Гідроенергетика, сонячна енергія, енергія вітру - конструктивні рішення

 

Міністерство аграрної політики та продовольства України

Львівський національний університет ветеринарної медицини та біотехнологій імені С.З.Гжицького

 

 

ФХТЕ

 

Кафедра загально-технічних  дисциплін і контролю якості

 

 

 

ІНДЗ  з дисципліни:

“Cучасні методи енергозбереження”

Варіант 6

 

 

 

 

 

Виконала:

студенткаIVкурсу ФХТЕ

Лісковацька Галина

Перевірив:

Тимошик А.М.

Львів-2013

 

План

Вступ……………………………………………………………………………….3

1.Визначення втрат енергії……………………………………………………….4

1.1.Втрати в двохобмоточному трансформаторі……………………..……4

1.2.Втрати в 3-обмоточному трансформаторі……………………………..7

2.Гідроенергетика,сонячна  енергія,енергія вітру-конструктивні  рішення.…11

        2.1.Гідроенергетика  і її конструктивні рішення…………………………11

        2.2.Сонячна  енергія………………………………………………………...15

        2.3.Енергія  вітру……………………………………………………………18

3.Схема використання геотермальної  енергії………………………………….20

      3.1.Загальна  характеристика геотермальної енергії……………………….20

      3.2.Схема геотермального теплопостачання з використанням агресивних геотермальних вод……………………………………………………………….23

      3.3.Переваги  і недоліки геотермальної енергії…………………………….26

Висновок………………………………………………………………………….27

Використана література…………………………………………………………29

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступ

Енергетика - основа розвитку господарства. Вона забезпечує технологічні процеси в промисловості, дає тепло і світло людям. Це система галузей, що охоплює паливну промисловість та електроенергетику з їх підприємствами, комунікаціями, системами управління, науково-дослідною базою. Підприємства енергетики ведуть розвідку, освоєння, переробку та транспортування енергоносіїв, виробництво та передачу електроенергії і тепла. 

Застосування енергозберігаючих  технологій є одною з пріоритетних складових при проектуванні та експлуатації систем теплогазопостачання, вентиляції, кондиціювання повітря, опалювання, гарячого водопостачання, технологічних  процесів в енергетиці, транспорті та промисловості. Існуюча система  законодавчих і нормативних актів, Галузева програма енергоефективністі у будівництві, науково-технічна та проектна інформація потребують від  фахівця при їх реалізації поглиблених  теоретичних знань і розуміння  практичної проблематики енергозбереження на сучасному етапі розвитку. Завданням  вивчення дисципліни є оволодіння знанням  про сучасні технології виробництва, споживання та утилізації енергії, про  фізичну природу цих процесів, засвоєння основних понять і визначень, вивчення кількісних характеристик  процесів перетворення теплоти і  енергії у санітарно-технічних  системах та методів їх застосування для рішення практичних завдань  по розрахунку процесів раціонального  використання енергоресурсів і теплоутилізації, вмінням розрахувати основні  експлуатаційні показники і характеристики енергозберігаючого обладнання.  А зараз детальніше розглянемо визначення втрат енергії,гідроенергетику ,енергію вітру та їх конструктивні рішення,а також використання геотермальної енергії.

 

2.Визначення втрат енергії

У реальних трансформаторах енергія  не передається від первинного кола до вторинного без втрат. Існує низка  фізичних причин, що їх зумовлюють.

Однією з причин втрат є активний опір обмоток. При протіканні струму через трансформатор, він нагрівається і віддає тепло оточенню. При високій частоті опір збільшується завдяки скінефекту та ефекту близькості, які зменшують площу перерізу провідника, через який протікає струм.

Ще одна причина втрат - перемагнічування осердя завдяки гістерезису. Ці втрати для конкретної речовини осердя пропорційні частоті й залежать від пікового потоку магнітного поля через осердя.

Інша причина втрат — струми Фуко. Змінне магнітне поле в осерді породжує змінне вихрове електричне поле, яке викликає додаткові вихрові струми, що теж призводять до нагрівання. Для зменшення струмів Фуко осердя виготовляють із тонких пластинок, оскільки втрати, пов'язані зі струмами Фуко, обернено квадратично залежать від товщини матеріалу.

1.1.Втрати в двохобмоточному трансформаторі

Для обчислення втрат електроенергії в двохобмоточному трансформаторі необхідні наступні дані:

а) паспортні або каталожні:

- номінальна потужність трансформатора S_н, кВА;

- втрати активної потужності  в сталі трансформатора DP_хх, кВт;

- втрати активної потужності  в міді обмоток трансформатора  при номінальному навантаженні DP_к.з., кВт;

- струм холостого ходу трансформатора I_хх, %;

- напруга короткого замикання  U_к.з., %;

б) споживання активної P_ф (кВт.год.) та реактивної WQ_ф (кВАрг) електроенергії за розрахунковий період;

(При відсутності приладів обліку  реактивної електроенергії приймається  WQф = WPф tgjн,

де tgjн	для промислових споживачів	- 0,8
	для непромислових споживачів	- 0,6
	для тягових п/ст залізничного т-ту змінного струму	- 1
	для тягових п/ст залізничного т-ту постійного струму, метрополітену і  міського ел. транспорту	- 0,5);

 

в) кількість годин роботи трансформатора в розрахунковий період (календарне число годин), T_п;

г) кількість годин роботи підприємства (споживача) або кількість годин  роботи трансформатора під навантаженням  в розрахунковий період, T_р.  

