- •Національний технічний університет україни
- •С.О. Кудря, в.М. Головко
- •Передмова
- •1. Принципи конструювання
- •1.1. Мета та завдання конструювання
- •1.2. Економічні засади конструювання
- •1.3. Поняття корисної віддачі та довговічності
- •1.4. Експлуатаційна надійність
- •1.5. Уніфікація виробничих рішень
- •1.6. Утворення номенклатури та рядів об’єктів виробництва
- •1.7. Загальні правила та методичні положення конструювання
- •Контрольні запитання до розділу 1
- •2. Конструювання вітроенергетичних установок
- •2.1. Загальні підходи до побудови систем вітроенергетичних установок
- •2.2. Вихідні положення до розрахунку вітроенергетичних установок
- •2.3. Аеродинамічний розрахунок ротора вітроустановки
- •Для крильчастих роторів поверхня обмаху становить
- •2.4. Визначення навантажень на елементи систем регулювання вітроустановок
- •2.5. Опори вітроустановок
- •2.6. Схеми генерування електричної енергії вітроустановками
- •2.7. Приклади розрахунків
- •Контрольні запитання до розділу 2
- •3. Конструювання сонячних енергетичних установок
- •3.1. Загальні підходи до побудови теплових сонячних енергетичних установок
- •Для окремої точки векторного простору співвідношення (3.1) становитиме:
- •Примітка: чисельник: дані за змінного кута нахилу;
- •3.2. Розрахунок фотоелектричних перетворювачів (сонячних батарей)
- •3.3. Приклади розрахунків
- •Контрольні запитання до розділу 3
- •4. Конструювання малих гідроелектростанцій
- •4.1. Основні схеми та склад споруд малих гідроелектростанцій
- •4.1.1. Схеми пригребельних гідроелектростанцій
- •4.1.2. Дериваційні схеми гідроелектростанцій
- •4.1.3. Гребельно-дериваційні (змішані) схеми гідроелектростанцій
- •4.1.4. Основні стадії проектування малих гідроелектростанцій
- •4.2. Гідрологічні та гідроенергетичні розрахунки під час конструювання малих гідроелектростанцій
- •4.2.1. Основні показники гідрологічних розрахунків
- •4.2.2. Методи оцінювання норми стоку
- •4.2.3. Визначення об’єму водосховища
- •4.2.4. Гідроенергетичні розрахунки
- •4.3. Турбіни малих гідроелектостанцій
- •4.3.1. Активні турбіни
- •4.3.2. Реактивні турбіни
- •4.4. Електрообладнання малих гідроелектростанцій
- •4.4.1. Вибір потужності генератора електростанції
- •4.4.2. Синхронні генератори
- •4.4.3. Асинхронні генератори
- •4.4.4. Автоматизація гідроелектростанцій
- •4.5. Приклади розрахунків
- •10. Визначення максимальних витрат весняного паводка, м3/с;
- •Контрольні запитання до розділу 4
- •5. Конструювання біогазових установок
- •5.1. Технологічна схема біогазової установки
- •Вміст органічних речовин у біомасі, що піддається ферментації, становить, %: – у стоках – 0,04…0,06;
- •5.1.1. Збирання та підготовка вхідної сировини
- •5.1.2. Метанове бродіння
- •5.1.3. Розподіл продуктів ферментації (бродіння)
- •5.1.4. Використання продуктів ферментації
- •5.2. Розрахунок основних блоків технологічного обладнання біогазових установок
- •5.2.1. Обладнання для підготовки вхідної маси
- •5.2.2. Визначення основних параметрів метантенка
- •5.2.3. Визначення основних параметрів газгольдера
- •5.2.4. Розрахунок кількості теплоти в установці
- •5.2.5. Визначення вихідних показників установки
- •5.3. Приклади розрахунків
- •Контрольні запитання до розділу 5
- •6.1. Структурні схеми геотермальних установок
- •6.1.1. Принципові схеми систем геотермального теплопостачання
- •6.1.2. Розрахунок об’єму видобування термальної води для забезпечення теплового навантаження системи з догріванням від пікової котельні
- •6.1.3. Кількість видобувних та поглинальних свердловин
- •6.2. Розрахунок теплообмінного обладнання геотермальних установок
- •6.2.1. Розрахунок потужності насоса для закачування теплоносія в поглинаючу свердловину
- •6.3. Приклади розрахунків
- •Контрольні запитання до розділу 6
- •Список літератури
- •Предметний покажчик
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Національний технічний університет україни
“КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”
С.О. Кудря, в.М. Головко
ОСНОВИ КОНСТРУЮВАННЯ ЕНЕРГОУСТАНОВОК З ВІДНОВЛЮВАНИМИ ДЖЕРЕЛАМИ ЕНЕРГІЇ
Київ 2009
УДК 621.313
Рецензенти: д-р техн. наук Яковлєв О.І. (Національний аерокосмічний університет)
д-р техн. наук Сафонов В.М. (Національний університет ядерної енергії та промисловості)
д-р техн. наук Рудаков В.В. (Національний технічний університет»Харківський політехнічний інститут»)
Кудря С.О., Головко В.М.
