Оценка параметров и эффективности ветрогидроэнергетических комплексов с учетом надежности электроснабжения потребителей

• Автор: Рычков, Максим Александрович
• Шифр специальности: 05.14.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 119 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Е СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЭНЕРГЕТИКИ НА БАЗЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ
1.1. Общая характеристика проблемы
1.1.1. Состояние альтернативной энергетики в мире
1.1.2. Состояние альтернативной энергетики в России
1.2. Перспективы и проблемы использования возобновляемых источников энергии на базе ветровых ресурсов
1.3. Принципы работы ВЭУ
1.4. Способы аккумулирования энергии
1.4.1. Тепловые аккумуляторы
1.4.2. Электрические аккумуляторы
1.4.3. Водородные аккумуляторы
1.4.4. Механические аккумуляторы
1.4.5. Пневматические аккумуляторы
1.4.6. Гидравлическое аккумулирование
1.4.7. Сравнительный анализ способов аккумулирования
1.5. Задачи работы
1.6. Выводы по главе
2. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВГЭК С УЧЕТОМ НАДЕЖНОСТИ ЕГО УЗЛОВ
2.1. Характеристика ветрогидроэнергетического комплекса
2.2. Определение характеристик основных составляющих узлов ВГЭК..
2.2.1. Определение единичной мощности и числа гидроагрегатов ГЭС
2.2.2. Определение емкости водохранилища
2.2.3. Определение параметров узла наполнения водохранилища
2.3. Оценка технико-экономической эффективности ВГЭК
2.4. Выводы по главе

3. ПРОВЕРКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ ПРЕДЛАГАЕМОЙ МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ВГЭК
3.1. Пример для определения параметров ветрогидроэнергетического комплекса
3.1.1. Географо-метеорологическая характеристика района
3.1.2. Социально-экономическая характеристика района
3.1.3. Определение параметров ГЭС
3.1.4. Определение емкости водохранилища
3.1.5. Определение параметров ветронасосной станции
3.1.6. Оценка технико-экономической эффективности ВГЭК
3.2. Ветрогидроэнергетический комплекс для охотничье-промысловой (рыболовной) базы
3.2.1. Определение параметров ГЭС
3.2.2. Определение расхода воды и требуемой емкости резервуара
3.2.3. Определение параметров ветронасосных установок
3.2.4. Оценка технико-экономической эффективности комплекса
3.3. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ, ИСПОЛЬЗОВАННЫХ В РАБОТЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Характеристика общей теоремы о повторении опытов
Приложение 2. Ветровые ресурсы РФ
Приложение 3. Схемы электроснабжения острова Ольхон на Байкале
ВВЕДЕНИЕ
Потребность в энергии - одна из основных жизненных потребностей человека. Энергия необходима не только для нормальной деятельности сложного современного общества, но и для физического существования каждого человека.
Развитие человеческого общества, так или иначе, связано с использованием энергии и поиском способов ее добычи. Влияние энергетического потенциала на человечество очень велико - развитие промышленности, науки, культуры было бы невозможно без использования энергетических ресурсов Земли. Пользуясь энергией, человек создаёт для себя всё более комфортные условия жизни.
Освоение способов получения энергии человеком началось ещё в древние времена, когда научились добывать огонь, и сегодня характеризуется созданием и функционированием больших и сложных топливно-энергетических комплексов (ТЭК) государств.
С древних времен человека также привлекает возможность использования возобновляемых источников энергии для различных хозяйственных нужд в силу их неисчерпаемости и почти повсеместного присутствия. Первыми из таких источников энергии были освоены ресурсы солнца, ветра и воды, которые на современном уровне развития техники используются и для производства электроэнергии.
Использование энергии падающей воды получило широкое распространение на гидроэлектростанциях (ГЭС). Кроме ГЭС большой мощности существуют менее распространенные, но достаточно актуальные в удаленных от централизованного электроснабжения районах средства использования гидроэнергии на мини- и микро ГЭС как обособленные источники генерации.
Использование энергии ветра на сегодня в наибольшей степени реализуется в таких странах как Китай, США, Германия, Нидерланды, Дания, Индия и др. Получила развитие новая отрасль промышленности — ветроэнергетическое

- допустимый объем сохраняемой энергии;
- сложность энергетических преобразований;
- простота и безопасность обслуживания и т.п.
Остановимся коротко на некоторых отличительных особенностях аккумулирующих систем, рассмотренных выше, акцентируя внимание на преимущественных областях применения.
Тепловой аккумулятор в конструктивном плане - сооружение относительно примитивное и не требует значительных капитальных затрат на его реализацию. Однако к недостаткам данного типа аккумулирования относится то, что запасенная теплота является энергией относительно низкого качества и перевод ее в другой вид энергии связан с большими потерями. Поэтому обычно в тепловую переводят «бросовую» энергию слабых ветров, которую нельзя преобразовать в качественную электроэнергию.
По сравнению с тепловыми аккумуляторами, электрические имеют намного больший КПД и широко используются в электроустановках различного типа, в частности в ветроэнергетике. Однако их применение ограничено относительно высокой стоимостью, необходимостью постоянного квалифицированного обслуживания и отведения больших площадей для их размещения. В связи с этим данный тип аккумуляторов применяется преимущественно в локальных ветроустановках для электроснабжения потребителей с невысокой нагрузкой (в пределах 100 кВт). Кроме того, электрические аккумуляторы работают только на постоянном токе. Поэтому в сетях переменного тока перед зарядкой переменный ток преобразовывают в постоянный, а при разрядке постоянный ток аккумулятора трансформируется в переменный ток сети. Такое двойное преобразование снижает коэффициент полезного действия системы электроснабжения и, соответственно, увеличивает капитальные затраты.
Большие надежды в области альтернативной энергетики возлагают на водородную, что объясняется следующими причинами [49]: