Расчет ветроустановок

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО  ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

 

ФГОУ ВПО

 

 

ЧЕЛЯБИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОИНЖЕНЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

Факультет           Электрификации и автоматизации  сельскохозяйственного 

                             производства

Кафедра              Электроснабжения сельского хозяйства

 

 

 

 

 

 

Расчет ветроустановок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:               Потапов А.В.

 

Группа:               504

 

Принял:               Кирпичникова И.М.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Челябинск 2005

 

Задание: Рассчитать экономическую  целесообразность использования ветроустановок в Брединском районе с мая по сентябрь. Расчет производим для двух типов ветроустановок, имеющих следующие характеристики.

 

 

АВЭУ 4М

 

Рн = 4 кВт,

D = 6,6 м,

Vmin = 4 м/с

Vр = 9 м/с. 

BWC – 3

 

Рн = 9 кВт,

D = 7 м,

Vmin = 3 м/с

Vр = 12 м/с.

 

 

1. Повторяемость скорости ветра для Брединского района:

 

Месяц	Повторяемость скорости ветра по градациям
	2-3	4-5	6-7	8-9	10-11	12>
Май	0,27	0,17	0,1	0,09	0,02	0,01
Июнь	0,27	0,21	0,1	0,05	0,03	0,01
Июль	0,31	0,19	0,1	0,03	0	0
Август	0,31	0,18	0,08	0,04	0,01	0
Сентябрь	0,29	0,2	0,1	0,05	0,02	0,01

 

2. Определяется количество удельно вырабатываемой энергии для каждого месяца:

 

 

Где: β = 2,4∙10 ^-4 – постоянный коэффициент определяющий конструктивные элементы ветроустановки,

Т – число часов  в месяце, T = 24∙N;

V_i – средняя скорость по градациям для i-го месяца, м/с;

V_Р – рабочая скорость ветра;

t_Vi^* - относительная повторяемость скорости ветра по градациям.

 

Месяц	Май	Июнь	Июль	Август	Сентябрь	За сезон
Wуд для АВЭУ-4М	53,05	40,31	33,99	33,91	39,83	201,1
Wуд для BWC-3	58,17	70,8	38,33	44,25	64,62	276,17

 

3. Определяется полная выработка энергии для заданного диаметра колеса:

 

Где: D – диаметр ветроколеса

 

4. Определяется потребное количество энергии исходя из норм потребления горячей воды:

 

 

5. Определяется обеспеченность потребной энергии одной ветроустановкой:

 

 

Где: η_эл – КПД электронагревателя.

 

Месяц	Май	Июнь	Июль	Август	Сентябрь	За сезон
АВЭУ – 4М
WВЭУi	1814,06	1378	1162,8	1159,6	1362,1	6876,6
Qпм-ц	3182,3	2639,7	2727,6	2727,6	3079,6	14357,03
Пi	0,57	0,522	0,426	0,425	0,44	0,4784
Количество ВЭУ	2	2	3	3	3	3
BWC – 3
WВЭУi	3007,2	2723,3	1474,4	1702,1	2485,6	11392,6
Qпм-ц	3182,3	2639,7	2727,6	2727,6	3079,6	14357,03
Пi	0,94	1,03	0,54	0,62	0,81	0,78
Количество ВЭУ	1	1	2	2	1	1

 

6. Определяется коэффициент использования вырабатываемой энергии для каждого месяца и для каждого количества условий:

 

 

 

 

7. Определяется коэффициент обеспеченности потребления:

 

 

Количество ВЭУ	Май		Июнь		Июль		Август		Сентябрь		За сезон
	Kисп	Kоб	Kисп	Kоб	Kисп	Kоб	Kисп	Kоб	Kисп	Kоб	Kисп	Kоб
АВЭУ – 4М
1	1	0,57	1	0,52	1	0,43	1	0,43	1	0,44	1	0,478
2	0,5	1	0,5	1	0,5	0,85	0,5	0,85	0,5	0,88	0,5	0,916
3	-	-	-	-	0,33	1	0,33	1	0,33	1	0,33	1
BWC – 3
1	1	0,94	0,97	1	1	0,54	1	0,62	1	0,81	0,994	0,782
2	-	-	-	-	0,5	1	0,5	1	-	-	0,5	1

 

8. Рассчитываем количество дней работы ВЭУ:

 

Тип ВЭУ	Май(31)		Июнь(30)		Июль(31)		Август(31)		Сентябрь(30)		Сезон
	P(V)	N	P(V)	N	P(V)	N	P(V)	N	P(V)	N	P(V)	N
АВЭУ – 4М	0,39	12,09	0,4	12	0,32	9,92	0,31	9,61	0,38	11,4	0,36	11
BWC – 3	0,66	20,4	0,67	20	0,63	19,53	0,61	18,91	0,67	20,1	0,65	19,8

 

9. Количество полезной используемой энергии за сезон:

 

 

Для АВЭУ – 4М:

 

 

Для BWC – 3:

 

 

10. Количество сэкономленного топлива за сезон:

 

 

Где: =29330 МДж/т – низшая рабочая теплота сгорания;

η_эк = 0,3264 – экономический КПД

 

Для АВЭУ – 4М:

 

 

Для BWC – 3:

 

 

Вывод: Сравнительный  анализ ВЭУ Российского и зарубежного  производства показал что ВЭУ  марки BWC – 3 гораздо более экономичны установок АВЭУ – 4М. Экономия условного топлива при использовании 2-х устовок BWC – 3 равна 2,4 т.у.т., а 3-х установок типа АВЭУ – 4М равна 2,15 т.у.т..

При сравнении гелиоустановок с  ветроустановками можно сделать  вывод о том, что использование ветроустановок более целесообразно на данном типе местности.