Требования к оформлению документа
 Скачать 0.49 Mb.
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Наименование элементов | Параметры |
| 1. Заголовок раздела | |
| Новая страница | да |
| Шрифт (пт) | 16 (полуж.) |
| Регистр | все прописные |
| Абзацный отступ (см) | 1,25 |
| Интервал до (пт) | 0 |
| Интервал после (пт) | 20 |
| Выравнивание | по ширине |
| Междустрочный интервал | 1,5 |
| Перенос слов | не допускается |
| 2. Заголовок подраздела | |
| Новая страница | нет |
| Шрифт | 14 (полуж.) |
| Регистр | как в предложениях |
| Абзацный отступ | 1,25 |
| Интервал до | 12 |
| Интервал после | 8 |
| Выравнивание | по ширине |
| Перенос слов | не допускается |
| Межстрочное расстояние | 1,5 |
| Перенос слов | не допускается |
| 3. Основной текст | |
| Шрифт | 14 |
| Абзацный отступ | 1,25 |
| Выравнивание | по ширине |
| Междустрочный интервал | 1,5 |
| Перенос слов | автоматический |
| 4. Подписи к рисункам и заголовкам таблиц | |
| Шрифт | 12 |
| Абзацный отступ | нет |
| Выравнивание | по центру |
| 5. Параметры документа | |
| Размер бумаги | А4 |
| Верхнее поле | 20 мм |
| Нижнее поле | 20 мм |
| Правое поле | 15 мм |
| Левое поле | 30 мм |
Примечание: Размер символов в математических выражениях должен совпадать с размером основного текста ПЗ.
Типовая схема домашней электростанции с солнечной батареей
В ее состав входят:
модуль солнечных батарей на основе отдельных фотоячеек,
контроллер,
накопительные аккумуляторы электрической энергии,
инвертор.
Вопрос создания домашней станции следует начинать с определения ее нагрузки. Для этого надо проанализировать все потребители, которые будут работать от энергии Солнца. Их разделяют на два основных класса:
устройства, работающие от сети переменного тока 220 В,
радиоэлектронная и компьютерная техника, функционирующая от постоянного тока напряжением 12/24В.
Электродвигатели холодильников, стиральных машин, пылесосов и других устройств работают только от сети 220В/50Гц. Их придется подключать через устройство, которое из постоянной электроэнергии аккумуляторов формирует синусоидальные гармоники с необходимыми характеристиками. Этот прибор называют инвертором.
Расчет альтернативной системы электроснабжения дачного домика.
Для начала необходимо понять какие электроприемники и с какой мощностью есть в доме. Значения потребляемой мощности бытовых приборов можно найти в паспорте прибора либо на его корпусе. Заполняем таблицу 1 колонки 1, 2 и 3.
Произведем суточный расчет времени работы для каждого из перечисленных электроприемников.
Расчет производим по следующей формуле:
где D – время работы прибора за неделю (час), 4 - (недель в месяце), 30 (дней в месяце).
Пылесос работает не каждый день, а 2 раза в неделю по 1 часу тогда получится 2 часа.
Произведя расчеты находим значение 0,3 часа в сутки (время которое работает пылесос ежедневно).
Полученные значения заносим в таблицу 1 колонку 4.
Расчет потребляемой мощности электроприборов в сутки.
Необходимо выяснить потребляемую мощность электроприборов в сутки по формуле
где
– потребляемая мощность электроприборов за сутки, 
– время работы приборов за сутки, 
– мощность прибора.
Подсчитываем суммарную суточную потребляемую мощность всех приборов путём складывания значений.
Определение требуемого количества энергии в сутки. Для этого необходимо определится с напряжением в проектируемой системе.
Обычно для автономных систем электроснабжения частного жилого дома выбирается либо 12В, либо 24В напряжение системы. При условии мощной системы электроснабжения используют 36В или 48В. (дорогостоящая система)
При условии, что не планируется наращивать систему электроснабжения, а придерживаться 1000 Вт или 2000 Вт, то вполне достаточно остановиться на 12В.
Напряжение проектируемой системы выбирают исходя из времени года эксплуатации. При условии, что дачный домик будет электроснабжатся только в летнее время и не планируется наращивание системы электроснабжения, то вполне подойдет напряжение системы в 12В.
В данной ситуации система будет эксплуатироваться не только в летнее время, но и изредка и в зимний период, то выбираем напряжение в 24В.
После того как определились с напряжением начинаем расчет необходимого количества энергии в сутки (А*ч).
Для этого необходимо вычисленное значение суммарной суточной потребляемой мощности приборов (Вт*час/сут) разделить на выбранное напряжение системы.
