Роторная ветроэнергетическая установка для автономного электроснабжения рассредоточенных сельскохозяйственных объектов : Для условий Ростовской области

• Автор: Жогалев, Алексей Петрович
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Зерноград
• Количество страниц: 166 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

4 ВВЕДЕНИЕ Г.

1. АНАЛИЗ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ, ПРОБЛЕММЫ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Анализ научнотехнических достижений в области

использования энергии ветра.

1.2. Преобразование энергии ветра в существующих ВУ

1.3. Ветроэнергетическая установка роторного типа

1.4. Обоснование варианта системы автономного электроснабжения

на основе ВУ роторного типа.

1.5. Анализ вариантов автономной системы электроснабжения

фермерского хозяйства.
2. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ АВТОНОМНОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.
2.1. Климатические и энергетические условия работы автономной
системы электроснабжения
2.2. Выбор критерия оптимальности и обоснование целевой
функции.
2.3. Исследование привода синхронного генератора
на устойчивость.
2.4. Машинное моделирование процесса электроснабжения
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРИВОДА СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА
3.1. Программа экспериментальных исследований
3.2. Методика проведения эксперимента
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ ПРИВОДА СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ РОТОРНОГО ТИПА.
4.1. Экспериментальное получение характеристик и обработка
результатов эксперимента.
4.2. Производственная проверка.
5. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.
5.1. Методика экономических исследований.
5.2. Экономический анализ полученных результатов.
5.3. Рекомендации к внедрению
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Литература


Однако значительные удаления фермерских усадеб от населенных пунктов требуют высокого уровня электрификации быта фермеров. Причем наличие подсобных животноводческих объектов, предназначенных, в основном, для выращивания животноводческой продукции для собственного потребления, только повышают требуемый уровень электрификации фермерских усадеб. В свете изложенного, фермерские усадьбы в России представляют в отношении электрификации небольшие объекты с установленной мощностью в несколько киловатт. Значительные удаления от систем электроснабжения требуют повышенных капитальных вложений на электрификацию фермерских усадеб по традиционному методу и увеличивают привлекательность альтернативных вариантов автономного электроснабжения. Это заметно сглаживает экономическую проблему использования ВИЭ, но при этом остается проблема надежности электроснабжения. Реально перед фермером стоит задача выбора надежного варианта электроснабжения при наименьших затратах. Работы известных ученых (академик [Будзко И. А.[, профессоры Еро-шенко Г. П., Лещинская Т. Б., Таранов М. А., Юндин М. А. и др. Поэтому при оценке стоимости подводящей В Л кВ следует учитывать возможность ее подключения к уже существующей. Если такой возможности нет, то возникает необходимость более длинной ВЛ кВ к сетям более высокого напряжения. Таким образом, для электроснабжения распределенных по большой территории фермерских хозяйств наиболее подходящим является автономное электроснабжение. В силу сказанного, значительно возрастают перспективы использования рассредоточенных ВИЭ. К таким источникам относятся солнечное излучение и ветер. При этом не следует упускать из виду требования конкурентоспособности ВИЭ. Учитывая, что в настоящее время электростанции на основе преобразования солнечной энергии в несколько раз дороже ветроэнергетических установок (ВУ) /9, , / и история их совершенствования показывает, что в обозримой перспективе нереально ожидать заметного снижения их стоимости, нами принято решение использовать для автономного электроснабжения энергию ветра. Учитывая, что широко распространенные ВУ пропеллерного типа неэффективно используют энергию ветра на скоростях выше рабочей и не используют ее на скоростях ниже рабочей /4, , , , и др/, принято решение применять роторные ВУ, позволяющие наиболее эффективно использовать весь диапазон скоростей ветра. Для определения задач исследований необходимо провести анализ достижений науки и производства в этом направлении. Анализ литературных источников /, , и др/ позволил классифици ровать ВУ следующим образом (рисунок 1. Рисунок 1. ВУ с горизонтальной осью вращения приводятся во вращение подъемной силой и называются лифт-машины. Это быстроходные (число лопастей не превышает четырех) и среднескоростные (большое количество лопастей) установки/, /. Быстроходные ВУ развивают максимальный момент при больших оборотах и, следовательно, при значительном ветре, дольше выходят на номинальный режим. Но при этом они более устойчивы к колебаниям скорости ветра /3/. Среднескоростные ВУ развивают значительный момент при относительно слабом ветре и быстрее выходят на номинальный режим. Однако они более чувствительны к колебаниям скорости ветра. Лифт машины с горизонтальной осью могут работать при любом ветре, подъемная сила которого на лопасти больше сил сопротивления. Однако эффективность их использования зависит от скорости ветра, которая изменяется в течение года (рисунок 1. Рисунок 1. ВУ с вертикальной осью вращения чаще всего приводятся во вращение силой давления ветра и называются драг-машинами. Это тихоходные установки, 4 скорость движения концов лопасти не превышает скорости ветра. К достоинствам - простоту конструкции, удобство обслуживания и практически неограниченный диапазон рабочих скоростей ветра, который определяется только лишь прочностью ВУ //. ВУ с вертикальной осью вращения бывают и лифт-машинами, т. Дарье и его модификации, имеющие вертикальные лопасти крыловидного профиля /8, 8/. Для этих ветроустановок, как и для пропеллерных характерна высокая стоимость.