Предмет: проектування.
Тип роботи: дипломна, магістерська.
Об'єм роботи: 63 сторінок А4
Унікальність тексту: 86%
Енергетика є матеріальною основою виживання та економічного розвитку, але, як світова економіка продовжує, розвиток високошвидкісних, нестача енергії, забруднення навколишнього середовища, екологічної деградації та інші проблеми поступово поглиблюється, енергопостачання та попит стає більш помітним. Справжнє основне світове споживання енергії є викопним ресурсом, де кілька країн, наприклад, Китай, на основі вугілля, більшість інших країн засновані на нафті та газі.
ЗМІСТ
Вступ
Розділ 1. Теоретичний огляд системи контролю параметрів сонячних панелей
1.1 Особливості роботи кремнієвих сонячних панелей
1.2 Характеристика кремнієвих сонячних панелей
1.3 Імітатор освітлення сонячного випромінювання
1.4 Особливості призначення сонячного трекера
Розділ 2. Система контролю параметрів сонячних панелей
2.1 Сонячний трекер для фототермогенератора селективного випромінювання
2.2 Вибір апаратної реалізації
2.3 Вибір типів та пристроїв захисту
2.4 Планування та розрахунок аварійних режимів
2.5 Дистанційний захист
2.6 Токове відсічення
2.7 Токовий спрямований ступінчастий захист нульової послідовності
2.8 Газовий захист трансформатора
Розділ 3. Розрахунок економічної ефективності науково-технічного проекту
3.1 Обґрунтування проведення робіт
3.2 Оцінка комерційного потенціалу та перспективності проекту з позиції ресурсоефективності та ресурсозбереження
3.2.1. Потенційні споживачі результатів роботи
3.2.2 Аналіз конкурентних технічних рішень
3.3 Розрахунок собівартості трекера
3.3.1 Опис виробництва
3.3.2 Структура собівартості
2.4 Ефективність застосування систем
Висновки
Список використаної літератури
Додаток 1
Вступ
Енергетика є матеріальною основою виживання та економічного розвитку, але, як світова економіка продовжує, розвиток високошвидкісних, нестача енергії, забруднення навколишнього середовища, екологічної деградації та інші проблеми поступово поглиблюється, енергопостачання та попит стає більш помітним. Справжнє основне світове споживання енергії є викопним ресурсом, де кілька країн, наприклад, Китай, на основі вугілля, більшість інших країн засновані на нафті та газі. Експерт прогнозує, за такою швидкістю витрачання ресурсів, нафта та газ можуть підтримувати лише менше півстоліття, вугілля триватиме лише дванадцять років. Тому незалежно від того, якого роду традиційної енергетичної структури, енергетична криза з обмеженими ресурсами, що стоять перед людством, стають все більш серйозними.
У сьогоднішній день брак енергії, забруднення навколишнього середовища поступово збільшується, в такій ситуації сонячна енергетика стає більш актуальною для подолання кризи ресурсів. Тому поліпшення методів вимірювання параметрів сонячних елементів є ключовим фактором під час досліджень та виробництва сонячних елементів. З розвитком Інтернету речей, одним із перспективних напрямків розвитку вимірювальною технікою є створення пристрою вимірювання за допомогою мінікомп'ютера.
Пошук достатніх запасів чистої енергії для майбутнього є однією з найскладніших завдань суспільства. Альтернативні поновлювані джерела енергії, такі як сонячна енергія, можуть задовольнити великі потреби людини в енергії. Сонячна енергія - це енергія, що отримується від сонячних променів в формі тепла і електрики. Ця енергія необхідна для всього життя на Землі. Це поновлюваний ресурс, який є чистим, економічним і з меншим рівнем забруднення в порівнянні з іншими ресурсами і енергією [1]. Тому сонячна енергія швидко здобуває популярність як важливий засіб розширення поновлюваних джерел енергії.
Покриття 0,16% землі за допомогою 10% ефективних систем перетворення сонячної енергії забезпечить 20 ТВт електроенергії, що майже вдвічі перевищує світовий рівень споживаної викопної енергії.
