Кмегімен ауылшаруашылы ксіпорынды электрмен амтамасыз етуді ш
 Скачать 2.84 Mb.
|
 Рисунок 2.2 – График расхода топлива Дизель-генераторную установку можно приобрести в разных комплектациях, в данном случае был выбран наиболее простой вариант – открытое исполнение. Тогда нужно будет учесть дополнительное помещение для установки. В таблице 2.4 записаны габариты установки открытого исполнения [11]. Таблица 2.4 – Габариты и вес (открытое исполнение)
Помимо габаритов в таблице также указаны немаловажные величины – максимальное число часов автономной работы установки в зависимости от загрузки. Более точные данные показаны на рисунке 2.3, где нижняя кривая относится к выбранной установке.  Рисунок 2.3 – График зависимости времени автономной работы ДГУ от нагрузки Итого, первый вариант электроснабжения представляет собой комбинированную работу роторной турбины и аккумуляторных батарей с резервным питанием (дизель-генераторная установка). Несомненным плюсом данного варианта является стабильный, бесперебойный, а главное надежный источник резервного питания – дизельная установка. Однако, есть и обратные стороны использования данных установок на максимальную нагрузку. Несмотря на то, что мы учли в данной работе перегрузки и недогрузки дизель- генераторных установок, потребляемая нагрузка не всегда изменяется по шаблону и нагрузка может отклонятся на большие значения от расчетных. Работа установки в таком режиме резко снижает эксплуатационный срок. С другой стороны этот недостаток не так критичен в связи с тем, что количество безветренных дней в регионе не достигает больших цифр.
Второй вариант представляет собой электроснабжение сельскохозяйственного предприятия, основным источником питания которого будет дизель-генераторная установка. В пиковые часы покрывать потребление будет Комплексная энергетическая система ВРТБ мощностью 10 кВт, в качестве резервного питания примем аккумуляторные батареи. Ниже представлена схема электроснабжения второго варианта.  Рисунок 2.4- Схема электроснабжения первого варианта Выбор дизельной электростанции в качестве основного источника питания Дизель-генераторную установку выберем по средней потребляемой нагрузке, которая в летнее время равна 4,32 кВт∙ч, в зимнее – 4,67. Соответственно, выберем дизель-генераторную установку SDMO T9HK, чьи основные параметры приведены в таблице ниже. Максимальная мощность – мощность, которую способен отдавать агрегат в течении времени до 500 (20 суток) часов ежегодно, из которых не более 300 часов приходятся на непрерывную работу с перерывами на техническое обслуживание.. Номинальная мощность – максимальная мощность в последовательности меняющихся мощностей, которые могут обеспечиваться в течении неограниченного времени с перерывами на техническое обслуживание. Базовая мощность – мощность, которую электроагрегат способен непрерывно обеспечивать в течение неограниченного времени ежегодно с перерывами на техническое обслуживание. Таблица 2.5 – Общие данные SDMO T9HK
Таблица 2.6 – Двигатель
Также в данной таблице выражены данные по расходу топлива в зависимости от загрузки двигателя. Более точные данные показаны на графике рисунка 2.5. Верхняя прямая относится к выбранной установке.  Рисунок 2.5 – График расхода топлива В таблице 2.7 записаны габариты установки открытого исполнения. Таблица 2.7 – Габариты и вес (открытое исполнение)
Максимальное число часов автономной работы установки в зависимости от загрузки были отражены в таблице 2.7. Более точные данные показаны на рисунке 2.6, где нижняя кривая относится к выбранной установке.  Рисунок 2.6 – График зависимости времени автономной работы ДГУ от нагрузки Закончив описание дизель-генераторной установки перейдем к расчету количества аккумуляторных батарей, которые будут использоваться в качестве резервного источника питания [12]. Расчет количества аккумуляторных батарей в зимнее время Дизель-генераторная установка будет работать постоянно и покрывать основную потребность в электроэнергии. На рисунке 2.7 представлен график потребления электроэнергии зимой и работа дизельной электростанции. Видно, что в пиковые часы появляется нехватка энергии, которую будет покрывать КЭС ВРТБ.  Рисунок 2.7 – Потребление зимой и мощность ДГУ Из таблицы 1.14 возьмем значения выработки электроэнергии КЭС ВРТБ (ветер + солнце) и занесем данные в пятый столбец таблицы 2.8. Таблица 2.8 – Нехватка электроэнергии зимой
