Статья:
Комбинированное использование дизель-генераторной установки и ветрогенератора
Секция: Технические науки
Выходные данные
Хамитов Д.А. Комбинированное использование дизель-генераторной установки и ветрогенератора // Технические и математические науки. Студенческий научный форум: электр. сб. ст. по мат. I междунар. студ. науч.-практ. конф. № 1(1). URL: https://nauchforum.ru/archive/SNF_tech/1(1).pdf (дата обращения: 19.04.2024)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Мне нравится0
Дипломы
лауреатов
лауреатов
Сертификаты
участников
участников
Дипломы
лауреатов
лауреатов
Сертификаты
участников
участников
I Студенческая международная научно-практическая конференция «Технические и математические науки. Студенческий научный форум»
Комбинированное использование дизель-генераторной установки и ветрогенератора
Хамитов Даулет Айтбекович
студент, Костанайский социально-технический университет им. З. Алдамжар, Казахстан , г. Костанай
Курьерова Марина Петровна
научный руководитель, старший преподаватель кафедры «Транспорт и технологии»,
Костанайский социально-технический университет им. З. Алдамжар, Казахстан, г. Костанай
Этот вариант представляет собой электроснабжение предприятия, основным источником питания которого будет дизель-генераторная установка.
В пиковые часы покрывать потребление будет ветрогенератор мощностью 10 кВт, в качестве резервного питания примем аккумуляторные батареи.
Выбор дизельной электростанции в качестве основного источника питания.
Дизель-генераторную установку выберем по средней потребляемой нагрузке. Летом нагрузка составляет - 4,32 кВт * ч, зимой -4,67 кВт * ч.
Соответственно, выберем дизель-генераторную установку SDMO T9HK, чьи основные параметры приведены в таблице ниже.
Таблица 1.
Общие данные SDMO T9HK
|
Параметр |
Значение |
|
Производитель |
SDMO (Франция) |
|
Модель |
Т9НК |
|
Максимальная мощность |
9 кВА /7 кВт |
|
Номинальная мощность |
8 кВА /7 кВт |
|
Базовая мощность |
7 кВА /5 кВт |
|
Максимальная сила тока, А |
13 |
|
Номинальный ток в основном режиме, А |
12 |
|
Напряжение,В |
220/380 |
|
Уровень шума, дБ |
78 |
Таблица 2.
Двигатель
|
Параметр |
Значение |
|
Производитель двигателя |
Mitsubishi (Япония) |
|
Модель двигателя |
1,2 Е |
|
Количество и расположение цилиндров |
двурядное |
|
Максимальная мощность двигателя, кВт |
9,68 |
|
Частота вращения, об/мин |
3000 |
|
Тип охлаждения |
воздушное |
|
Объем двигателя, л |
0,64 |
|
Объем масляной системы, л |
2,4 |
|
Удельный расход топлива, л/кВт*ч |
0,529 |
|
Расход топлива при 100% нагрузке, л/час |
3,5 |
|
Расход топлива при 75 % нагрузке, л/час |
2,6 |
|
Расход топлива при 50 % нагрузке, л/час |
1,7 |
Также в данной таблице выражены данные по расходу топлива в зависимости от загрузки двигателя. Более точные данные показаны на графике рисунка 2. Верхняя прямая относится к выбранной установке.
Рисунок 1. График расхода топлива
В таблице 3 записаны габариты установки открытого исполнения.
Таблица 3.
Габариты и вес (открытое исполнение)
|
Параметр |
Значение |
|
Габариты, мм |
1220х700х922 |
|
Емкость бака, л |
50 |
|
Максимальная автономия (при нагрузке 100 %), ч |
14,4 |
|
Максимальная автономия (при нагрузке 75 %), ч |
19,2 |
|
Максимальная автономия (при нагрузке 50 %), ч |
28,8 |
|
Масса, кг |
240 |
Максимальное число часов автономной работы установки в зависимости от загрузки были отражены в таблице 3. Более точные данные показаны на рисунке 4, где нижняя кривая относится к выбранной установке.
Рисунок 2. График зависимости времени автономной работы ДГУ от нагрузки
Закончив описание дизель-генераторной установки перейдем к расчету ветрового потока.
Дизель-генераторная установка будет работать постоянно и покрывать основную потребность в электроэнергии. На рисунке 3 представлен график потребления электроэнергии зимой и работа дизельной электростанции. Видно, что в пиковые часы появляется нехватка энергии, которую будет покрывать ветрогенератор.
Рисунок 3. Потребление зимой и мощность ДГУ
Для расчета энергии ветрового потока воспользуемся значениями базы данных по ветропотенциалу для Костанайской области в зимнее время. Выбрали среднестатистический зимний день и рассчитали среднюю скорость ветра в каждый час суток. Данные отражены в таблице 4.
Таблица 4 .