Безпосереднє перетворення сонячного світла в електрику здійснюється за допомогою сонячних батарей. Народження сучасної ери сонячних батарей PV відбулося в 1954 році, коли D. Chapin, C. Fuller і G. Pearson в Bell Labs продемонстрували сонячні елементи на основі p - n-переходів в монокристалах Si з ККД 5-6%.
В даний час популярність сонячної енергії в поєднанні зі зменшенням вартості за піковий ват мають прямий вплив на збільшення частки використання сонячної енергетики в житловому секторі. Але це все ще дуже дорого в порівнянні з тим, що електроенергетична компанія стягує за кіловат- годину [1]. Крім того, великі сонячні панелі потребують ідеальної стаціонарної установки, щоб отримати максимум сонячного світла і споживати багато енергії, щоб повертатися вліво або вправо навколо однієї осі кожну годину або близько того. Щоб отримати ефективну систему сонячного трекера, використовується одна невелика сонячна панель, щоб отримати графічні дані про становище Сонця при його виявленні і відправити ці дані на великі панелі.
Ця система може бути встановлена в будь-якій точці світу, не знаючи напрямку сонця і пори року.
Максимізація вихідної потужності сонячної системи бажана для підвищення ефективності. Щоб максимізувати вихідну потужність сонячних батарей, необхідно тримати панелі вирівняними по відношенню до сонця. Це безперечно економічно вигідніше рішення, ніж покупка додаткових сонячних панелей. Було підраховано, що вихід від сонячних батарей може бути збільшений на 30-60% за рахунок використання системи стеження замість стаціонарного масиву.
Робота полягає у розгляді та аналізі сонячних панелей та системи контролю її параметрів, основних характеристик, графіків генерації, виявленні сильних та слабких аспектів, її актуальності для України. У роботі розглянуто проект оснащення сонячних панелей сонячними трекерами, які зараз реалізуються. Розраховано економічну ефективність від результатів впровадження. Спроектовано та розраховано захисту трансформатора та лінії 110кВ від сонячної електростанції. Розраховано окупність сонячної електростанції відповідно до тарифів, що діють на території України.
Мета роботи - аналіз та розрахунок ефективності сонячних панелей, розробка пропозицій щодо оптимізації її роботи, розрахунок системи контролю параметрів сонячних панелей.
У роботі використовувалися програмні комплекси Mathcad, Microsoft Office.
Область застосування результатів роботи поширюється також і на інші сонячні електростанції, що вводяться в експлуатацію, на території України.
Висновки
У ході виконання роботи було проведено дослідження основних методів та засоби сонячних батарей. Також була розроблена принципова електрична схема та розведена друкована плата електронного навантаження. Виготовлено екмпрес-вимірювач параметрів сонячних батарей. Вивчено мінікомп'ютер та його програмування.
У даній роботі наведено вимірювання та розрахунку параметрів сонячних батарей, зареєстрованих різними способами: на основі SoC систем, а також проведено порівняння з вимірюванням на основі плати збору даних.
У даній роботі розглянута система контролю параметрів сонячної електростанція потужністю 10МВт.
За підсумками роботи:
• Досліджено основні характеристики, особливості та недоліки СЕС;
• Виявлено проблеми різко нерівномірної добової генерації СЕС;
• Запропоновано та розібрано склад та особливості сонячного трекера, що продається компанією Solar Technic;
• Обґрунтовано ефективність сонячного трекера за рахунок вирівнювання генерації та її сукупного підвищення;
• Обґрунтовано економічну рентабельність введення сонячних трекерів на СЕС;
• Спроектовано захист трансформатора та лінії, що відходять від розглянутої СЕС.
У роботі розглянуто схему та призначення сонячного трекера на основі програмованого логічного контролера для найефективнішого використання сонячних панелей.
Таким чином, застосування сонячних трекерів дозволить підвищити генерацію СЕС, зменшивши перетікання електроенергії в систему в ранковий і вечірній час. При цьому не потрібно замінити або перерахувати обладнання на підвищені значення струму в мережі, так як на відміну від введення нових потужностей пікова генерація СЕС не зміниться, але підвищиться генерація в ранкові і вечірні години.
