Проектирование системы освещения стадиона фгбоу во бгау с использованием альтернативных источников энергии

ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБЗОР СОСТОЯНИЯ НЕТРАДИЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ 8
1.1 Актуальность использования НВИЭ 8
1.2 Энергия солнца 15
1.3 Энергия ветра 17
1.4 Биоэнергетические установки 20
1.5 Газопоршневые электростанции на генераторном газе 23
1.6 Энергия воды
1.7 Энергия земли 24
26
2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 29
2.1 Расчет освещения стадиона 29
2.2 Расчет и выбор источника питания для системы
наружного освещения 33
2.3 Расчет и выбор сечения провода 34
2.4 Расчет и выбор защитной аппаратуры 36
2.5 Выбор элементов схемы системы контроля и управления освещением 38
2.5.1 Датчик уровня освещенности. 38
2.5.2 Датчики приближения 42
2.6 Разработка алгоритма функционирования системы контроля и управления освещением 43
2.6.1 Алгоритм инициализации МК 46
2.6.2 Опрос состояния освещенности 46
2.6.3 Управление длительностью освещения 47
3 РАСЧЕТ И ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ 48
3.1 Разработка электростанции на основе возобновляемых источников энергии 48
3.2 Расчет количества фотоэлектрических модулей 49
3.3 Расчет ветроэнергетических установок 54
3.3.1 Работа поверхности при действии на нее силы ветра 56
3.3.2 Работа ветрового колеса крыльчатого ветродвигателя 59
3.4 Моделирование системы освещения в программной среде 62
4 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКЛОГИЧНОСТЬ РАБОТЫ 63
4.1 Организация безопасности труда на производстве 63
4.2 Опасные и вредные производственные факторы, методы и средства защиты 64
4.2.1 Опасные и вредные производственные факторы 64
4.2.2 Методы и средства защиты от возможного поражения электрическим током 65
4.2.3 Методы и средства защиты от возможного возгорания 68
4.2.4 Методы и средства защиты при работе на высоте 68
4.3 Обеспечение безопасной эксплуатации электроустановок и электрооборудования 70
4.4 Экологичность ВКР 72
5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 74
5.1 Определение стоимости оборудования 74
5.2 Определение основных экономических показателей 75
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 80
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 83

Весь текст будет доступен после покупки

Одним из направлений, способствующих повышению надежности электроснабжения и экономичности производства, является разработка и внедрение систем электроснабжения на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ), в частности, солнечных фотоэлектрических установок и ветрогенераторов.
Важную роль в получении электроэнергии играет электрификация и автоматизация технологического процесса, которая обеспечивает бесперебойную и безаварийную работу. Электрификация, то есть производство, распределение и применение электроэнергии – основа устойчивого функционирования и развития всех отраслей промышленности и сельского хозяйства страны и комфортного быта населения. На базе электроэнергетике стали развиваться промышленность сельского хозяйства и транспорта.
Для эффективного применения солнечных панелей и ветровых установок необходимо разработать уточненную методику расчета параметров оборудования установки и режимов ее работы. Тем самым возникает задача повышения эффективности, что возможно посредством проведения исследований, нацеленных на оптимизацию их параметров и режимов работы.

Весь текст будет доступен после покупки

1.1 Актуальность использования НВИЭ

Нетрадиционные источники энергии
При существующем уровне научно-технического прогресса энергопотребление может быть покрыто лишь за счет использования органических топлив (уголь, нефть, газ), гидроэнергии и атомной энергии на основе тепловых нейтронов. Однако по результатам многочисленных исследований органическое топливо в недалеком будущем может удовлетворить запросы мировой энергетики только частично. Остальная часть энергопотребности может быть удовлетворена за счет других источников энергии – нетрадиционных и возобновляемых.
Возобновляемые источники энергии – это источники на основе постоянно существующих или периодически возникающих в окружающей среде потоков энергии. Возобновляемая энергия не является следствием целенаправленной деятельности человека, и в этом ее отличительный признак.
Невозобновляемые источники энергии – это природные запасы веществ и материалов, которые могут быть использованы человеком для производства энергии. Примером могут служить ядерное топливо, уголь, нефть, газ. Энергия невозобновляемых источников в отличие от возобновляемых находится в природе в связанном состоянии и высвобождается в результате целенаправленных действий человека.
В соответствии с резолюцией № 33/148 Генеральной Ассамблеи ООН (1978 г.) к нетрадиционным и возобновляемым источникам энергии относятся: солнечная, ветровая, геотермальная, энергия морских волн, приливов и океана, энергия биомассы, древесины, древесного угля, торфа, тяглового скота, сланцев, битуминозных песчаников и гидроэнергия больших и малых водотоков. Классификация НВИЭ представлена в таблице 1.1.
Начиная с 90-х годов по инициативе ЮНЕСКО при поддержке государств-членов ООН и заинтересованных организаций проводятся мероприятия по продвижению идеи широкого использования возобновляемых источников.
снижение вредных выбросов от энергетических установок в городах и населенных пунктах со сложной экологической обстановкой, а также в местах массового отдыха населения.
В последнее время растет интерес к нетрадиционной энергетике у региональных АО Энерго и местных администраций.
Политика России в области нетрадиционных и возобновляемых источников энергии:
В конце августа 2003 г. Правительством России за номером
№ 1234-р была утверждена «Энергетическая стратегия России на период до 2020 г.». Одним из направлений данного документа является рассмотрение возможностей использования НВИЭ.
Стратегическими целями использования возобновляемых источников энергии и местных видов топлива являются:
- сокращение потребления невозобновляемых топливно- энергетических ресурсов;
- снижение экологической нагрузки от топливно-энергетического комплекса;
- обеспечение децентрализованных потребителей и регионов с дальним и сезонным завозом топлива;
снижение расходов на дальнепривозное топливо.
Необходимость развития возобновляемой энергетики определяется ее ролью в решении следующих проблем:
- обеспечение устойчивого тепло и электроснабжения населения и производства в зонах децентрализованного энергоснабжения, в первую очередь в районах Крайнего Севера и приравненных к ним территориях. Объем завоза топлива в эти районы составляет около 7 млн т нефтепродуктов и свыше 23 млн т угля;
- обеспечение гарантированного минимума энергоснабжения населения и производства в зонах централизованного энергоснабжения, испытывающих дефицит энергии, предотвращение ущербов от аварийных и ограничительных отключений;
- снижение вредных выбросов от энергетических установок в городах и населенных пунктах со сложной экологической обстановкой, а также в местах массового отдыха населения.
В последнее время растет интерес к нетрадиционной энергетике у региональных АО-Энерго и местных администраций.
Солнечная электростанция. В основе расчета солнечной электростанции нужно учитывать два параметра. Это необходимая мощность потребления и количество солнечных дней в году. Исходя из этого необходимо сначала определить сколько понадобится электроэнергии, и сколько дней в году будет работать система.
Инсоляция (рисунок 1.1) определяет количество солнечных дней в году. От этого будет зависеть мощность и количество электроэнергии, генерируемой солнечными батареями. Уровень инсоляции для Республики Башкортостан оставляет 3,5-4 кВт*ч/м2/сутки, что уже неплохо.
Пиковые значения солнечных дней в году приходятся на май, июнь и июль (рисунок 1.2). В зимний период солнца значительно меньше (данные взяты для Республики Башкортостан, значения уровня инсоляции могут варьироваться от региона к региону).
Вот такие исходные данные мы получили. И, при весьма скромном бюджете, решили всё-таки реализовать данный проект. Что у нас получилось, с какими трудностями пришлось столкнуться - расскажу далее.
Есть три основных типа солнечных электростанций: сетевые, автономные и гибридные.
Сетевая солнечная электростанция работает без аккумуляторов и используется для уменьшения оплаты за сетевую электроэнергию. Принцип работы прост: выработанную от солнца электроэнергию она направляет во внутреннюю сеть, из промышленной сети берется только недостающая мощность.
Автономная солнечная электростанция строится для электроснабжения там, где нет промышленной сети. Выработанную солнечную энергию она направляет на питание потребителей, а избытки запасает в аккумуляторных батареях. В темное время суток все электроснабжение осуществляется от аккумуляторов.

Весь текст будет доступен после покупки

-

Весь текст будет доступен после покупки