Для выполнения части расчетной работы

Расчетно-графическая работа

по дисциплине «Детали машин ветроэнергоустановок»

на тему: «Расчет параметров солнечной электростанции»

 

Выполнил:

студент группы ЭТ-401

Лесик В.П.

 

 

Проверила:

Доцент Сокут Л.Д.

 

Симферополь 2014 г

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЧАСТИ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ

ПО РАСЧЕТУ ПАРАМЕТРОВ СОЛНЕЧНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

ВВЕДЕНИЕ

Вторая часть расчетной работы (КР) включает методические указания по расчету параметров солнечной электростанции (СЭС) и необходимые справочные материалы.

1.1. Расчет среднесуточной мощности результирующего солнечного излучения на наклонной поверхности [ Вт/м²] фотопанели (ФП) в среднем по кварталам года для заданной широты местности δ=45 с.ш. сооружения СЭС и заданным параметрам установки ФП по азимуту а_К=0 и углу наклона b-15 и коэффициенту затенения ФП α =0,3

1.1.1. Расчет по данным метеоизмерений среднесуточной мощности суммарного солнечного излучения на горизонтальную поверхность в среднем по кварталам года , [ Вт/м²] исреднего количества солнечных дней и часов солнечного сияния за год по кварталам на площадке СЭС для заданной широты местности 45⁰ с.ш. сооружения СЭС.

1.1.2. Расчет среднесуточной мощности суммарного солнечного излучения на наклонную поверхность [ Вт/м²] фотопреобразовательных элементов (ФЭ) и ФП в среднем по кварталам года для заданной широты местности 45⁰ с.ш. сооружения СЭС.

Исходными данными для расчета являются:

Данные метеонаблюдений по интенсивности суммарного среднесуточного солнечного излучения на горизонтальную поверхность φ_i [ Вт/м²] за год, число ясных солнечных дней в году, число часов солнечного сияния для заданной широты местности 45⁰ с.ш. сооружения СЭС

Характеристика установки панелей ФП– азимут а_К =0 и угол наклона b=30 ФП к горизонтальной поверхности и коэффициенту затенения ФП α =0,3

Средние значения величин ε – отношение рассеянного солнечного излучения к суммарному, ρ – отражательная способность земли для солнечного излучения, R_b – коэффициент, характеризующий в среднем пропускающую способность атмосферы, приведенные в методическом пособии.

Результатом расчета являются значения среднесуточной мощности результирующего солнечного излучения на наклонной поверхности [ Вт/м²] ФП в среднем по кварталам года для заданной широты местности 45 ⁰ с.ш. сооружения СЭС и заданным параметрам установки ФП по азимуту а_К =0, углу наклона b=30 и коэффициенту затенения ФП α=0,3..

Расчет по данным метеоизмерений среднесуточной мощности суммарного солнечного излучения на горизонтальную поверхность в среднем по кварталам года , [ Вт/м²] исреднего количества солнечных дней и часов солнечного сияния за год по кварталам на площадке СЭС для заданной широты местности 45⁰ с.ш. сооружения СЭС удобно представить в виде таблицы на основе значений в заданной в задании табл. С1.

Значения определяются по формуле:

= [ Вт/м²], (1)

 

Для первого квартала

=

Для второго квартала
=

Для третьего квартала

=

Для четвертого квартала

=

где поочередно подставляется порядковый номер квартала j = 1, 2, 3,4.

Значения определяются по формулам:

= R*К_А* , (2)

, (3)

где R – коэффициент, учитывающий увеличение на наклонной поверхности;

К_А – коэффициент, зависящий от азимута а_К;

при а_К = 0⁰, К_А = 1;

ε – отношение рассеянного солнечного излучения к суммарному (данные в табл.3.1, 3.2);

ρ – отражательная способность земли для солнечного излучения (данные в табл.3.1, 3.2);

R_b – коэффициент, характеризующий в среднем пропускающую способность атмосферы

(данные в табл.3.1, 3.2);

b – угол наклона панели ФП по заданию.

При размещении рядов панелей ФП на территории СЭС на расстоянии L между рядами в направлении азимута с заданным в задании коэффициентом затенения α результирующие значения определяются по формуле:

= R*К_А* (1- α) (4)

Таблица 3.2.Средние значения величин ε, ρ, R_b дляшироты местности δ = 45⁰ с.ш.

b, град	Квартал	ε	ρ	Rb
δ -15 0= 350	1, 4	0,4	0,35	1,50
2,3	0,3	0,20	1,29

 

 

Таблица 3.3. Результаты расчетасреднесуточной мощности суммарного солнечного излучения на горизонтальную и наклонную поверхности в среднем по кварталам года, [ Вт/м²] исреднего количества солнечных дней и часов солнечного сияния за год по кварталам на площадке СЭС для широты местности δ = 45⁰ с.ш., Феодосия

Месяц	Квартал	[ Вт/м2]	[ Вт/м2]	при аК =00, КА = 1, α = 0, (1- α) = 1 [ Вт/м2]
Январь		141,9	219,3	254,04
Февраль	198,9
Март	317,5
Апрель		464,0	582,3	574,98
Май	600,1
Июнь	682,7
Июль		685,0	580,7	573,47
Август	590,8
Сентябрь	466,4
Октябрь		291,9	184,1	213,76
Ноябрь	155,8
Декабрь	104,7
Год	–	391,6	403,92
Число ясных дней	За год
1,4 квартал
2,3 квартал
Среднее число часов в сутки,	За год
1,4 квартал
2, квартал
3 квартал

 

 

Таблица 3.8. Значения коэффициента R для угла установки панелей

фотопреобразователей β = 30⁰ (δ-15⁰), (δ = 45⁰)

Квар- тал	ρ	ε	(1- ε)		ε		ρ	R
I	0,35	0,4	0,6	0,93	0,373	0,07	0,0245	1,298
II	0,2	0,3	0,7	0,279	0,014	1,196
III	0,2	0,3	0,7	0,279	0,014	1,196
IV	0,35	0,4	0,6	0,373	0,0245	1,298

Мощности одной фотопанели.

Исходными данными для размещения ФЭ и расчета мощности ФП являются:

Примечание.

При подборе ФЭ с идентичными ВАХ параллельное включение производится без согласующих элементов. В общем случае, для согласования ВАХ ФЭ могут применяться диодные элементы – рис.3.6.

Рисунок 3.6. Электрическая схема соединения ФЭ на панели при включении диодов для согласования ВАХ ФЭ при параллельном включении

 

Таблица 3.11. Параметры ФЭ и ФП для расчета

Параметр	Значение	Параметр	Значение
Р НОР, Вт		Длина, мм
UРР, В	36,8	Ширина, мм
IРР, А	4,9	Площадь пластины, м2	1,277
UОС , В	44,2	Масса, кг	15,6
IК, А	5,35
η, %	14,1

Расчет мощности Р_П, силы тока I_П и напряжения U_П для одной панели ФП выполняется по нормированным параметрам ФЭ и по фактически реализуемой мощности ФЭ.

Для ФЭ напряжение четырех ФЭ, соединенных последовательно в группу, при нормированном φ_i0 = 1000 Вт/м² составляет

U_П = U_РР х 4 = 36,8 х 4 = 147,2 В;

Сила тока четырех ФЭ, соединенных параллельно в группу, при нормированном φ_i0 = 1000 Вт/м² составляет

I_П = I_РР х 4 = 4,9 х 4 = 19,6 А

 

Мощность ФП при φ_i0 = 1000 Вт/м² для 16 ФЭ равняется

Р_П = Р _НОР. Х 16 = 180 х 16 = 2880 Вт 3,0 кВт

Фактически реализуемая мощность ФП (согласно данным в табл.3.10) – приведена в табл.3.12.

 

Таблица 3.12. Расчет мощности панели ФП с 16 ФЭ

	Расчетная мощность Р НОР одного ФЭ при φi0 = 1000 Вт/м2 , Вт
	Расчетная мощность панели РФП с 16 ФЭ (вариант 1) при φi0 = 1000 Вт/м2 , Вт	180 х 16 = 2880
	Реализуемая мощность одного ФЭ Р jФЭ при значениях по п.1 и характеристике на рис.8.3, (табл.3.10), Вт	45,2	95,6	92,3	38,4
	Реализуемая мощность РПj панели ФП с 16 ФЭ (вариант 1) при значениях , Вт	723,2	1529,6		614,4

 

Расчет ориентировочных размеров платформы ФП с 16 ФЭ – рис.3.6

			Длина ФП - LФП = 1,1 х (4 х 1580) = 6952 мм; Ширина ФП – BФП = 1,1 х (4 х 810) = 3564 мм; Масса ФП (без стойки)1,1х 15,6 х 16 = 274,56 кг

 

 

Рисунок 3.6. Конструктивная схема и параметры панели ФП с 16 ФЭ.

 

 

Мощность СЭС 12 МВт

КВт

60 А

1000 кВА

+900 В

ФП 500 кВт

 

 

Рисунок 3.7. Схема первой части внутренней сети СЭС с примером расчета параметров

одного блока преобразователя в составе (группа ФП + 2 И + ТР)

Таблица 3.15. Результаты расчета реализуемой мощности и энергии элемента СЭС

Кварталы, параметры	Первый,	Второй,	Третий,	Четвертый,
Средняя величина излучения , Вт/м2			510,7
Реализуемая мощность ФЭ (вариант 1) Р jФЭ при , Вт	25,2	68,6	88,0	54,4
Среднее число часов солнечного сияния в сутки
Среднее число дней солнечного сияния в квартал (при d за год = 332 дня)	83,2	83,2	83,2	83,2
Выработка энергии по кварталам и за год блоком преобразователя мощностью 1 МВт – W ΣФМj, кВт*час/ год	58629,84	155005,99	179732,37	62261,82
455630,02
КИУМ по кварталам с учетом часов солнечного сияния	0,058	0,155	0, 180	0,062
КИУМ средний за год с учетом часов солнечного сияния и средний за год по обычному расчету для электростанции за 24 часа в сутки	0,454 / 0,104

 

Расчетно-графическая работа

по дисциплине «Детали машин ветроэнергоустановок»

на тему: «Расчет параметров солнечной электростанции»

 

Выполнил:

студент группы ЭТ-401

Лесик В.П.

 

 

Проверила:

Доцент Сокут Л.Д.

 

Симферополь 2014 г

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЧАСТИ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