Оценка эффективности ГЭК

Из прошлых расчетов по оценке эффективности ВЭУ и СЭС было видно, что при малых скоростях ветров и низких значениях солнечной радиации в наших критериях, приходилось брать установки большей мощности для того чтоб закрыть суточную потребность (48кВт*ч) в энергии. Приведу несколько примеров. На рис. 6 представлен график зависимости средней ветроустановки. Как Оценка эффективности ГЭК видно из графика ветроустановка в 3кВт выходит на обычный режим при скоростях 9-10 м/с. В среднем практически у всех ветроустановок он колеблется от 7 до 12 м/с. Как следует, необходимо стремиться подбирать такое место расположения, чтоб скорость ветра была наибольшей. Исключать завихрения воздушного потока поблизости турбины. Высота расположения ветряной турбины на Оценка эффективности ГЭК мачте должна превосходить на 10 м все высотные объекты в границах 100 м вокруг. Это касается, к примеру, и столбов, и проводов ЛЭП.

Использовать природные достоинства рельефа местности. Дело в том, что ущелья и каньоны являются естественными аэродинамическими трубами и в местах их сужения скорость ветра значительно увеличивается.

Располагать ВЭС на Оценка эффективности ГЭК очень открытых участках, таких как поле, побережье водоёма либо верхушка холмика

Рис. 6 – Зависимость мощности от скорости для ВЭУ на 3 кВт.

Так же стремиться выбирать ВЭУ, выходящих на номинальный режим при наименьших скоростях ветра.

Так же принципиальный энергетический показатель «Повторяемость разных градаций скорости ветра» можно рассматривать как процент времени, в Оценка эффективности ГