Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Обоснование параметров системы солнечного энерговодоснабжения индивидуальных потребителей (Для условий Мексики) Кортес Лилиана

Обоснование параметров системы солнечного энерговодоснабжения индивидуальных потребителей (Для условий Мексики)
<
Обоснование параметров системы солнечного энерговодоснабжения индивидуальных потребителей (Для условий Мексики) Обоснование параметров системы солнечного энерговодоснабжения индивидуальных потребителей (Для условий Мексики) Обоснование параметров системы солнечного энерговодоснабжения индивидуальных потребителей (Для условий Мексики) Обоснование параметров системы солнечного энерговодоснабжения индивидуальных потребителей (Для условий Мексики) Обоснование параметров системы солнечного энерговодоснабжения индивидуальных потребителей (Для условий Мексики) Обоснование параметров системы солнечного энерговодоснабжения индивидуальных потребителей (Для условий Мексики) Обоснование параметров системы солнечного энерговодоснабжения индивидуальных потребителей (Для условий Мексики) Обоснование параметров системы солнечного энерговодоснабжения индивидуальных потребителей (Для условий Мексики) Обоснование параметров системы солнечного энерговодоснабжения индивидуальных потребителей (Для условий Мексики)
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Кортес Лилиана. Обоснование параметров системы солнечного энерговодоснабжения индивидуальных потребителей (Для условий Мексики) : Дис. ... канд. техн. наук : 05.14.08 : Санкт-Петербург, 2004 143 c. РГБ ОД, 61:04-5/4181

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Современное состояние и перспективы развития нетрадиционных возобновляемых источников энергии в Мексике 9

1.1. Особенности развития возобновляемой энергетики в Мексике 10

1.2. Применение преобразователей солнечной энергии 17

1.3. Ресурсы солнечной энергии в Мексике на основании данных наблюдений. 21

1.4. Цели и задачи исследования 29

Глава 2. Расчет и моделирование прихода солнечной радиации на территорию Мексики . 31

2.1. Определение интенсивности солнечной радиации в условиях неполноты исходной информации 31

2.2. Обработка метеорологических данных солнечной радиации 42

2.2.1. Оценка среднемесячной прямой и диффузной компонентов по измеренной среднемесячной суммарной солнечной радиации . 43

2.2.2. Оценка прямой и диффузной компонентов солнечной радиации по измеренной суточной суммарной солнечной радиации 43

2.2.3. Определение часовых компонентов солнечной радиации на основе данных суточных компонентов 44

2.2.4. Расчет потока солнечной радиации на наклонную поверхность. 46

2.3. Оптимизация угла наклона солнечного преобразователя 49

Глава 3. Методические принципы отбора мощности от солнечной батареи

3.1. Моделирование режима работы солнечного преобразователя для автономного потребителя 54

3.1.1. Модель солнечного электрического модуля 54

3.1.2. Режим работы солнечных батарей 58

3.2. Анализ автономного потребителя 63

3.3. Обоснование выбора системы аккумулирования 68

3.3.1. Выбор емкости АБ 70

3.3.2. Создание математической модели состояния АБ 73

3.3.3. Анализ совместной работы СБ-АБ 79

Глава 4. Исследование характеристик и взаимосвязей элементов в системе энерго- и водоснабжения потребителя 82

4.1. Моделирование приводного двигателя насоса 82

4.2. Моделирование насосного агрегата 86

4.3. Совместная работа системы «солнечная батарея - двигатель - насос-аккумуляторная батарея» 89

4.4. Исследование режима работы насоса в турбинном режиме 93

4.5. Выбор инвертора 96

Глава 5. Разработка автономной индивидуальной системы электро- водоснабжения для условий Центральной Мексики 99

5.1. Варианты технических решений системы электро- и водоснабжения. 99

5.2. Исследование режимов работы СЭВ 107

5.3. Технико-экономическое обоснование выбора схемы СЭВ 117

5.4. Разработка алгоритма управления комплексом электроводоснабжения 124

5.4.1. Разработка алгоритма диагностики состояния АБ 128

5.4.2. Разработка алгоритма обеспечения максимального отбора мощности от СБ 132

5.4.3. Разработка алгоритма управления насосом 133

Заключение 136

Список литературы

Введение к работе

Энергетика является одной из основ развития экономики современного общества. Количество энергии, производимой на душу населения, служит мерой индустриального развития, экономического роста и технического прогресса конкретного государства.