Выработка электроэнергии в зимнее время
|
Время суток, час |
Скорость ветра, м/сек. |
Энергия ветра, Вт/м2 |
Мощность ветрогенератора, кВт |
|
1 |
14,73 |
19,528 |
32,81 |
|
2 |
13,18 |
1400,95 |
23,54 |
|
3 |
11,02 |
819,45 |
13,77 |
|
4 |
9,39 |
506,3 |
8,51 |
|
5 |
8,47 |
372,19 |
6,25 |
|
6 |
6,85 |
196,8 |
3,31 |
|
7 |
7,73 |
282,35 |
4,74 |
|
8 |
6,15 |
142,01 |
2,39 |
|
9 |
5,66 |
111,04 |
1,87 |
|
10 |
1,83 |
3,75 |
0,06 |
|
11 |
1,77 |
3,36 |
0,06 |
|
12 |
1,52 |
2,13 |
0,04 |
|
13 |
2,30 |
7,46 |
0,13 |
|
14 |
2,58 |
10,46 |
0,18 |
|
15 |
3,70 |
31,01 |
0,52 |
|
16 |
4,88 |
70,98 |
1,19 |
|
17 |
5,22 |
86,88 |
1,46 |
|
18 |
6,43 |
162,9 |
2,74 |
|
19 |
5,92 |
127,15 |
2,14 |
|
20 |
6,06 |
135,76 |
2,28 |
|
21 |
7,79 |
289,58 |
4,86 |
|
22 |
11,57 |
948,13 |
15,93 |
|
23 |
12,33 |
1147,03 |
19,27 |
|
24 |
12,45 |
1180,2 |
19,83 |
Из таблицы 4 возьмем значения выработки электроэнергии ветрогенератором и занесем данные в пятый столбец таблицы 5.
Таблица 5.
Нехватка электроэнергии зимой
|
Время суток, час |
Дизель, кВт |
Потребление, кВт |
Дизель-потребность |
Ветрогенератор, кВт |
Нехватка, кВт |
|
1 |
5 |
1,328 |
3,672 |
32,81 |
- |
|
2 |
5 |
1,328 |
3,672 |
23,54 |
- |
|
3 |
5 |
1,328 |
3,672 |
13,77 |
- |
|
4 |
5 |
1,328 |
3,672 |
8,51 |
- |
|
5 |
5 |
1,328 |
3,672 |
6,25 |
- |
|
6 |
5 |
1,328 |
3,672 |
3,31 |
- |
|
7 |
5 |
9,328 |
-4,328 |
4,74 |
- |
|
8 |
5 |
10,231 |
-5,231 |
2,39 |
-2,85 |
|
9 |
5 |
6,231 |
-1,231 |
3,46 |
- |
|
10 |
5 |
1,328 |
3,672 |
3,04 |
- |
|
11 |
5 |
1,328 |
3,672 |
4,01 |
- |
|
12 |
5 |
1,328 |
3,672 |
4,42 |
- |
|
13 |
5 |
1,328 |
3,672 |
4,34 |
- |
|
14 |
5 |
1,328 |
3,672 |
3,65 |
- |
|
15 |
5 |
1,328 |
3,672 |
2,78 |
- |
|
16 |
5 |
1,328 |
3,672 |
1,19 |
- |
|
17 |
5 |
1,328 |
3,672 |
1,46 |
- |
|
18 |
5 |
6,656 |
-1,656 |
2,74 |
- |
|
19 |
5 |
10,231 |
-5,231 |
2,14 |
-3,09 |
|
20 |
5 |
20,671 |
-15,671 |
2,28 |
-13,39 |
|
21 |
5 |
15,096 |
-10,096 |
4,86 |
-5,23 |
|
22 |
5 |
8,432 |
-3,432 |
15,93 |
- |
|
23 |
5 |
5,328 |
-0,328 |
19,27 |
- |
|
24 |
5 |
1,328 |
3,672 |
19,83 |
- |
|
Итого |
-47,204 |
Итого |
-24,56 |
||
Зимой в пиковые часы (8, 19, 20, 21) потребность в электроэнергии выше вырабатываемой мощности дизель-генераторной установкой и ветрогенератора. Поэтому в качестве резервного источника питания возьмем аккумуляторные батареи, накапливающие в течение суток электроэнергию, вырабатываемую ветрогенератором.
Заключение: Этот вариант электроснабжения представляет собой комбинированную работу дизель-генераторной установки и ветрогенератора.
Плюсом данного варианта является наличие надежного бесперебойного источника питания – дизель-генераторная установка. Однако, установка претерпевает постоянные изменения с нагрузкой, поэтому снижается ее эксплуатационный срок. К плюсам также можно отнести использование ветрогенератора в качестве резервного источника питания, но нестабильный ветер вынуждает использовать аккумуляторные батареи.
Список литературы:
1. Голицын М.В., Голицын А.М., Пронина Н.В. Альтернативные энергоносители. – М.: Наука, 2004. C.159.
2. Тауд Р. Перспективы развития тепловых электростанций на органическом топливе // Теплоэнергетика. 2000. № 2. С. 68–72.
3. Дубовской С.В. Состояние и перспективы развития комбинированного производства электрической и тепловой энергии в странах Европейского Союза // Проблемы общей энергетики. 2004. № 10. С.12.
