Повышение эффективности функционирования систем электроснабжения предприятий ограниченной мощности с использованием альтернативных источников энергии

• Автор: Телегин, Валерий Викторович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 179 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ТЕХНОЛОГИИ АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ
1.1 Альтернативные источники энергии и их доля в общем производстве электроэнергии
1.2 Использование энергии ветра для генерации электроэнергии
1.3 Электростанции на солнечных батареях
1.4 Малая гидроэнергетика
1.5 Автономное электроснабжение потребителей на основе комплексного использования альтернативных источников энергии
1.6 Основные задачи исследования
2 ОЦЕНКА ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ТОЧКИ МЕСТНОСТИ
2.1 Исследование потенциала энергии ветра, солнечного излучения и водяного потока территории электрогенерирующего комплекса
2.2 Экспериментальное исследование валового энергетического потенциала географической точки местности
2.3 Автоматизация процесса сбора, обработки и оценки информации об возобновляемых энергетических ресурсах заданной территории
2.4 Выводы
3 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ ОГРАНИЧЕННОЙ МОЩНОСТИ НА БАЗЕ ТЕХНОЛОГИЙ АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
3.1 Баланс мощностей в системе автономного электроснабжения предприятий
3.2 Моделирование электрогенерирующих комплексов, построенных на базе нескольких источников энергии

3.3 Анализ влияния параметров электрогенерирующих установок на их мощность
3.4 Оптимизация структуры и параметров электрогенерирующих комплексов
3.5 Оптимизация режимов работы систем автономного электроснабжения предприятий
3.6 Выводы
4 ИССЛЕДОВАНИЕ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОНОМНЫХ ЭЛЕКТРОГЕНЕРИРУЮЩИХ КОМПЛЕКСОВ
4.1 Программный комплекс имитационного моделирования и оптимизации системы автономного электроснабжения предприятий
4.2 Исследование и оптимизация электрогенерирующих комплексов, построенных на базе одного источника энергии
4.2.1 Электрогенерирующий комплекс, построенный на базе ВЭУ
4.2.2 Электрогенерирующий комплекс, построенный на базе ФЭП
4.2.3 Электрогенерирующий комплекс, построенный на базе МГЭС
4.3 Исследование эффекта смещение графика потребления электроэнергии и использования генерирующих комплексов при недостаточном количестве энергетических ресурсов
4.4 Оптимизация структуры и исследование электрогенерирующих комплексов, построенных на базе нескольких источников энергии
4.4.1 Электрогенерирующий комплекс, построенный на базе ВЭУ, ФЭП
4.4.2 Электрогенерирующий комплекс, построенный на базе ВЭУ, ФЭП и МГЭС
4.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А Характеристики возобновляемых энергетических ресурсов Липецкой области

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Акт внедрения результатов научно-исследовательской работы в учебный процесс ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный технический
университет»
ПРИЛОЖЕНИЕ В Акт об использовании результатов научно-исследовательской
работы в ООО «Информационно-энергетический центр «АВПС-Инновация»
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Акт внедрения результатов научно-исследовательской работы в ООО «АльтЭнерго»

I If г ii т

- водородные станции.
Каждый из способов аккумулирования электроэнергии имеет свои достоинства и недостатки. С технической точки зрения показателями эффективности аккумулятора принято считать его КПД и плотность сохраняемой электроэнергии, то есть мощность аккумулятора, отнесённую к его массе. В таблице 1.5 приведены количественные характеристики некоторых из устройств аккумулирования энергии [123].
Таблица 1.5 - Характеристики способов аккумулирования энергии
У стройство (материал) Плотность энергии без учёта КПД и массы двигателя, кВтч/кг КПД, % Плотность энергии с учётом КПД и массы двигателя, кВт-ч/кг
Водород 38 50-60
Электрохимический аккумулятор 0.025 -0,04 96-98 0.02-0.
Г идроёмкость 0.0003 64 0.0
Маховик 0.05 -4.7 96-98 0.049-4.
Сжатый воздух 2(на 1 м3) 30-40 0.6-0.
Как следует из приведённых данных, лучшим на первый взгляд является способ использования излишков энергии для разложения воды на водород и кислород. Однако здесь следует учесть, что при расчёте показателей водородной станции не учитывалась масса баллонов, генераторов и ряда других устройств [123]. Использование в качестве аккумулятора потенциальной энергии воды довольно широко применяется как в крупных, так и малых в ГЭС.
В настоящее время достаточно перспективным считается способ сохранения энергии, в виде кинетической энергии быстро вращающегося маховика. Этот способ в начале 20-го века был запатентован русским учёным А.Г. Уфимцевым [36, 37, 123] и реализован им при строительстве ВЭУ в городе Курске. Плотность сохраняемой энергии стальным маховиком составляет порядка 0.05 кВт-час/кг, применение современных материалов (углеродное волокно, кварцевое стекло) и