Энергетическая проблема - одна из важнейших мировых проблем современности и затрагивает самым непосредственным образом развивающиеся страны Латинской Америки, Азии и Африки. Недостаточность производства электроэнергии, ее дороговизна сдерживают не только создание промышленности и перерабатывающих отраслей в сельском хозяйстве этих стран, но и развитие в целом. В Мексике 20% населения, в основном сельских районов не имеет электроснабжения, дефицит представляет 36 ТВтч в год. Предполагается, что к 2020 г. процент населения без обеспечения электроэнергией останется прежним, по причине того, что выработка электроэнергии растет с темпом демографического роста.

Освоению и использованию новых видов энергии, в частности солнечной, в настоящее время во всем мире уделяется большое внимание. В последние годы, интерес к развитию технологий, которые позволят использовать новые источники энергии, постоянно растёт. Повышение цен на нефть, начиная с 1970-х годов, проблемы экологии, способствуют формированию нового типа мышления в отношении проблемы энергетики. Учитывая, что запасы органического топлива исчерпаемы, существует необходимость перехода к экономике, которая в основу своей энергетики положит использование новых нетрадиционных источников энергии. К ним относятся: солнечная радиация, ветер, биомасса, геотермальная энергия, приливы и волны, энергия разности температур, разности концентраций солей в водоёмах и другие.

В Мексике, несмотря на то, что есть большие запасы нефти и газа, в связи с повышением потребления электроэнергии и стремлением к технологической независимости, уделяется большое внимание развитию и внедрению

нетрадиционных источников энергии. Так, по отчётам Министерства Энергетики Мексики за 2002 год в общая установленная мощность достигла 43534 МВт и планируется повышение выработки электроэнергии, что предполагает установку к 2007 году еще 21743 МВт мощности. Часть необходимой энергии планируется вырабатывать на частных предприятиях. «Реформа Индустрии в Мексике» 1992 года позволяет производить на частных предприятиях электроэнергию для собственных нужд от установок мощностью до 30 МВт, что позволило в настоящее время производить на предприятиях такой формы собственности 21.2% энергии.

Доля нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ) пока невелика - около 3%, но это не значит, что страна не интересуется в развитии энергетики солнца, ветра и биомассы. В Программе развития энергетики указывается, что их использование - это вопрос будущего. Игнорировать НВИЭ означает игнорировать будущее, упускать огромные возможности и в будущем зависеть от импорта технологий, развитых в других странах. Кроме того, эксплуатация энергетических ресурсов с низкой плотностью распределения по всей планете может уменьшить напряжённость в мире и решить политические и экономические проблемы, вызванные неравномерной концентрацией залежей нефти и угля в некоторых географических зонах.

Обилие солнечной энергии в Мексике и острота проблемы энергоснабжения, постоянное повышение тарифов на электроэнергию делают проблему создания эффективных и рентабельных солнечных энергоустановок для автономных потребителей более актуальной, тем более что в стране созданы предпосылки для децентрализации энергоснабжения. Эти установки должны быть надёжными, автоматизированными, простыми в эксплуатации, иметь большой срок службы и одновременно решать проблему водоснабжения.

Таким образом, актуальность темы диссертационной работы определяется развитием энергетики Мексики и необходимостью разработки систем энергоснабжения и водоснабжения для удаленных от энергосистем

потребителей малой мощности, что обеспечивает высокий социальный эффект и минимальное воздействие на окружающую среду.

Цель работы заключается в обосновании параметров и разработке солнечной автономной системы электроводоснабжения (СЭВС), рассчитанной на различный уровень энерго- и водопотребления. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. обобщен и оценен теоретический потенциал нетрадиционных и возобновляемых источников энергии Мексики для использования в электроэнергетике;

2. создана математическая модель прихода солнечной радиации применительно к территории Мексики, которая позволяет прогнозировать энергетический потенциал солнечной энергии;

3. разработан алгоритм ориентации приемной поверхности солнечной батареи (СБ), обеспечивающий согласование внутригодового графика прихода солнечной энергии с графиком нагрузки;

4. определены графики энерго- и водопотребления для конкретной местности и типов потребителей в Мексике.

5. выполнен системный анализ по определению параметров СЭВС, включающий оптимизацию прихода СЭ, выбор параметров оборудования, отбор максимальной мощности узла «СБ-АБ», эффективную работу насосов;

6. осуществлен анализ работы системы электроводоснабжения для четырех характерных вариантов компоновки СЭВС и сделано их технико - экономическое сопоставление;

7. создан алгоритм автоматического управления СЭВС для наиболее эффективного варианта, который обеспечивает оптимальную работу всей системы автономного электроводоснабжения.

Научная новизна работы состоит в следующем:

• Определен теоретический потенциал солнечной энергии регионов Мексики с учетом характеристик рельефа.

• Предложен алгоритм ориентации приемной площадки СБ, обеспечивающий выравнивание внутригодового графика прихода СЭ;

• Разработан алгоритм определения максимальной выходной мощности СБ в зависимости от состояния АБ.

• Исследованы переходные процессы пуска двигателя насоса, при его питании от СБ и предложены альтернативные варианты схемы его подключения.

• Впервые проанализирована эффективность применения принципов гидроаккумулирования солнечной энергии для автономного потребителя малой мощности;

• Разработан алгоритм управления СЭВС, обеспечивающий ее эффективную работу.

Практическая значимость работы. Результаты выполненного исследования предназначены для использования при проектировании систем автономного энерговодоснабжения потребителей малой мощности в условиях Мексики. Использование рекомендаций автора на стадии проектирования позволяет повысить конкурентоспособность и экономическую эффективность систем энерговодоснабжения на основе солнечной энергии, что крайне важно для улучшения экологической и социальной обстановки в энергодефицитных районах.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и одобрены семинарах кафедры возобновляющихся источников энергии и гидроэнергетики Санкт - Петербургского государствнного политехнического университета и кафедры индустриальной электроники Benemerita Universidad Autonoma de Puebla Mexico, на международных конференциях: «Renewable

Energy» С-Петербург 2003; «Electronica-2002» Mexico 2002), « Ecobaltica» C-Петербург 2004.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю заведующему кафедрой ВИЭГ д.т.н., профессору В.В.Елистратову за постоянную помощь, внимание и доброжелательную поддержку в работе. Автор признательна д.т.н., профессору В.А.Грилихесу за ценные советы и консультации по проблемам солнечной энергетики; д.т.н., профессору А.Н.Кривцову за помощь в области автоматизации процессов управления; а также коллективу кафедры ВИЭГ за ценные замечания и советы при обсуждении диссертации.

Применение преобразователей солнечной энергии

Преимущество плоских фотоэлектрических преобразователей (СФЭП) иди солнечных батарей (СБ) обусловлено отсутствием подвижных частей, высокой надежностью и стабильностью [23]. При этом срок их службы практически не ограничен. Они имеют малую массу, отличаются простотой обслуживания, эффективным использованием как прямой, так и рассеянной солнечной радиации. Модульный тип конструкции позволяет создавать установки практически любой мощности. Основные типы солнечных модулей (СМ) представлены в табл. 1.5.

Наиболее широко распространены монокристальные СБ из кремня. Кремний является основным материалом для широкомасштабного производства СБ. Солнечные элементы из кремния сегодня наиболее изучены и внедрены. Они имеют хорошие надежностные и эксплуатационные показатели.

Их основными недостатками являются сравнительно высокая стоимость и низкий КПД (серийные СМ до 14%). В [31] показано, что КПД СБ на основе кремния КСД-5 и особенно КСД-3 практически не меняется при освещенностях (800-2000 Вт/м ) и рабочих температурах ( 40-60С) и остается в районе 14% при напряжении холостого хода Uxx (540-550 мВ). Наиболее сильное влияние на КПД фотоэлемента оказывают: метеорологические параметры, интенсивность солнечной радиации на горизонтальной поверхности, температура наружного воздуха, конструктивные характеристики поверхности и рабочие параметры СМ.

Интенсивность потока солнечной энергии в течение дня изменяется от нуля перед восходом и после захода Солнца до максимума в солнечный полдень и также определяет КПД установки. Среднедневное значение, КПД будет значительно ниже, чем максимальное значение в полдень.

В задачу данной работы не входит разработка солнечных модулей. Мы ориентируемся на наиболее экономичные решения на рынке солнечных элементов.

Был выполнен обзор технических данных солнечных модулей, производимых ведущими европейскими и американскими фирмами. В качестве примера современных солнечных типовых модулей (СМ) приведем технические данные СМ фирмы Siemens серий СМІЮ, СМ55, СЭР, ЭСП, ЭСТ(таб.1.6)[24].

В приведенных зарубежных данных отсутствуют данные о материалах и технология изготовления СБ. Цена варьируется от 5,5 долларов до 15 долларов за Вт пиковой мощности (2000 г.). На основе сравнительного анализа техническо-экономических данных солнечных модулей было принято решение для создания автономной системы энергоснабжения в Мексике остановиться на солнечном модуле М8\36(12)-производства России. Модуль MSW36(12) предназначен для преобразования солнечной энергии в электроэнергию постоянного тока. Используется для электроснабжения автономных потребителей (например, в сельском хозяйстве) на объектах, удаленных от электросетей.

Территория Мексики находится в Северной Америке и граничит с Соединенными Штатами на севере и Гватемалой на юге. В целом, климат страны характеризуется небольшими перепадами температуры, среднегодовая температура колеблется около 25С. Средняя интенсивность солнечной энергии, падающей на горизонтальную поверхность в полдень, колеблется от 650Вт/м в сентябре месяце до 850 Вт/м в марте. Климат в общем случае определяется температурой, влажностью, атмосферным давлением, ветром, осадками а также солнечной радиацией, облачностью, периодами ураганов и другими метеорологическими феноменами. Факторы, которые модифицируют климат это широта местности, высота над уровнем моря, приближенность к океанам и морям, горы и др. Мексика находится между двумя океанами: Атлантическим и Тихим и ее территория представляет многообразие рельефов от горных цепей и вулканов до равнин. С северо-востока на юго-восток страну пересекают две горных системы: Sierra Madre Oriental у Occidental, в центральной части республики с востока на запад находится Eje Volcanico Transversal, цепь вулканов, некоторых действующих, самые высокие из них: Pico de Orizaba (Citlaltepetl) - 5610 метров над уровнем моря, Popocatepetl -5500, Iztaccihuatl - 5220.

Анализируя данные опытных наблюдений прихода солнечной радиации для трех метеостанций Chihuahua, Orizabita, и Ciudad Universitaria (таб. 1.9-1.11) на рис. 1.1 наблюдается различный характер прихода солнечной энергии. Это различие вызвано тем, что метеостанции находятся в разных

Оценка среднемесячной прямой и диффузной компонентов по измеренной среднемесячной суммарной солнечной радиации

Вычисление компонентов солнечной радиации опираясь на приход внеземной радиации, трудное и требует много параметров. Даффи [2] отметил, что не практично основывать прогноз или вычисление солнечного излучения на базе ослабления внеземного излучения атмосферы, так как требуемые метеорологические данные редко доступны. Вместо этого, чтобы получить нужные компоненты солнечной радиации в требуемой форме, необходимо использовать данные прошлых измерений солнечной радиации в рассматриваемой местности или в соседних аналогичных регионах и с помощью модели обработать их и оценить требуемые компоненты солнечного излучения. На рис. 2.1 приведены графики прихода солнечной радиации на основании многолетних измерений на трех различных метеостанциях, которые будет использованы в этой диссертации для обработки данных по солнечной радиации. 2.2.1 Оценка среднемесячной прямой и диффузной компонентов по измеренной среднемесячной суммарной солнечной радиации.

Часто приход солнечной радиации описываться в виде, среднемесячного дневного прихода суммарной радиации на горизонтальную поверхность (Н). Чтобы определить интенсивность солнечной радиации на наклонную поверхность, нужно знать составляющие солнечной радиации, т.е. Нь и На, которые редко измеряют. На основании исследований Лю-Джордана [17] известно, что Hd/H зависит от показателя облачности Kt. Эта зависимость представлена следующей формулой: Hd/H = 1.39-4.927Kt, +5.33 К J -3.108 K3t (2.30) где Kt = Н/Н0, Н0 - среднемесячный дневной приход солнечной радиации на горизонтальную поверхность за переделами земной атмосферы, рассчитанный на основе солнечной постоянной в средний день месяца. Затем Нь можно определить как: Hb = H-Hd (2.31) Коларез-Перера и Рабль [18] была предложена следующая корреляция Hd /Н = 0.775 + 0.00653(ш8 - 90)-[(0.505+ 0.00455(cos - 90)]cos [115 -103] (2.32) где cos - часовой угол захода солнца среднего дня месяца. Корреляция (2.32) рекомендована в литературе [19,20].

Оценка прямой и диффузной компонентов солнечной радиации по измеренной суточной суммарной солнечной радиации.