Спроектований захист лінії та трансформатора та розраховані для них уставки відповідають необхідному рівню надійності та задовольняють нормативні вимоги.
Список використаних джерел
1. Державна служба державної статистки URL: http://www.gks.uа
2. Схема та програма розвитку електроенергетики на 2017-2021 роки. Указ України, Голови Уряду Київської області від 23 червня 2016 року №178-у
3. За даними МЕА, сонячна енергетика - найшвидше зростаючий сегмент енергетичного ринку. Асоціація сонячної енергетики України. URL: http://pvr.uа/news/173/
4. Новини та аналітика: сонячна генерація обганяє вітер. Асоціація сонячної енергетики України. URL: http://pvr.uа/news/138/
5. Навчальний посібник для вузів. Віссаріонов В.І. Сонячна енергетика. В.І. Віссаріонов, Г.В. Дерюгіна, В.А. Кузнєцова. Херсон, 2018. 317с.
6. Державна служба з гідрометеорології та моніторингу навколишнього середовища. URL: http://meteo.uа
7. NASA Surface meteorology and Solar Energy – Location. Atmospheric Science Data Center. URL: https://eosweb.larc.nasa.gov/cgi-bin/sse/grid.cgi?email=skip@larc.nasa.gov
8. Перелік кваліфікованих генеруючих об'єктів, що функціонують на основі відновлюваних джерел енергії. Асоціація «НП Рада ринку» URL: http://www.np-sr.uа/market/vie/index.htm
9. Постанова Уряду України від 28.05.2013 N 449 (ред. від 28.02.2017) "Про механізм стимулювання використання поновлюваних джерел енергії на оптовому ринку електричної енергії та потужності". Консультант Плюс. URL: http://www.consultant.uа/document/cons_doc_LAW_146916/
10. Монографія. Лукутін Б.В. Відновлювана енергетика у децентралізованому електропостачанні. Б.В. Лукутін, О.А. Суржикова, Є.Б. Шандарова, Одеса, 2018, 231с.
11. Генерація та споживання в ОЕС Харкова. Системний оператор Єдиної енергетичної системи. URL: http://so-ups.uа/index.php?id=1178
12. Тарифи на електроенергію. Київ-ЕнергоЗбут. URL: https://www.altaiensb.com/for_people/tarifs/
13. Черненко О.М., Крюков П.В. Енергозбереження та мала сонячна енергетика для багатоквартирного будинку в умовах України. Сучасні проблеми науки та освіти. 2015. № 1-1. С. 289-289; URL: https://www.science-education.ru/uа/article/view?id=18855
14. Петрусєв А. С., Юрченко А. В. Ефективний спосіб збільшення потужності сонячних установок. Фізика. 2014, №. 2 (960). C. 4-8
15. Стаття/Юрченко О.В. Система стеження за сонцем для сонячної енергоустановки. О.В. Юрченко, М.В. Китаєва. А.В. Охорзіна. Ресурсоефективні технології для майбутніх поколінь, 2010. 11с.
