Платная доработка на тему Альтернативные источники питания в индивидуальном жилом строении.

Содержание:

Введение 3

1 Теоретический раздел 7

1.1 Проблемы применения традиционных источников питания 7

1.2 Перспективы применения альтернативных источников питания 16

2 Исследовательский раздел 22

2.1 Солнечная энергетика 22

2.2 Ветряная энергетика 41

2.3 Другие виды альтернативной энергетики 47

3. Проектный раздел 53

3.1 Расчет и выбор ветрогенератора 53

3.2 Расчет и выбор солнечных панелей 59

3.3 Расчет и выбор системы электроснабжения индивидуального жилого дома 66

Заключение 80

Список литературы 82

Введение:

В настоящее время большинство жилых домов на территории Российской Федерации подключены к электрическим сетям. Но не всех потребителей устраивает централизованное подключение к источникам энергии.

Постоянные кратковременные или долговременные отключения питания в сети, повышение цен на энергоносители, все это подталкивает население в сторону применения альтернативных источников питания в индивидуальном жилищном строительстве.

Учитывая простоту, доступность и огромный потенциал, солнечная энергетика одна из самых популярных направлений. Солнце является чистым и возобновляемым источником энергии. Солнечная энергия, является бесплатной и практически неисчерпаемой.

Энергия солнца используется для получения электричества и нагрева воды. К сожалению, в центральной полосе России количество солнечных теплых дней в году ограничено. И в темное время суток выработка электроэнергии солнечными панелями невозможно.

Ветровая электростанция. Важным условием для эффективной работы установки являются скорость и равномерность ветра. Скорость воздушного потока на высоте 10 метров от поверхности земли должна быть не менее 4-5 м/с. Эти данные сильно отличаются в различных регионах Российской Федерации и непосредственно влияют на рентабельность использования ветрогенераторов.

Издаваемый при работе установки гул и вибряция является серьезным аргументом против размещения его в непосредственной длизости от жулых построек. В связи с этим ветрогенераторы не получили широкого распространения в частном секторе.

Геотермальное отопление подразумивает использование теплового насоса с помощью которого возможно экономить на отоплении индивидуального жилищного строительства немалые средства. Принцип работа основан на цикле Карно. Трубы укладываются в грунт или на дно водоема и теплоноситель двигаясь по ним из за разницы температуры нагревается на несколько градусов.

Проходя через теплообменник теплоноситель отдает накопленное тепло хладагенту который перекачивается компрессором переходя в пар. Пар поставляется в конденсатор, отдает тепло теплоносителю дома, и охладившись, снова превращается в жидкость и поступает в теплообменник, где нагревается от новой порции нагретого теплоносителя. Цикл постоянно повторяется.

Хотя для работы теплового насоса и привод компрессора необходимо электричество, это выгодное устройство, поскольку тепла выдается в 3-5 раз больше, чем электроконвектор при одинаковом потреблении электроэнергии. Законы физики не нарушаются, ведь та энергия которой отапливается дом не производиться из электроэнергии, а «перекачивается» из окружающей среды, а вот на эту «перекачку» и нужна электроэнергия.

В рамках данной магистерской диссертации предлагается изучить и рассмотреть основные альтернативные источники питания, их энергетическую эффективность в сравнении с традиционными сетями. Провести экономическую оценку перехода на альтернативные источники питания.

Заключение:

В проделанной работе были решены следующие задачи:

1. Рассмотрены проблемы применения традиционных источников питания. Было показано, что одной из проблем использования традиционных источников энергии является ограниченность их запасов, что, в конце концов, приведет к полному истощению ископаемого топлива. Проблема настолько очевидна, что не нуждается в доказательстве.

2. Рассмотрены перспективы применения альтернативных источников питания. Альтернативные источники энергии – это любые источники, которые мы используем для дополнения или даже замены традиционных источников энергии, используемых для производства электроэнергии.

3. Была рассмотрена солнечная энергетика и ветрогенераторы, как альтернативные источники энергии.

4. Из результатов расчета ветрогенератора был сделан вывод о том, что для покрытия потребностей в мощности будет недостаточно ветрогенератора с диаметром лопастей, равной 10 м., так как в период с наименьшей скоростью ветра в июле, которая составляет 1,9 м/с, он будет вырабатывать в Московской области мощность, равную 131,92 Вт.ч.

5. Из результатов расчета солнечных панелей был сделан вывод о том, что, наибольший пик вырабатываемой энергии солнечными батареями выбранной марки приходится на май – июль. Он достигает максимального значения, которое составляет 3,46 кВт.ч.

6. Из результатов расчетов солнечных панелей и ветрогенератора был сделан вывод о том, что мощности солнечных панелей и ветрогенератора не достаточно для покрытия потребностей в электроэнергии рассматриваемого индивидуального жилого дома.

Для электроснабжения индивидуального жилого дома, рассматриваемого в данной работе, было решено

Фрагмент текста работы:

1 Теоретический раздел

1.1 Проблемы применения традиционных источников питания

Растущий мировой спрос на энергию, а также проблемы дефицита и воздействия на окружающую среду, связанные с традиционными источниками, лежат в основе очень вероятного энергетического кризиса в ближайшие два-три десятилетия. Нефть будет становиться все более дорогой и дефицитной, в то время как климатические последствия массового использования всех ископаемых видов топлива к тому времени будут отчетливо ощущаться.

В то же время срок полезного использования существующих ядерных установок подходит к концу. И неясно, особенно в Европе, будет ли энергия, которую они больше не будут давать после закрытия, даваться новыми атомными станциями.

В настоящее время мы не можем отказаться ни от каких существующих источников энергии. Они должны получить необходимые модификации для устранения или уменьшения их воздействия на окружающую среду, и должны быть добавлены новые источники, особенно возобновляемые.

Энергия является фундаментальной составляющей человеческой жизни. Нет ни одного промышленного, сельскохозяйственного, медицинского, домашнего или любого другого процесса, который не требовал бы определенного количества внешней энергии. Человек потребляет около 2500 килокалорий энергии в день в виде пищи.

Но в промышленно развитых странах среднесуточное количество дополнительной (экзосоматической) энергии, потребляемой при совокупной деятельности человека (производственной, бытовой, транспортной и др.), эквивалентно 125 000 килокалорий на человека. Это в пятьдесят раз больше, а в случае с США в сто раз больше. На самом деле существует сильная корреляция между индивидуальным потреблением энергии и благосостоянием различных обществ [1].