Для получения окончательного значения не следует упускать из виду собственные нужды инвертора. Учитывая выше сказанное к расчётному значению необходимого количества энергии в сутки (А*ч) нужно прибавить коэффициент 1,2. И только после этого получаем суточную величину энергии необходимую для обеспечения электроснабжения электроприемников Полученный результат заносим в таблицу 1 колонку 6.
| | Колонка 1 | Колонка 2 | Колонка 3 | Колонка 4 | Колонка 5 | Колонка 6 | Колонка 7 | |||
| № | Наименование приемника электрической энергии | Количество, шт. | Потребляемая мощность, Вт | Время, час в сутки | Потребляемая мощность приборов за сутки Вт*час | Суточная величина энергии А*ч | Мощность солнечной батареи, Вт | |||
| | Энергосберегающая лампа | 5 | 11 | 4,0 | 220 | 396 | 2723,14 | |||
| | Энергосберегающая лампа | 3 | 8 | 0,2 | 48 | |||||
| | Телевизор | 1 | 150 | 1,5 | 225 | |||||
| | Электронасос | 1 | 600 | 0,6 | 360 | |||||
| | Утюг | 1 | 1500 | 0,3 | 450 | |||||
| | Ноутбук | 1 | 350 | 1,0 | 350 | |||||
| | Холодильник | 1 | 250 | 12,0 | 3000 | |||||
| | Электрочайник | 1 | 1000 | 1,0 | 1000 | |||||
| | Стиральная машина | 1 | 1500 | 0,4 | 600 | |||||
| | СВЧ печь | 1 | 1500 | 1,0 | 1500 | |||||
| | Пылесос | 1 | 700 | 0,3 | 210 | |||||
| ИТОГО | 7919,8 | | | |||||||
Список электроприемников не должен быть один в один с данным образцом!!!
И так, получили значение суточного потребления – 7919,8 Вт·ч. и величину энергии необходимой для покрытия суточных нужд перечисленных нами приборов – 396 А·ч.
Полученные значения позволят рассчитать всю солнечную систему электроснабжения и в том числе солнечные батареи.
Выбор инвертора.
Инвертор – устройство для преобразования постоянного тока в переменный с изменением величин напряжения.
Поскольку в списке приборов присутствуют устройства имеющие в своем составе двигатели: электронасос, холодильник, стиральная машина, пылесос, инвертор просто необходим, входное напряжение инвертора должно соответствовать выбранному нами напряжению – 24В.
Для выбора мощности инвертора необходимо сложить номинальные мощности приборов, которые будут работать одновременно. (например, стиральная машина, микроволновая печь, утюг и все это на «фоне» работающего холодильника). Сложив их номинальные мощности получим пиковую мощность, которая и определит мощность инвертора (минимум 5 кВт), но если эти устройства одновременно не использовать, то мощность инвертора потребуется меньше.
Для нашей системы выбрали инвертор со следующими характеристиками:
3000Вт
24В
80А
Расчет аккумуляторной батареи.
В солнечной энергетике особое место занимают аккумуляторные батареи, которым отводиться роль посредника в передаче получаемых электрических мощностей конечным потребителям. Наибольшее потребление энергии осуществляется с наступлением темноты, когда массово используется освещение с бытовыми приборами. Аккумуляторы позволяют сохранять излишки выработанной днем электроэнергии для вечернего и ночного ее использования.
Принцип работы аккумуляторов
Любые электрические аккумуляторы рассматриваются как источники постоянного тока многоразового использования с возможностями выполнения обратимых химических процессов путем проведения многократных циклов заряда с пропусканием электрических токов в направлении, противоположном обратному движению элементарных частиц при разряде.
Основные параметры, учитываемые при выборе:
Емкость
Плотность энергии
Саморазряд
Температурные и атмосферные условия эксплуатации
Тип
Емкость аккумулятора определяется величиной заряда, который замеряется при отдаче энергии потребителям от полного заряженного состояния до минимально допустимой величины выходного напряжения. (1А/час=3600Кл или 1Вт/час=3600Дж).
Плотность энергии учитывает общее количество энергии, распределенной в единице объема (либо веса) аккумулятора. Этот параметр используется для сравнения эффективности конструктивных особенностей разных моделей.
Саморазряд используется с целью анализа потерь полученного заряда на холостом ходу работы, когда отсутствует нагрузка. Термин введен для оценки качества работы конкретной конструкции при длительном хранении энергии.
Аккумуляторы плохо переносят резкие перепады температуры, нагрев выше +40оС и охлаждение ниже, чем -25оС, а также не должны разряжаться не более чем на 20%.
Следует учитывать и температуру окружающей среды для расчета необходимой емкости аккумуляторов (при условии эксплуатации в холодное время года)
При пониженной температуре окружающей среды снижается энергоемкость. Это означает, что при расчете необходимой емкости аккумулятора (или аккумуляторов) следует вычисленное значение емкости увеличить, чтобы создать запас на случай её понижения.
Расчетную емкость умножить на соответствующий температуре коэффициент:
Таблица 2
| Т ℃ | Коэфициент |
| +26,7 | 1,00 |
| +21,2 | 1,04 |
| +15,6 | 1,11 |
| +10,0 | 1,19 |
| +4,4 | 1,30 |
| -1,1 | 1,40 |
| -6,7 | 1,59 |
Расчет берем с учетом обеспечения запаса энергии на один день, тогда
Так как систему изначально рассчитывали на период с апреля до октября, тогда среднее значение температуры внешней среды для расчета берем +26,7 ℃ (Таб.2)
Учитываем глубину разряда батареи. Для этого необходимо величину энергии для покрытия суточных нужд (А*ч) разделить на 0,2 (20%). Таким образом получаем необходимую для рассчитываемой электростанции общую емкость аккумуляторов (А*ч).