При обчисленні втрат електроенергії в трансформаторі послідовно визначається:

Sф =

Ц

Pф2 + Qф2

 а) фактична потужність трансформатора  по даним фактичного споживання  активної та реакційної електроенергії  за розрахунковий період, кВА 

 

Pф =

WPф  --------------  Tр

(2)

 

Qф =

WQф  --------------  Tр

(3)

 

б) коефіцієнт завантаження

Kз =

Sф  --------------  Sн

(4)

 

в) втрати активної електроенергії, кВт.год. 

DWP = DWPхх + DWPк.з. = DPххTп + Kз2 DPк.з. Tр

(5)

 

 

г)  втрати реактивної потужності трансформатора, кВАр 

при холостому ході

DQхх =

Sн

Iхх  -------  100

(6)

 

при короткому замиканні

DQк.з. =

Sн

Uк.з.  -----  100

(7)

 

д) втрати реактивної електроенергії; кВАрг 

DWQ = DWQхх + DWQк.з. = DQхх Tп + Kз2 DQк.з. Tр

(8)

1.2.Втрати в 3-обмоточному трансформаторі

Для підрахунку втрат електроенергії в 3-обмоточному трансформаторі необхідні  наступні дані:

а) паспортні або каталожні

- номінальна потужність трансформатора Sн, кВА;

- потужність обмоток ВН, СН, НН - Sвн, Sсн, Sнн, кВА (в паспорті або  каталозі дана в відсотках  до номінальної потужності);

- втрати потужності в міді обмоток  ВН, СН, НН при повному їхньому  завантаженні DPвн, DPсн, DPнн, кВт;

- струм холостого ходу трансформатора Iхх, %;

- втрати реактивної потужності  трансформатора при холостому  ході, кВАр 

DQхх =

Sн

Iхх  -------  100

(9)

 

 

 

- напруга короткого замикання  кожної з обмоток тр-ра, % 

 

 де Uвн-сн, Uсн-нн, Uвн-нн  беруться з паспорта чи каталогу; 

Uвк = 0.5 (Uвн-сн + Uвн-нн - Uсн-нн)	(10)
Uск = 0.5 (Uвн-сн + Uсн-нн - Uвн-нн)	(11)
Uнк = 0.5 (Uвн-нн + Uсн-нн - Uвн-сн)	(12),

 

 

 

 

- напруга короткого замикання  кожної з обмоток тр-ра, % 

 

де Uвн-сн, Uсн-нн, Uвн-нн беруться з паспорта чи каталогу; 

- реактивна потужність, що  споживається обмотками ВН, СН, НН  трансформатора при повному навантаженні, кВАр 

 

DQвн =	Sвн Uвк  ------------  100	(13)
DQсн =	Sсн Uск  -------------  100	(14)
DQнн =	Sнн Uнк  --------------  100

 

 

 

 

б) споживання активної (WPвн, WPсн, WPнн), кВт.год. та реактивної (WQвн, WQсн, WQнн), кВАрг електроенергії, що пройшла за розрахунковий період через обмотки відповідно високої, середньої та низької напруги трансформатора. При визначенні по показниках розрахункових лічильників на стороні середньої та низької напруги трансформатора

WPвн = WPсн + WPнн,

WQвн = WQсн + WQнн;

в) кількість годин роботи трансформатора в розрахунковий  період (календарне число годин) Tп;

г) кількість годин роботи підприємства (споживача) або кількість  годин роботи трансформатора під  навантаженням в розрахунковий  період - Tр.

 При обчисленні втрат  електроенергії в трансформаторі  послідовно визначаються:

а) фактична потужність кожної обмотки трансформатора по даних  фактичного споживання активної та реактивної електроенергії за розрахунковий період, кВА

		_____________
Sфвн =	Ц	Pф2вн + Qф2вн	(16)

 

		_____________
Sфсн =	Ц	Pф2сн + Qф2сн	(17)

 

		______________
Sфнн =	Ц	Pф2нн + Qф2нн	(18),

де

Pфвн =

WPвн  -------------  Tр

=

WPсн + WPнн  -------------------------  Tр

(19)

Qфвн =

WQвн  -------------  Tр

=

WQсн + WQнн  -------------------------  Tр

(20)

Qфсн =

WQсн  ---------  Tр

(22)

Pфнн =

WPнн  ---------  Tр

(23)

Qфнн =

WQнн  ---------  Tр

(24);

 

Pфсн =

WPсн  ---------  Tр

(21)

 
б) коефіцієнт завантаження кожної з  обмоток трансформатора

Kзвн =

Sфвн  ---------  Sвн

(25)

Kзсн =

Sфсн  ---------  Sс

(26)