Статья:

Комбинированное использование дизель-генераторной установки и ветрогенератора

Конференция: I Студенческая международная научно-практическая конференция «Технические и математические науки. Студенческий научный форум»

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: 16.10.2024)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

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.