Для расчета значения запаса электроэнергии на 1 день необходимо расчетную величину энергии для покрытия суточных нужд (А*ч) умножить на 1 (день).
- (общая емкость аккумулятора)
Предположим выбрали аккумулятор модель HZY 12-200 с номинальной емкостью 200А·ч и напряжением 12В. Зная емкость можно рассчитать необходимое количество аккумуляторов, соединенных параллельно. Для этого значение общей емкости аккумулятора (А*ч) делим на 200 А*ч. Полученное значение при необходимости округляем в большую сторону.
Округляем в большую сторону (округлять следует всегда в большую сторону, даже если цифра после запятой меньше пяти) – 10 штук аккумуляторов будут соединены параллельно.
Для того чтобы вычислить необходимое количество аккумуляторов, соединенных последовательно необходимо выбранное напряжение всей системы (мы выбрали 24 В) разделить на значение напряжения одного аккумулятора.
Для определения общего количества необходимых аккумуляторов, входящих в состав аккумуляторной батареи перемножаем полученные числовое значение параллельно и последовательно соединенных аккумуляторов.
Соединение аккумуляторов последовательно-параллельное. В данном случае это означает, что аккумуляторы попарно должны быть соединены последовательно (десять таких пар), а уже в свою очередь эти десять пар соединяются параллельно.
Расчет состава солнечной батареи.
Для дальнейшего расчета необходимо определится с выбором модули. Предположим выбрали модуль монокристаллический со следующими параметрами: 200Вт и 24В
Расчет среднего значения количества солнечных пиковых часов
Для расчёта необходимы данные солнечной радиации в том регионе, в котором будет работать солнечная станция. Данную информацию ищем в интернете в поисковой системе задаем «Месячная и годовая солнечная радиация кВт/м2».
Из всего ряда значений солнечной радиации для расчёта берем наименьшее значение, данное значение разделим на количество дней в месяце
наименьшее значение радиации для расчетного периода, 
Таким образом получили среднее значение количества солнечных пиковых часов.
Расчет мощности солнечной батареи
На данном этапе расчета необходимо учесть потери на заряд-разряд аккумулятора, что составляет 20%.
Для этого суточную потребность приборов (Вт·ч) умножаем на коэффициент 1,2.
Тогда получили мощность солнечно батареи.
Полученное значение разделим на среднее значение количества солнечных пиковых часов.
Значение заносим в таблицу 1.
Посчитаем состав солнечной батареи.
Определение количества солнечных модулей, соединенных параллельно.
Для расчетной системы из большого количества предложений выберем солнечный модуль 200 Вт, 24 В, монокристаллический, модель: CHN200-72M.
Необходимо в паспортных данных выбранных нами солнечных модулей найти параметр пиковая мощность модуля в точке максимальной мощности. (или напряжение (В) в точке максимальной мощности и ток (А) в точке максимальной мощности – в зависимости от производителя). Данные значения перемножаем и получаем значение мощности (Вт) модуля в точке максимальной мощности. (Рис.1)
В нашем случае напряжение в точке максимальной мощности равно 38,8 В, ток в точке максимальной мощности равен 5,15 ампера.
Тогда:
Для последующего расчета количества модулей, соединенных параллельно. Необходимо значение мощности солнечной батареи (Вт) разделить на значение мощности (Вт) модуля в точке максимальной мощности.
Рисунок 1 Технические характеристики панелиОпределение количества солнечных модулей, соединенных последовательно.
Для этого, выбранное напряжение нашей системы электроснабжения необходимо разделить на значение номинального напряжения одного модуля (Рис.1) (условно мы выбрали 24 В)
Перемножаем полученное расчетное значение количества модулей, соединенных параллельно и последовательно и получаем необходимое количество солнечных батарей, соединенных параллельно.
Округляем в большую сторону. Таким образом количество солнечных модулей должно быть 14 (соединенных параллельно).
ИТОГО:
| Наименование | Характеристики | Количество | Тип соединения |
| Инвертор | 3000Вт 24В 80А | 1 | |
| Аккумуляторы | 200А· 12В | 20 | последовательно-параллельно |
| Солнечные модули | 200 Вт 24 В | 14 | последовательно-параллельно |
Варианты для выполнения контрольной работы.
| | Астраханская область |
| | Владивосток |
| | Москва |
| | Петрозаводск |
| | Петропавловск - Камчатский |
| | Сочи |
| | Южно-Сахалинск |
| | Санкт-Петербург |
| | Казань |
| | Ростов – на - Дону |
| | Нижний Новгород |
| | Екатеринбург |
| | Новосибирск |
| | Хабаровск |
| | Краснодар |
| | Саратов |
| | Махачкала |
| | Рязань |
| | Воронеж |
| | Иркутск |
| | Красноярск |
| | Курск |
| | Мурманск |
| | Омск |
| | Чебоксары |
Уровень солнечной радиации для расчета выбираем исходя из варианта задания. (варианты берем согласно списку в журнале.)