Продолжениетаблицы2.8
Зимой в пиковые часы (8, 19, 20, 21) потребность в электроэнергии выше вырабатываемой мощности дизель-генераторной установкой и КЭС ВРТБ. Поэтому в качестве резервного источника питания возьмем аккумуляторные батареи, накапливающие в течение суток электроэнергию, вырабатываемая КЭС ВРТБ. Расчет количества аккумуляторных батарей будет проведен с учетом двадцати безветренных и пасмурных дней в году. Значения со знаком «-» в столбце «дизель-потребность», указывают на часы, когда мощности дизельной установки не хватает для покрытия потребности в электроэнергии. В безветренные дни эту потребность будут покрывать аккумуляторные батареи. Из таблицы 2.7 видим, что при комбинированной работе КЭС ВРТБ и дизель-генераторной установки суммарная нехватка энергии равна 24,56 кВт, а при работе только ДГУ – 47,204 кВт. Соответственно, количество аккумуляторных батарей будут выбраны для большего значения мощности. В главе 2.1.1 был проведен расчет количества АБ для 49,7 кВт, поэтому в данном случае также примем 28 аккумуляторных батарей (7 групп по 4 штуки). Расчет количества аккумуляторных батарей в летнее время Дизель-генераторная установка будет работать постоянно и покрывать основную потребность в электроэнергии. На рисунке 2.8 представлен график потребления электроэнергии летом и работа дизельной электростанции. Видно, что в пиковые часы появляется нехватка энергии, которую будет покрывать КЭС ВРТБ.  Рисунок 2.8 – Потребление летом и мощность ДГУ Из таблицы 1.13 возьмем значения выработки электроэнергии КЭС ВРТБ (ветер + солнце) в летнее время. Таблица 2.9 – Нехватка электроэнергии летом
Летом в пиковые часы (9, 21, 22) потребность в электроэнергии выше вырабатываемой мощности дизель-генераторной установкой и КЭС ВРТБ. Поэтому в качестве резервного источника питания возьмем аккумуляторные батареи, накапливающие в течение суток электроэнергию, вырабатываемая КЭС ВРТБ. Расчет количества аккумуляторных батарей будет проведен с учетом двадцати безветренных и пасмурных дней в году. Значения со знаком «-» в столбце «дизель-потребность», указывают на часы, когда мощности дизельной установки не хватает для покрытия потребности в электроэнергии. В безветренные дни эту потребность будут покрывать аккумуляторные батареи. Из таблицы 2.9 видим, что при комбинированной работе КЭС ВРТБ и дизель-генераторной установки суммарная нехватка энергии равна 21,1 кВт, а при работе только ДГУ – 41,123 кВт. Расчет количества АБ проведем для мощности 41,123 кВт. Так как аккумуляторные батареи не способны полностью отдавать накопленную электроэнергию, следует учесть коэффициент отдачи, равный 1,6: W = 41123 · 1,6 = 65796,8 Bt. Необходимая общая ёмкость аккумуляторов в А∙ч: 𝐶 6 = 65796,8 = 5483 A · ı.  12Количество аккумуляторных батарей:  𝑛 = 5483 = 24.235 Так как в зимнее время требуется большее количество аккумуляторных батарей, то количество АБ выбирается из расчетов для зимнего времени, т.е. в количестве 28 штук. Энергия, которую выдают АБ в пиковые часы, компенсируются в течении суток, поэтому нет необходимости в увеличении числа батарей. Также расчет проводился для трех роторных турбин и получилось, что большое количество электроэнергии вырабатывается впустую. Поэтому, для данного случая, достаточно будет одной КЭС ВРТБ. Итого, второй вариант электроснабжения представляет собой комбинированную работу дизель-генераторной установки и роторной турбины с резервным питанием от аккумуляторных батарей. Плюсом данного варианта является наличие надежного бесперебойного источника питания – дизель-генераторная установка. Однако, установка, также как и в первом варианте, претерпевает постоянные изменения с нагрузкой, поэтому снижается ее эксплуатационный срок. К плюсам также можно отнести использование ветровой роторной турбины в качестве резервного источника питания, но нестабильный ветер вынуждает использовать аккумуляторные батареи.
