел қозғалтқышы мен бір немесе бірнеше жұмыстық машиналарды біріктіреді), энергияны аккумуляттаушы (қорын жинаушы) немесе қуатты резервтеуші құрылғыдан және бірқатар жағдайларда қосалқы қозғалтқыштан (ең алдымен жылулық қозғалтқыштан), сондай-ақ, қондырғының жұмыс режимдерін автоматтық басқару (реттеу) жүйелерінен тұрады. 5. Жел дөңгелегінің қалақшаларын қандай мақсатпен ұзартады? Турбинаның қалақшалары арқылы соққан желдің үлкен ағысын қамтиды. Қалақшалар шыны талшығынан, полистролдан немесе көмірпластиктен жасалынады. Турбинанаың қалақшалары жұмыс істегенде сол маңайдағы телевизияға кері әсерін тигізеді, өзі қуатты дыбыс тербелістерін тудырады. Сондықтан қалақшаларын берік сынбайтын және иілгіш шыны пластика дан жасайды (радиотолқындарды шағылдырмайды, жұтпайды). Қалақшалардың диаметрінің ұзындығы 15 пен 25 метрдің аралығында болса, салмағы 1000 кг болады. 6. Жел дөңгелегінің білігіндегі қуат қалай алынады? Мысалы, 500 кВт–тың желқондырғысы 1 сағатта 15 м/с жел жылдамдығы кезінде 500 кВт энергия өндірсе, 600 кВт-тың қондырғы бір жылда жел жыл-дамдығы 4,5 м/с болған кезде 500000 кВт энергия өндіреді. Желдің механикалық энергиясын электр энергиясына айналдыратын машинаның тиімділігін сипаттайтын шама желқондырғысының пайдалы әрекет коэффиценті (ПӘК-і) дейміз. ПӘК-ті есептеу үшін жел қондырғысының 1 жылға өндірілген қуаты 1 жылдағы 8760 сағаттағы максимал қуатқа бөлуіміз керек. Мысалы, 600 кВт–тың турбаны 1 жылда 2 млн. кВт энергия өндірсе оның ПӘК-і: ŋ = (2000000 : 365,25) ·24600 · 100 % = (2000000 : 525600 ) · 100 % =38 % Қазіргі желқондырғылардың ПӘК-і 25-30 % аспайды. 7. Жел турбинасынан электр генераторына (жұмыс механизмдеріне) қуаттың берілісі үшін механизмдердің қандай түрлері қолданылады? Желқондырғысының басты сипаттамаларының бірі болып оның қуаты болып саналады. Жеке үйге немесе коттеджге орналған кіші желқондырғы -лардың қуаты –100 кВт, ал диаметрі 15 – 40 метрге баратын, 2–3 қалақшалары желқондырғысы 1 МВт ток өндіреді. Қазіргі заманғы желқондырғылары 690 В кернеу береді, ол трансформатордың көмегімен 10 – 30 кВ-қа түрленеді. 8. ЖЭС трансмиссиясының принципиалдық сұлбаларын түсіндіріңіз? Желқондырғылары мынандай негізгі бөліктерден тұрады : қалақшалардан, ротордан , трансмиссия ( двигательдің механикалық энергиясын машинаға беруге арналған механизмдер жиыны ) , генератордан , бақылау жүйелері . Трансмиссия – белдік арқылы кинетикалық энергияны генератордың басқарушы білігіне беріп, электр энергиясын өндіретін механизмдер жиыны. Желқондырғының бақылау жүйелері алыстан компьютер арқылы басқарып және бақылап отырады. Бақылау жүйелері қандай да бір бұрышпен көлбеу орнаатылған және айнымалы, әр бағытта қозғалып тұрады. Сонымен қатар электрондық бақылау жүйелері жел жылдамдығы өзгерген кезде, өндірілген кернеу шамасының шамадан асып кетпеуін реттеп отырады. |