Большинство измерений солнечной радиации существуют в форме суточной суммарной солнечной радиации на горизонтальной поверхности, Н (МДж/м ).Автором для условий Мексики рекомендована модель для расчета Hd 44 количество диффузной солнечной радиации в день, (а затем Нь - количество прямой радиации), предложенная Коларез-Перера и Раблем, которая дана ниже:

Вилиарем [21] были построены и обобщены графики, связывающие отношение величин часовой суммарной и суточной суммарной радиации с продолжительностью дня или с рассматриваемым интервалом времени. Эти графики предоставлены Лю Джорданем [17] в следующих отношениях: R,=i C0SC-C0Sg - (2.34)

Процедура Коларез Перера и Рабль, изложенная выше, была проверена в условиях Мексики. Автором с помощью процедуры Коларез Перера были обработаны среднемесячные значения солнечной радиации, и из них были рассчитаны часовые значения прямой, диффузной и суммарной солнечной радиации на горизонтальной поверхности и так же суточные значения суммарной солнечной радиации на горизонтальной поверхности. Результаты приведены в таблице 2.3 и показаны на рис.2.6. Наблюдается хорошая сходимость между фактическими данными и моделируемыми. На рис. 2.7 показаны часовые суммы прихода солнечной энергии на горизонтальную поверхность рассчитанные по предложенной модели.

Модель солнечного электрического модуля

Система электрооборудования фотоэлектрических установок, осуществляющая преобразование солнечной энергии в электрическую, ее накопление, хранение и последующее преобразование постоянного напряжения в выходное переменное напряжение, достаточно отработана и выпускается в комплексе, либо отдельными узлами, десятками фирм в мире, в том числе и в России. Как правило, при разработке новых СФЭУ, предназначенных для конкретных потребителей, необходимо решать ряд иногда не простых инженерных задач. Этапы этой работы следующие:

а) Оценивается ежеквартальная (ежемесячная в некоторых случаях) потребность в электроэнергии заказчика и предварительно определяется требуемая мощность ФЭУ;

б) С учетом географической широты месторасположения объекта и наличия на объекте свободной территории для размещения установки решается вопрос конструктивной компоновки СФЭУ: неподвижная на крышах зданий, с одноосным слежением за Солнцем, с двухкоординатной системой.

в) Рассчитывается график ежеквартального (иногда ежемесячного) значещя удельной мощности светового потока, поступающего на поверхность солнечной батареи, с учетом географической широты места, погодных метеоусловий, (вероятных значений затенения СБ облачностью и коэффициента прозрачности атмосферы), конструктивной компоновки СФЭУ и технико-экономических характеристик фотоэлектрических батарей. Уточняется с учетом полученной зависимости ожидаемая выработка электроэнергии и окончательно с учетом графика нагрузок решается вопрос о необходимой площади устанавливаемых фотоэлектрических батарей, т.е. о номинальной мощности СФЭУ.

г) Сопоставляя временные суточные графики ожидаемой выработки электроэнергии и электропотребления на объекте для всех сезонов года (иногда для каждого из месяцев года) определяются максимально необходимые запасы накопления электроэнергии для вечернего и ночного времени и с учетом коэффициентов отдачи энергии (ТАБ) оценивается требуемая емкость аккумуляторной батареи.

д) Выбираются по максимальной выходной мощности, коэффициенту допустимых токовых перегрузок и необходимых рабочих напряжений контроллер, обеспечивающий режим заряда и контроль состояния АБ и выходной инвертор (при наличии у потребителя нагрузок переменного тока).

е) Производиться выбор сигнального, информационного, диагностического и защитного электрооборудования и других необходимых вспомогательных элементов, датчиков и систем.

Фирмы, производящие СФЭУ, не раскрывают своих внутренних документов и в технической литературе нами не найдено научно-обоснованных полных методик разработки и проектирования СФЭУ. Обычно сообщения носят рекламный характер и в них указываются некоторые техническо-экономические параметры и некоторые эксплутационные характеристики СФЭУ.

И хотя эта задача, представляет известный интерес и некоторые из ее этапов решались в данной работе, например, при выборе оптимальной компоновки и конструкции СФЭУ, автор при исследовании электрообощдования канала преобразования солнечной энергии ставим для решения удачу оптимизации выработки солнечного модуля при данном световом потоке.

Таким образом, автор рассмотрел основные типы потребителей, для которых необходима автономная система электроснабжения и приблизительно оценил пределы необходимой установленной мощности.

Существуют различные способы аккумулирования энергии. Обобщим их в следующей схеме (рис. 3.7)[34].

Использование аккумуляторных батарей АБ в качестве накопителя энергии для работы установки в часы со слабой освещённостью или ночью является попыткой улучшить энергетические и переходные характеристики системы СФЭУ-эквивалентная нагрузка и двигатель-насос, так как при этом не требуется согласование режима и характеристики двигатель - насос (нагрузка) с В АХ солнечных фотоэлектрических установок [33].