Основи конструювання енергоустановок з відновлюваними джерелами енергії – Київ: , 2009. – 202с.
ISBN
У навчальному посібнику поданий матеріал, що відповідає навчальній програмі для підготовки фахівців за спеціальністю 7.090504 “Нетрадиційні джерела енергії”. Інформаційний об’єм даної роботи містить основні положення щодо конструювання вітроенергетичних, сонячних установок, малих гідроелектростанцій, біогазових та геотермальних установок.
ЗМІСТ |
|
|
ПЕРЕДМОВА.............................................................................. |
7 |
|
ВСТУП....................................................................................... |
9 |
|
1. ПРИНЦИПИ КОНСТРУЮВАННЯ............................................. |
18 |
|
1.1. |
Мета та завдання конструювання............................................ |
18 |
1.2. |
Економічні засади конструювання.......................................... |
19 |
1.3. |
Поняття корисної віддачі та довговічності................................ |
21 |
1.4. |
Експлуатаційна надійність..................................................... |
22 |
1.5. |
Уніфікація виробничих рішень............................................... |
22 |
1.6. |
Утворення номенклатури та рядів об’єктів виробництва.............. |
23 |
1.7. |
Загальні правила та методичні положення конструювання........... |
24 |
Контрольні запитання до розділу 1 .............................................. |
29 |
|
2. КОНСТРУЮВАННЯ ВІТРОЕНЕРГЕТИЧНИХ УСТАНОВОК....... |
30 |
|
2.1. |
Загальні підходи до побудови систем вітроенергетичних установок.......................................................................... |
30 |
2.2. |
Вихідні положення до розрахунку вітроенергетичних установок......................................................................... |
35 |
2.3. |
Аеродинамічний розрахунок ротора вітроустановки................... |
37 |
2.4. |
Визначення навантажень на елементи систем регулювання вітроустановок.................................................................... |
43 |
2.5. |
Опори вітроустановок.......................................................... |
44 |
2.6. |
Схеми генерування електричної енергії вітроустановками........... |
51 |
2.7. |
Приклади розрахунків........................................................... |
55 |
Контрольні запитання до розділу 2 .............................................. |
63 |
|
3. КОНСТРУЮВАННЯ СОНЯЧНИХ ЕНЕРГЕТИЧНИХ УСТАНОВОК.......................................................................... |
64 |
|||
3.1. |
Загальні підходи до побудови теплових сонячних енергетичних установок......................................................................... |
67 |
||
3.2. |
Розрахунок фотоелектричних перетворювачів (сонячних батарей) ........................................................................... |
78 |
||
3.3. |
Приклади розрахунків.......................................................... |
80 |
||
Контрольні запитання до розділу 3 .............................................. |
84 |
|||
4. КОНСТРУЮВАННЯ МАЛИХ ГІДРОЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ............ |
85 |
|||
4.1. |
Основні схеми та склад споруд малих гідроелектростанцій ......... |
86 |
||
4.1.1. |
Схеми пригребельних гідроелектростанцій ....................... |
87 |
||
4.1.2. |
Дериваційні схеми гідроелектростанцій ........................... |
91 |
||
4.1.3. |
Гребельно-дериваційні (змішані) схеми гідроелектростанцій ................................................... |
93 |
||
4.1.4. |
Основні стадії проектування малих гідроелектростанцій...... |
94 |
||
4.2. |
Гідрологічні та гідроенергетичні розрахунки під час конструювання малих гідроелектростанцій ............................... |
94 |
||
4.2.1. |