16. Індекси зміни кошторисної вартості будівельно-монтажних робіт, індекси зміни кошторисної вартості проектних та розвідувальних робіт для будівництва. Консультант Плюс. URL: http://www.consultant.uа/document/cons_doc_LAW_39473/
17. Cиловий трансформатор масляний ТДН 10000-16000/110 У1 з РПН. ЕДК. URL: http://edk35.uа/catalog/transformator-tdn-10000-16000-110- u1-s-rpn/
18. Cиловий трансформатор ТМН-6300/110 - тольяттінський трансформатор. УкрЕнерго Холдинг. URL: http://www.rosenergoholding.uа/catalog/transformatorysilovie.html?podcatalog=6 8&product=1338
19. "Правила влаштування електроустановок (ПУЕ). Шосте видання" (затв. Головтехуправлінням, Держенергонаглядом Міненерго України 05.10.1979) (ред. Від 20.06.2013). Консультант Плюс. URL: http://www.consultant.uа/document/cons_doc_LAW_91911/
20. Пат. 2570484 Україна, МПК 2014.01, F24J2/42. Сонячна установка. Петрусєв А.С., Сарсікеєв Є.Ж., Ляпунов Д.Ю.; заявник та патентовласник Національний дослідний Київський політехнічний університет. №2014132483; заявл. 06.08.2014; опубл. 11.11.2015, 2 с
21. Каталог продукції: трекери. Компанія ЮСТ. URL: http://ust.su/solar/catalog/trackers/3120/
22. Мажтранс: Виробництво друкованих плат. Мажтранс. Виробнича фірма. URL: http://mazhtrans.tomsk.uа
23. Консультант Плюс: Про страхові внески до пенсійного фонду Російської Федерації, фонд соціального страхування України, державний фонд обов'язкового соціального страхування: держ. закон від 18.07.2019 N 212. Консультант Плюс: довідкова правова система. URL: https://www.consultant.uа/document/cons_doc_LAW_89925/
24. СанПіН 2.2.2/2.4.1340-03. Гігієнічні вимоги до персональних електронно-обчислювальних машин та організація роботи. Київ: МОЗ України, 2013.
25. ГОСТ 12.1.003-2014. Шум. Загальні вимоги до безпеки. Введіть. 2015-15-11. Текст. Запоріжжя: Вид-во стандартів, 2015. 27 c.
26. ГОСТ P 50923-96. Дисплеї. Робоче місце оператора. Загальні ергономічні вимоги та вимоги до виробничого середовища.
27. ГОСТ 12.1.002 - 84. Електричні поля промислової частоти. Допустимі рівні напруженості та вимоги до проведення контролю на робочих місцях. Введіть. 1986-01-01. Текст. Запоріжжя: Вид-во стандартів, 2019. 7 c.
28. СанПіН 2.2.4.548-96. Гігієнічні вимоги до мікроклімату виробничих приміщень. Тернопіль: МОЗ України, 2017.
29. ГОСТ 12.1.005-88. Загальні санітарно-гігієнічні вимоги до повітряної робочої зони. Херсон: Вид-во стандартів, 2019.
30. СанПіН 2.2.1./2.1.1.1278-03. Гігієнічні вимоги до природного, штучного та поєднаного освітлення житлових та громадських будівель. Херсон: МОЗ України, 2013.
31. Правила влаштування електроустановок. Усі діючі розділи шостого та сьомого видань зі змінами та доповненнями станом на 1 лютого 2014 р. Чернігів: КНОРУС, 2014, 488 с.
32. ГОСТ Р 22.0.02.-94. Безпека у надзвичайних ситуаціях. Терміни та визначення основних понять. Введіть. 2016-01-01. Текст. Чернігів: Вид-во стандартів, 2014. 16 с.
33. НПБ 105-03. Норми пожежної безпеки. Визначення категорій приміщень, будівель та зовнішніх установок із вибухопожежної та пожежної небезпеки.
34. ТОІ Р-45-084-01. Типова інструкція з охорони праці під час роботи на персональному комп'ютері. Миколаїв: Мін. України зі зв'язку та інформатизації, 2021.
35. БНіП 2.01.02-85. Протипожежні норми. Харків: ДЕРЖБУД, 2011.
36 "Основи законодавства України про охорону праці" (затв. ЗС України 06.08.1993 N 5600-1) (ред. Від 18.07.1995)
37. Віссаріонов В.І. Сонячна енергетика Методи розрахунків [та ін]. Київ: КЕІ, 2018. 317 с.
38. Дрексель Р. Спорудження сонячних колекторів для гарячої води: практичне керівництво/Р. Дрексель, Р. Гамісонія. Київ: Квітень, 2020. 28 с.
39. Харченко Н.В. Індивідуальні сонячні установки. Київ: Енергоатоміздат, 2011. 208 с.
Немає коментарів:
Дописати коментар