Повышение эффективности энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей с использованием ветродизельной установки

• Автор: Аверин, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 157 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.
Глава 1. Особенности энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей с использованием ветроэнергетических установок

1.1. Анализ состояния энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей.

1.1.1. Анализ состояния электроснабжения сельскохозяйственных потребителей.

1.1.2. Анализ состояния теплоснабжения сельскохозяйственных потребителей

1.2. Опыт использования дизельных электростанций

1.2.1. Использование дизельных электростанций.

1.2.2. Классификация дизельных электростанций.

1.2.3. Выбор мощности дизельной электростанции

1.3. Опыт использования ветровой энергии

1.3.1. Состояние ветроэнергетики
1.3.2. Методика расчета вырабатываемой ВЭУ энергии
1.4. Опыт использования ветродизельных установок
Выводы и постановка задач исследования
Глава 2. Определение условий энергообеспечения потребителя ог
ВЭУ с учетом энергетической характеристики ветрового потока
2.1. Исследование режимов энергообеспечения потребителя.
2.2. Характеристики ветрового потока
2.3. Исследование изменчивости скорости ветра.
2.4. Определение энергетических характеристик ветрового потока
Выводы
Глава 3. Обоснование и разработка схемы ветродизельной установки
3.1. Согласование режимов выработки и потребления энергии.
3.2. Разработка схемы энергоснабжения от ветродизельной установки
3.3. Обоснование параметров ветродизельной установки.
3.4. Математическое моделирование режима работы ветродизельной установки
3.4.1. Определение параметров внешней среды внутри суток.
3.4.2. Определение вырабатываемой ВЭУ мощности и энергии.
3.4.3. Определение расхода топлива ДЭС.
3.4.4. Определение емкости электрического аккумулятора.
3.4.5. Определение емкости теплового аккумулятора
3.4.6. Определение теплопроизводитсльности ВЭУ и доли замещаемой потребной энергии
3.4.7. Определение доли вырабатываемой ВЭУ качественной
и некачественной энергии.
Выводы.
Глава 4. Экспериментальное исследование ветроэнергетической установки и имитационное моделирование ветродизельной установки
4.1. Методика экспериментальных исследований.
4.2. Экспериментальное исследование ВЭУ в условиях Южного Урала.
4.2.1. Методика экспериментального исследования ВЭУ
4.2.2. Приборы и аппаратура для исследований.
4.3. Результаты экспериментального исследования ВЭУ
4.4. Разработка имитационной модели ветродизельной установки
4.5. Результаты имитационного моделирования
Выводы
Глава 5. Техникоэкономическое обоснование основных
параметров ветродизельной установки
5.1. Методика оценки экономической эффективности использования ветродизельной установки
5.2. Определение оптимальной площади ветроколеса ветроустановки
для получения электрической и тепловой энергии
5.3. Исследование режимов работы ветродизельной установки в
условиях Южного Урала.
5.4. Методика выбора комбинированной ветродизельной установки
Выводы
Основные выводы.
Список литературы


Под оптимальной понимают такую систему электроснабжения, которая с минимальными затратами обеспечивает потребителей энергией при удовлетворении определенных требований к ее качеству и надежности электроснабжения []. Современное сельское хозяйство является крупным потребителем топливно-энергетических ресурсов, которые расходуются в значительных количествах на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых, общественных и производственных зданий, а также на технологическое теплоснабжение животноводческих (птицеводческих) ферм и комплексов, сооружений защищенного грунта, ремонтных мастерских и предприятий по переработке и хранению сельскохозяйственной продукции. Потребление теплоты в сельском хозяйстве характеризуется низкой плотностью тепловых нагрузок, преобладанием теплового потребления жилого сектора, которое достигает % от общего потребления тепловой энергии в сельском хозяйстве. Расчетные тепловые мощности потребителей тепловой энергии определяют на основании проектов систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологического теплоснабжения зданий и объектов []. Потребителей тепловой энергии в сельском хозяйстве можно разделить на две группы: производственные и коммунально-бытовые. Обе группы потребляют теплоту для отопления, подогрева поступающего наружного воздуха (вентиляции) и горячего водоснабжения. Причем потребляемая тепловая мощность и закономерности се применения зависят от климатических условий. Выбор системы теплоснабжения зависит от особенностей сельскохозяйственного теплоснабжения [3]. Системы теплоснабжения характеризуются протяженностью передачи теплоты и числом потреби гелей. Различают местные и централизованные системы теплоснабжения. Местными называют системы теплоснабжения, в которых составные элементы (источник теплоты, трубопроводы и системы теплопотреблен и я с нагревательными приборами) объединены и расположены в одном здании или находятся в смежных помещениях. Местные системы теплоснабжения применяют в индивидуальных и гражданских объектах или на небольших промышленных предприятиях. Для централизованной системы теплоснабжения характерно то, что от одного источника теплота подается для многих зданий. Системы центрального теплоснабжения разделяют на районное теплоснабжение и на теплофикацию. При районном теплоснабжении источником тепловой энергии служит районная котельная, а при теплофикации - ТЭЦ (теплоэлектроцентраль). Сельское теплопотребление осуществляется, как правило, от местного источника теплоснабжения или от районной котельной [3]. Современное состояние тепловых сетей и источников теплоты не позволяет эффективно осуществлять теплоснабжение сельскохозяйственных потребителей. В сельском хозяйстве подлежат реконструкции порядка % тепловых сетей. Большинство котельных характеризуется значительным износом оборудования, вследствие этого снижение выработки тепловой энергии достигает - %, перерасход топлива и электроэнергии - - % []. Таким образом, в настоящее время используются разнообразные источники электрической и тепловой энергии. Для автономных сельскохозяйственных потребителей, ввиду их удаленности от централизованных энергосетей, выбор ограничен автономными источниками электроэнергии и местными системами теплоснабжения. При этом должны удовлетворяться предъявляемые требования по качеству, надежности и экономичности энергоснабжения. В качестве автономных источников электроэнергии широко используются дизельные электростанции (ДЭС) ввиду достаточно большого ресурса выработки энергии, доступности топлива, широкого типоразмерного ряда. При всей разветвленности централизованной энергосистемы еще значительные территории получают питание от электростанций небольшой мощности. По данным Управления научно-технического прогресса Минэнерго РФ, % территории России с населением млн человек не охвачено системой централизованного энергоснабжения []. Энергоснабжение этих территорий производится в основном от дизельных электростанций различной мощности. Большая часть энергии расходуется на бытовые нужды населения и производство низкопотенциального тепла. В большинстве малых населенных пунктов практикуется подача энергии только утром и вечером. Использование ДЭС в таких местах не превышает 1,5 тыс.