Avtonomnye-25_56

Мощностная характеристика ВЭУ определяется по выражению, кВт:

где – скорость ветра, м/с.

5.2.2. Годовая выработка электроэнергии ВЭУ

Для расчета годовой выработки электроэнергии требуется мощностная характеристика ВЭУ и дифференциальная повторяемость скоростей ветра вида ti i , i 1, ..., n .

Среднепериодная скорость ветра (см. табл. 5.2) должна быть пересчитана на заданную высоту ВЭУ (H) по формуле:

где h – среднепериодная скорость ветра на высоте флюгера h.

Значение ti ( i ) принимается из условия распределения Вейбулла по дан-

31

Собственная выработка ВЭУ в течение каждого месяца и года определяются по формулам:

i 1

где Tмес – число часов в расчетном месяце;

i 1

Суммирование по формулам (5.4) и (5.5) ведется по составляющим для каждого значения скорости ветра в пределах рабочего диапазона скоростей ветра (см. табл. 5.1). Промежуточные значения скорости ветра для табл. 5.3 следует получать методом линейной аппроксимации.

Число часов использования установленной мощности за год определяется по формуле:

W год

tуст ВЭУ . (5.6)

Nр

Расчет и выбор АБ осуществляется так же, как для автономной системы электроснабжения на базе солнечных элементов.

5.3.Контрольные вопросы

1)Дать определение понятиям «валовой», «технический» и «экономический» потенциал ветровой энергии.

2)Какая функция распределения наиболее точно описывает распределение скорости ветра?

3)Как определяется вероятностное распределение скорости ветрового

потока?

4)От чего зависят мощность ветрового потока и производительность ветроэнергетической установки?

32

Лабораторная работа 6

РАСЧЕТ АВТОНОМНОЙ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ МАЛЫХ РЕК

Ц е л ь р а б о т ы: ознакомиться с методикой расчета автономной малой ГЭС; закрепить теоретические знания [1, с. 145 – 148; 3, с. 54 – 59].

6.1.Задание

1)Рассчитать параметры плотины для равнинной реки с уклоном i, расходом Q и напором h.

2)Определить необходимый запас воды в водоеме для нормальной работы турбин. Рассчитать мощность гидротурбины и ее параметры.

3)Определить мощность гидрогенератора малой ГЭС и годовую выработку электроэнергии.

Исходные данные для выполнения задания приведены в табл. 6.1.

6.2. Методические указания к выполнению расчета

Одним из наиболее эффективных направлений развития нетрадиционной энергетики является использование энергии небольших водотоков с помощью микро- и малых ГЭС. Это объясняется, с одной стороны, значительным потенциалом таких водотоков при сравнительной простоте их использования, а с другой – практическим исчерпанием гидроэнергетического потенциала крупных рек. Объекты малой гидроэнергетики условно делят на два типа: мини – обеспечивающие единичную мощность до 5000 кВт, и микро – работающие в диапазоне от 3 до 100 кВт.

33

Основные параметры, определяющие потенциал реки, – напор (h) и расход (Q) воды. Напор воды можно увеличить путем сооружения дамб, плотин (плотинные ГЭС). При строительстве плотин необходимо учитывать уклон реки i, который для равнинных рек составляет 5 – 10 см/км, для горных рек –

5 – 10 м/км.

Длина водоема, м, L h / i 103 .

Площадь водоема (зеркало воды) определяется по формуле, м2:

Увеличение высоты плотины для дополнительного запаса воды в случае ее нехватки, м,

где Q – расход воды в соответствии с заданием, м3/с.

Мощность гидротурбины определяется с учетом потерь в гидроустановке, кВт:

где т – КПД турбины (0,6 – 0,8).

ДиаметрD , ширина B , частота вращения n рабочего колеса поперечноструйной турбины вычисляются по формулам:

34

Мощность генератора малой ГЭС определяется по выражению, кВт:

где Т – время работы малой ГЭС, ч.

6.3.Контрольные вопросы

1)Преимущества и недостатки малой гидроэнергетики. Основные отличия малой энергетики от традиционной.

2)Как рассчитать потенциал электрической энергии малых рек?

3)Основные факторы влияния мини-ГЭС на окружающую среду.

4)От чего зависит выработка электрической энергии малой ГЭС?

Библиографический список

1.Магомедов А. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии / А. Магомедов. Махачкала: Юпитер, 1996. 245 с.

2.Чопра К. Тонкопленочные солнечные элементы: Пер. с англ. / К. Чоп-

ра, С. Дас. М.: Мир. 1986. 435 с.

3.Твайделл Дж. Возобновляемые источники энергии / Дж. Твайделл, А. Уэйр. М.: Энергоатомиздат, 1990. 391 с.

4.Харитонов В. П. Автономные ветроэнергетические установки / В. П. Харитонов / Всероссийский науч.-исследоват. ин-т электрификации сельского хозяйства. М., 2006. 280 с.

35