Основні показники гідрологічних розрахунків................... |
95 |
||
4.2.2. |
Методи оцінювання норми стоку.................................... |
95 |
||
4.2.3. |
Визначення об’єму водосховища.................................... |
99 |
||
4.2.4. |
Гідроенергетичні розрахунки......................................... |
101 |
||
4.3. |
Турбіни малих гідроелектостанцій.......................................... |
102 |
||
4.3.1. |
Активні турбіни.......................................................... |
102 |
||
4.3.2. |
Реактивні турбіни........................................................ |
106 |
||
4.4. |
Електрообладнання малих гідроелектростанцій......................... |
111 |
||
4.4.1. |
Вибір потужності генератора електростанції..................... |
113 |
||
4.4.2. |
Синхронні генератори.................................................. |
115 |
||
4.4.3. |
Асинхронні генератори................................................. |
115 |
||
4.4.4. |
Автоматизація гідроелектростанцій................................. |
116 |
||
4.5. |
Приклади розрахунків......................................................... |
121 |
||
Контрольні запитання до розділу 4 .............................................. |
127 |
|||
5. КОНСТРУЮВАННЯ БІОГАЗОВИХ УСТАНОВОК...................... |
129 |
|||
5.1. |
Технологічна схема біогазової установки................................. |
129 |
||
5.1.1. |
Збирання та підготовка вхідної сировини......................... |
132 |
||
5.1.2. |
Метанове бродіння...................................................... |
133 |
||
5.1.3. |
Розподіл продуктів ферментації (бродіння)....................... |
134 |
||
5.1.4. |
Використання продуктів ферментації.............................. |
137 |
||
5.2. |
Розрахунок основних блоків технологічного обладнання біогазових установок........................................................... |
137 |
||
5.2.1. |
Обладнання для підготовки вхідної маси.......................... |
137 |
||
5.2.2. |
Визначення основних параметрів метантенка................... |
138 |
||
5.2.3. |
Визначення основних параметрів газгольдера................... |
138 |
||
5.2.4. |
Розрахунок кількості теплоти в установці......................... |
140 |
||
5.2.5. |
Визначення вихідних показників установки...................... |
140 |
||
5.3. |
Приклади розрахунків.......................................................... |
141 |
||
Контрольні запитання до розділу 5 .............................................. |
144 |
|||
6. КОНСТРУЮВАННЯ ГЕОТЕРМАЛЬНИХ УСТАНОВОК............. |
145 |
|||
6.1. |
Структурні схеми геотермальних установок............................. |
145 |
||
6.1.1. |
Принципові схеми систем геотермального теплопостачання........................................................ |
148 |
||
6.1.2. |
Розрахунок об’єму видобування термальної води для забезпечення теплового навантаження системи з догріванням від пікової котельні.................................. |
153 |
||
6.1.3. |
Кількість видобувних та поглинальних свердловин............ |
157 |
||
6.2. |
Розрахунок теплообмінного обладнання геотермальних установок......................................................................... |
162 |
||
6.2.1. |
Розрахунок потужності насоса для закачування теплоносія в поглинаючу свердловину............................................ |
168 |
||
6.3. |
Приклади розрахунків.......................................................... |
169 |
||
Контрольні запитання до розділу 6 .............................................. |
171 |
|||
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ............................................................... |
174 |
|||
ПРЕДМЕТНИЙ ПОКАЖЧИК....................................................... |
178 |
|||