5.3. Розрахунок ємності акумуляторних батарей.

Знаючи величину добового використання енергії та можливе по вітровому графіку добове вироблення енергії вітрогенератором за розрахунковий період, можна визначити ємність акумуляторів для різної ступені забезпечення енергією шляхом складання балансів добової виробки та споживання енергії на кожну календарну добу цього періоду [4].

Добова виробка вітроагрегата A_в.доб пропорційна інтегралу і може бути визначена відповідно до формули:

(кВт/год), (5.3.1)

де ξ, η_m, η_г – середньо виважені значення коефіцієнта використання енергії вітру, та ККД механічної передачі і генератора; відповідно Т_д – тривалість вітру за добу.

Формула 5.3.1 не враховує коливання швидкості вітру на протязі доби і тому визначена таким способом добова виробка суттєво відрізняється від величини, яка може бути отримана по кубу середньодобової швидкості вітру. Тому добова виробка повинна бути визначена лише на підставі дійсних добових графіків зміни швидкості вітру.

Точне визначення виробки відповідно до фактичних графіків для кожної доби тривалого періоду неможливе внаслідок трудоємності такого розрахунку та відсутності достатньої кількості спостережень. Тому, використовуючи величини середньодобової швидкості V_ср.доб вітру за тривалий період відповідно до даних метеостанцій, приходиться обмежуватись обчисленням приблизної залежності добової виробки від середньодобової швидкості вітру з врахуванням діапазону робочих швидкостей вітру, які використовуються даним вітроагрегатом. Відповідно до обмеженого числа добових спостережень (наприклад, за місяць) в місті установки агрегату або на найближчому пункті визначається залежність V_ср.доб від , яка установлюється на весь даний сезон.

Така залежність може бути визначена за допомогою поправочного коефіцієнта К_в:

. (5.3.2)

Такий коефіцієнт треба помножити на V³_ср.доб, відповідно до цієї величини дійсну виробку А_в.доб установки.

Різниця між можливою виробкою вітроагрегата А_в.доб та добовим споживанням А_сп.доб буде визначати необхідну ємність акумуляторів А_ак.доб.

_(5.3.3)

Загальна ємність акумуляторів визначається числом n діб, на протязі яких акумулятори повинні забезпечити навантаження і визначається добутком n∙А_ак.доб.

Розрахунок параметрів вітроустановки при визначенні виробки проводиться в наступній послідовності:

1. Відповідно до даних від споживачів обчислюються середньодобові значення навантаження та добове споживання А_сп.доб.

2. Для середнього значення протягом року (50% забезпеченості) відповідно до формули (5.3.1) або коефіцієнтів K_в підраховується значення можливої виробки вітроагрегата А_в.доб для одного або кількох вітроагрегатів.

3. Для різних ємностей акумулятора від нульової до восьмидобової розраховуються в табличній формі для кожної доби балансу виробки та споживання енергії з врахуванням акумулювання.

4. Розраховується річне число m діб [4], коли споживач не задовольняється енергією та будуються криві залежності їх числа (або забезпеченості в відсотках) від величини ємності акумулятора (рис. 5.3.1). Отримані величини розрахованої ємності акумулятора повинні бути збільшені діленням на середній η_ак к.к.д. використанням свинцевих акумуляторів η_ак=0.75.

5. Проводиться розрахунок вартості споруди ВЕУ та собівартість енергії при заданому ступені забезпечення енергопостачання для варіантів з резервом теплової енергії і без нього та будують криві залежності вартості енергії від ємності акумулятора. Вибирається варіант найменшої коштовності енергії.

Рис.5.3.1 Залежність числа m неппрацюючих діб ВЕУ від ємності е акумулятора та числа ki вітроагрегатів.

Вибрана величина ємності батареї повинна бути перевірена по допустимому зарядному струму, величина якого повинна бути неменше номінального струму генератора вітроагрегата, та по його допустимому розрядному струму навантаження.