Совместная работа системы «солнечная батарея - двигатель - насос-аккумуляторная батарея»

Система водоснабжения, сложившаяся в Мексике предоставляет уникальную возможность аккумулировать энергию не только в АБ, но и в форме потенциальной энергии воды, поднятой в верхний резервуар дома. Возможности внедрения режимов гидроаккумулирования на насосных станциях (НС) рассматривались в работах [62-68] Аршеневского Н.Н., Мухаммадиева М.М., Виссарионова В.И., Елистратова В.В., Карелина В.Я., Подласова А.В., Румянцева A.M., Шарыгина B.C., Фомина А.В., Brada К., Blaha J., Spanglera D., Schnitzeva V. Главным условием внедрения режима гидроаккумулирования на НС являются приемлемые характеристики насосов в турбинных режимах. Как известно, лопастная система осевого насоса имеет S-образный профиль. Преимущества этого типа профиля для обратимой работы еще в 1950-ые годы были показаны при модельных исследованиях для приливной электростанции Ране [69, 70]. С другой стороны агрегаты НС - это высокоманевренное оборудование, которое может использоваться для регулирования нагрузки энергосистемы.

Как известно, для аккумулирования электрической энергии возможно использование насосной установки в турбинном режиме, т.е. применение так называемых обратимых гидромашин. В качестве обратимых гидромашин, при напорах до 25 м с успехом могут быть использованы обратимые капсульные агрегаты (ГКА), а также насосы с поворотно-лопастными колесами, которые обеспечивают КПД гидроаккумулирования 70-73% для блока НС с ГКА. Кроме того, в последние годы, в области развития малой гидроэнергетики, проявляется очень большой интерес к разработке соответствующих гидроагрегатных блоков, обоснованию режимов их работы и конструкции насосов для использования их в качестве гидротурбин. Широкий круг энергогидравлических исследований НС в режимах НС-ГАЭС был проведен в 80-е годы на кафедре ВИЭГ. В многочисленных лабораторных, имитационных и натурных исследованиях изучались обратимые режимы НС с осевыми насосами, где рассматривались энергетические, гидравлические и гидродинамические характеристики низконапорных НС. Отметим, что в результате исследований установлено, что в обоих режимах уровни КПД весьма высоки, что свидетельствует о принципиальной и энергетической возможности внедрения на НС турбинных режимов. Гидравлические и гидродинамические исследования подтверждают, что использование турбинного режима в практике работы насосной станции не требует специальных дополнительных мероприятий по укреплению и усилению конструкции, упрочнению элементов

В результате выполненных исследований блоков НС с различными насосами в турбинном режиме получены ориентировочные диапазоны изменения оптимальных параметров: КПД, напора, частоты вращения, приведенных расходов, представленные в таб. 4.1.

Существующая номенклатура насосов перекрывает значительную часть зоны используемых напоров, поэтому они могут эффективно дополнять имеющиеся номенклатурные ряды гидротурбин, особенно в зоне небольших мощностей.

При сохранении частоты вращения в турбинном режиме (ТР) равной используемому насосу, указанной в номенклатуре, необходимо учесть, что в этом случае: НТ=(1,54-2,0)НН где Нн - напор насоса в точке оптимума характеристики; Нт - расчетный напор в турбинном режиме.

Если выполняется условие Нн Нт, то частота вращения и турбинном режиме nT = (0,65-0,75)пн, где пн - паспортная частота вращения насоса по номенклатуре, а приведенные расходы в зоне оптимума насосного и турбинного режимов имеет соотношение:

Основные технико-экономические параметры насосов в турбинном режиме предлагается определять по указанной ниже методике.

В турбинном режиме выработку энергии определяют из зависимости, в кВт-ч. 3T = NT = 9,81 (4.21) где NT, QT и Нт - вырабатываемая мощность, расход и напор в ТР, соответственно; TV = тупт - КПД агрегата; тг - КПД электродвигателя в генераторном режиме; Гт - КПД насоса в ТР; Т - время работы.

Таким образом, автор, проанализировав опыт работы насосов в турбинном режиме, предлагает использовать гидроаккумулирование, как способ накопления энергии в часы максимальной освещенности. В часы минимальной освещенности эта энергия может полезно использоваться за счет работы насоса в турбинном режиме.

Похожие диссертации на Обоснование параметров системы солнечного энерговодоснабжения индивидуальных потребителей (Для условий Мексики)