Дипломная работа (ВКР) — бакалавр, специалист на тему Расчет ветрогенераторной установки для питания маяка «Ламанон», мощностью 20 кВт

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ. 7

1.   ОБЩАЯ ЧАСТЬ. 9

1.1. Сравнительный анализ альтернативных
источников. Преимущества и недостатки по сравнению с традиционными источниками
энергии. 9

1.2. Обзор
альтернативных источников энергии. 10 1.3. Принцип работы ветроэнергетической
установки. 21

2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ. 31

2.1. Расчет пиковой мощности ВЭУ и среднесуточное
потребление энергии потребителями. 31

2.2. Определение номинальной мощности ВЭУ.. 34

2.3. Расчёт площади, занимаемой ВЭУ.. 35

2.4.
Аэродинамическая мощность. 36

2.5. Расчет
параметров лопастей ротора ВЭУ.. 36

2.6. Выбор
типа инвертора ВЭУ.. 38

2.7. Расчет
емкости блока аккумуляторов. 42

2.8. Выбор
кабельных линий. 44

2.9. Проверка
кабелей по потери напряжения. 48

2.10.
Автоматический ввод резерва. 50

3. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ. 52

3.1. Расчет
себестоимости установки. 52 3.2. Расчет срока окупаемости…………………………………………………53

3.3. Расчет
коэффициента использования установленной мощности. 54

4. МОНТАЖ.. 56

4.1. Монтаж
ветрогенератора. 56

4.2. Общие
правила безопасности при монтаже ветроэнергетической установки. 57

5. ОХРАНА ТРУДА.. 61

5.1. Анализ
условий труда, опасности на проектируемом объекте. 61

5.2.
Электробезопасность. 61

5.3. Молния
защита. 63

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 66

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.. 67

Приложение 1. 71

Приложение 2. 72

Приложение 3. 73

Введение:

С развитием медицины и улучшением качества жизни
человека основной проблемой современного мира является стремительный рост
населения планеты. В результате чего прямо пропорционально растет число
производств для обеспечения нужд человечества, что в свою очередь увеличивает
потребление электроэнергии. При этом постройка новых электростанций занимает
значительные вложения средств и времени. Столкнувшись с данной проблемой
правительства всех стран, обратили свой взор на возобновляемые источники
энергии и их применение на производствах для снижения энергозатрат, а так же
снижения себестоимости продукции.

Для стимуляции производств в развитии и внедрении
новых технологий, а так же снижения вредоносных выбросов от классических
электростанций, правительство нашей страны приняло программу «Энергосбережение
и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года». Основными
тезисами данной программы стали: повсеместное использование возобновляемых
источников энергетических ресурсов, рациональное использование энергетических
ресурсов, снижение потребления энергетических ресурсов.

К энергетическим ресурсам относится вода, пар, бензин,
электроэнергия и другое. Особое внимание обращают именно на электроэнергию. Это
связано с тем, что на ее выработку уходит самое большое количество сжигаемого
топлива, а также, для ее передачи используются линии электропередач. Данные
линии электропередачи имеют ограниченную пропускную способность. Для того чтобы
увеличить пропускную способность данных линий, по средствам их замены на
большее сечение либо прокладку дополнительных линий, потребуются колоссальные средства,
которыми, по словам нашего Правительства, наша страна не обладает. В настоящее время достаточно современных
технологических средств для реализации данного плана. Для модернизации или
установки нового оборудования для замены существующей энергосистемы, на
отдельных ее частях, а также чтобы данная система была наиболее эффективна,
необходимо уметь, правильно ее рассчитать и подобрать исходное оборудование.
Для правильного составления технического задания на поставку оборудования
необходимо провести ряд расчетов.

Тема этой выпускной квалификационной
работы-«Расчет ветрогенераторной установки для питания маяка «Ламанон»,
мощностью 20 кВт».

Маяк «Ламанон» и поселок для обслуживающего
персонала, расположены на одноименном мысе, на западном побережье острова
Сахалин. Удаленность от питающего центра, ПС-110 кВ «Углегорская», 60
километров. Малая мощность электроустановки-20 кВт; большие потери напряжения
из-за большой протяженности линии; труднодоступность, для обслуживания линии, в
зимний период-обуславливают отсутствие централизованного электроснабжения. В
данное время маяк и поселок обеспечивается электроэнергией от дизельной
электростанции, топливо для которой доставляется, в летнее время, по морю.

Цель квалификационной работы: подобрать
ветрогенератор и произвести замену энергетической сети под выбранный
ветрогенератор в замен существующей дизель-генераторной установки.

Практическая значимость данного проекта
— возможность использования подобранного оборудования для модернизации и замены
изношенного оборудования маяка, в качестве альтернативного источника
электропитания.

Заключение:

В первом разделе пояснительной записки
произведен анализ альтернативных источников электроэнергии и обоснование выбора
для проекта ветроэнергетической установки. Во второй части пояснительной записки были
произведены расчеты ветроэнергетической установки, в результате которой было
найдено оптимальное решение по выбору оборудования, а также, рассчитаны
конструкторские размеры ветроколеса и дополнительного оборудования. В третьей части пояснительной записки была
рассчитана себестоимость установки, ее закупочной стоимости, срок окупаемости.
По результатам данных расчётов следует сделать вывод, что данный проект имеет
место быть не только по доступным затратам на закупку установки, но и так же
из-за малого времени окупаемости. Уделено внимание вопросам охраны труда и
техники безопасности при эксплуатации электрооборудования и электрических
сетей. Так же была рассчитана молниезащита,
выбраны кабельные линии электрических сетей, их защиты.

Фрагмент текста работы:

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ 1.1. Сравнительный анализ альтернативных
источников. Преимущества и недостатки по сравнению с традиционными источниками
энергии Возобновляемые источники энергии
— это виды энергии, которые непрерывно возобновляются в биосфере Земли. К таким
источникам энергии можно отнести: энергия солнца, ветра, воды, геотермальные
источники и другое.

К основным преимуществам ВИЭ по
отношению к традиционным источникам энергии относится тот факт, что для
использования данного вида энергии не требуется сжигать топливо, которое мало
того несет под собой затраты на его закупку либо добычу, но сильно зависит от
внешних факторов. К таким факторам можно отнести: курс доллара, ситуацию на
внешнем рынке, поставки, санкции и другое.

Так же к одному из достоинств
НВИЭ-электростанций можно отнести легкость в полной автоматизации
технологического процесса, что практически невозможно при добыче электроэнергии
в традиционных электростанциях, где всегда находятся операторы и обслуживающий
персонал [30].

К недостаткам
НВИЭ-электростанций можно отнести низкую плотность энергии. Так, для ветровых,
солнечных, геотермальных установок характерны плотности энергии менее 1 кВт/м2,
тогда как в современных котлах и ядерных реакторах достигаются в тысячу раз
большие плотности теплового потока. А так же большие затраты металла на их
производство, большие территориальные площади под их установку (это связано со
значительными габаритами самих установок).