Методы и средства повышения качества функционирования ветроэнергетических установок в растениеводстве

• Автор: Кутепов, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 195 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования

1.1. Состояние возобновляемой энергетики за рубежом и России

1.1.1. Основные направления развития ветроэнергетики

1.1.2. Конструкции существующих типов ВЭУ.

1.2. Перспективы использования ВЭУ для водоснабжения и орошения в условиях Челябинской области

1.3. Показатели качества функционирования ВЭУ в условиях эксплуатации

1.4. Выводы и задачи исследования.

Глава 2. Теоретические предпосылки повышения качества функционирования ветроэнергетических установок в растениеводстве.

2.1. Экономический кри терий качества функционирования ВЭУ

2.2. Взаимосвязь надежности и экономических показателей качества функционирования ВЭУ.
2.3. Модель надежности ВЭУ
2.4. Целевая функция оп тимизации времени восстановления работоспособного состоянии ВЭУ.
2.5. Выводы.
Глава 3. Методика экспериментальных исследований
3.1. Методика планирования объема восстановительных работ для повышения качества функционирования ВЭУ.
3.1.1. Методика оценки интенсивностей отказов и восстановлений элементов ВЭУ.
3.1.2. Методика оценки времени восстановления работоспособного состояния ВЭУ.
3.1.3. Методика оценки параметров целевой функции.
3.1.4. Методика оценки распределения скорости ветра и аккумулирующей емкости в условиях Челябинской емкости
3.1.5. Методика оценки уровенного режима подземных вод зоны интенсивного
водообмена.
3.1.5.1 Характеристика режима подземных вод зоны интенсивного водообмена для целей водоснабжения
3.1.5.2 Прогноз режима колебаний уровня подземных вод
3.2. Методики разработки и испытаний технических средств для повышения качества функционирования ВЭУ
3.2.1. Методика оценки мощности электронасоса
3.2.2. Разработка функциональной схемы ВЭУ
3.2.3. Разработка принципиальной электрической схемы инвертора для повышения эффективности ВЭУ.
3.2.4. Методика оценки энергетических характеристик ВЭУ и инвертора
совместно с элсктронасосной установкой
3.3. Выводы.
Глава 4. Результаты экспериментальных исследований и их анализ.
4.1. Результаты оптимизации объема восстановительных работ по повышению качества функционирования ВЭУ.
4.1.1. Результаты оценки интенсивностей отказов и восстановлений элементов ВЭУ.
4.1.2. Результаты оценки коэффициента готовности базовой ВЭУ
4.1.3. Результаты оценки базового времени восстановления работоспособного состояния ВЭУ.
4.1.4. Результаты оценки параметров целевой функции оптимизации времени восстановления работоспособного состояния ВЭУ.
4.1.5. Количественная оценка оптимизированного значения времени восстановления работоспособного состояния ВЭУ в конкретных условиях растениеводства
4.1.6. Результаты оценки параметров распределения скорости ветра и аккумулирующей емкости в условиях Челябинской области.
4.1.7. Результаты оценки уровенного режима подземных вод зоны интенсивного
водообмена
4.2. Результаты разработки и исследований предлагаемых технических средств для повышения качества функционирования ВЭУ.
4.2.1. Результаты оценки мощности электронасоса.
4.2.2. Результаты оценки энергетических характеристик ВЭУ и инвертора
совместно с насосной установкой.
4.3. Выводы.
Глава 5. Экономическая эффективность повышения качества функционирования ВЭУ.
5.1. Экономическая эффективность внедрения инвертора
5.2. Определение эффекта от оптимизации времени восстановления работоспособного состояния ВЭУ в растениеводстве.
5.3. Совокупный экономический эффект от оптимизации времени восстановления работоспособного состояния ВЭУ и внедрения инвертора
5.4. Выводы.
Общие выводы
Литература