В третьем варианте рассмотрим электроснабжение сельскохозяйственного объекта только при помощи КЭС ВРТБ, за резервное питание возьмем аккумуляторные батареи. Схема электроснабжения третьего варианта представлена ниже.  Рисунок 2.9 – Схема электроснабжения третьего варианта Данные по потреблению электроэнергии летом (таблица 1.6) и зимой (таблица 1.7), а также выработка мощности КЭС ВРТБ и ФЭП летом (таблица 1.13) и зимой (1.14) были посчитаны ранее. Эти данные занесем в таблицу 2.10 Таблица 2.10 – Потребление и выработка электроэнергии
Продолжениетаблицы2.10
Исходя из данных таблицы видно, что в течении суток нужно аккумулировать энергию летом – 49,73 кВт, зимой – 55,972 кВт. Соответственно, количество аккумуляторных батарей будем брать по большему значению. Так как аккумуляторные батареи не способны полностью отдавать накопленную электроэнергию, следует учесть коэффициент отдачи, равный 1,6: W = 55972 · 1,6 = 89555,2 Bt. Необходимая общая ёмкость аккумуляторов в А∙ч: 𝐶 6 = 89555,2 = 7462,9 A · ı. 12Количество аккумуляторных батарей:  𝑛 = 7462,9 = 32.235 Количество аккумуляторных батарей, которые будут накапливать мощность для отдачи в пиковые часы, равно 32. Однако, следует учитывать, что в качестве резервного питания в данном случае мы берем тоже аккумуляторные батареи. Будем считать, что в течении всего года около 20 дней бывают безветренными и пасмурными, т.е. выработка электроэнергии КЭС ВРТБ снижается до минимума. Поэтому количество АБ просчитаем для максимального потребления энергии в сутки: зимой – 112,124 кВт, летом – 103,699 кВт. Аналогичный расчет количества АБ проводится для 112,124 кВт. Так как аккумуляторные батареи не способны полностью отдавать накопленную электроэнергию, следует учесть коэффициент отдачи, равный 1,6: W = 112124 · 1,6 = 179398,4 Bt. Необходимая общая ёмкость аккумуляторов в А∙ч: 𝐶 6 = 179398,4 = 14949,8 A · ı.  12Количество аккумуляторных батарей:  𝑛 = 14949,8235 = 64. Количество аккумуляторных батарей равно 64 (16 групп по 4 штуки). Отметим, что расчет проводился с учетом того, что 20 безветренных дней были разбросаны в течении года, а не проходили последовательно. В противном случае, количество АБ следует увеличить. Итого, третий вариант электроснабжения сельскохозяйственного объекта представляет собой использование только ветровых роторных турбин, что является несомненным плюсом. С другой стороны из-за нестабильности ветра, приходится использовать большое количество аккумуляторных батарей для резервного питания, что резко увеличивает инвестиционную стоимость проекта. Для сравнения технических характеристик трех варианто электроснабжения приведем сводную таблицу 2.11 Таблица 2.11 – Сравнение вариантов
Все варианта имеют право на существование, есть свои недостатки и преимущества, описанные выше. В экономической части дипломной работы проведем расчет по минимальным приведенным затратам и выявим наиболее приемлемый вариант в технико-экономическом сравнении. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||