На германском рынке неизменно ведущие позиции занимает . Фирмы Дания, V Германия и i Дания удерживают ,8 мирового рынка. Индийская фирма впервые вошла в первую десятку крупнейших производителей ВУЭ. Наиболее развитую промышленность имеют Дания, США, Германия, Нидерланды. Серийное производство ВЭУ большой и малой мощности организовано также в Нидерландах, Великобритании, Италии, Испании и в ряде других стран. В производстве ВЭУ, предназначенных для заряда аккумуляторных батарей, лидирует Китай. По развитию ветроэнергетики кроме названных стран и по объему экспорта ВЭУ выделяются страны как Италия, Япония, Индия, Тайвань, Турция, Бразилия, Португалия, Бельгия 3. Основу мировой ветроэнергетики сейчас составляют ВЭУ, работающие на сети энергосистем. Их доля составляет от суммарной мощности действующего ветроэнергетического парка, которая на сегодняшний день по оценкам 8 составляет более ГВт. Это объясняется тем, что параллельная работа ВЭУ с энергосистемой не требует применения аккумулирующих устройств и резервных источников питания, удорожающих стоимость комплекта оборудования не менее чем в два раза. Направление развития ветроэнергетики связанное с созданием ВЭС большой мощности было выбрано в конце х, начала х г. Дания, Швеция, Германия, США и Россия. Первая в мире ВЭС мощностью 0 кВт работающая параллельно с сетью была построена в г. Крыму недалеко от г. Севастополя 7. За последние лет резко увеличились размеры и мощность ветряных турбин. Ранее мощность ветротурбин составляла около кВт при диаметре лопастей ,6 м, установки с такими турбинами эксплуатируются в Дании и сегодня. Современные, широко распространенные турбины, имеют мощность около 0 кВт и диаметр ротора м . С ростом мощности за последние лет экономичность ВЭУ улучшилась в 5 раз, сегодня они могут конкурировать с тепловой и атомной энергетикой. Эффективность ветроустановки сильно зависит от интенсивности ветра на месте установки, мощность ветряной турбины зависит от скорости ветра в третьей степени. В связи с этим новым направлением является размещение ВЭУ на морских побережьях, где постоянно дует ветер. Резкий рост мощности ВЭУ, внедрение новых технологий при строительстве на шельфе, особенно фундаментов, указывают на конкурентоспособность шельфовых ВЭС и целесообразность их строительства. В г. ЕС было проведено обследование северной прибрежной зоны с целью выявления возможностей строительства ВЭС на морском шельфе. Полученные результаты показали, что возможность строительства ВЭУ на шельфе Балтийского моря выше, чем в Северном море . К голу Германия планирует построить здесь первый немецкий оффшорный парк в составе ВЭУ классов 3,5 и 5 МВт. Он будет насчитывать четыре тысячи установок суммарной мощностью 0 МВт 8. С г. Нидерландах, Дании и Швеции вблизи морских берегов установлено встрогенсраторов ВГ общей мощность примерно МВт. Только в одной Дании мощность прибрежных ВЭС может превысить МВт. В мае г. ВЭС i на шельфе гавани близ Копенгагена с ВГ по 2МВт. Датским правительством принята программа ввода сооружения к г. МВт ВЭС, к г. МВт, а г. МВт 4, 5. До конца г. Европы были построены и введены в строй ВЭС 4 ВЭС в Швеции , i, , , 3 в Дании Vi, , i, 2 в Нидерландах , , 1 в Великобритании . Общая установленная мощность ВЭС составила ,8 МВт. Вообще в развитии шельфовых ВЭС прослеживаются 2 фазы с до г. ВЭС строились вблизи от побережья и оборудовались ВЭУ, спроектированными для работы в наземных условиях, по сути, вторым поколением шельфовых ВЭУ стали ВЭУ, построенные с начала г. ВЭС и их эксплуатации 0. Наиболее благоприятные возможности для сооружений ВЭС существуют в Великобритании. В течение лишь одного года в 1ом км от гавани Блайт, у восточного побережья Великобритании, была построена ВЭС с двумя ВЭУ мощностью по 2МВт. В году планировалось строительство новых групп ВЭУ на шельфе в различных местах в Великобритании. Эти ii ВЭУ рассчитаны на суммарную мощность МВт, достаточную чтобы снабдить электроэнергией 1,1 млн. Они в 4 раза увеличат мощность ВЭУ в стране и на 4, млн. С 1.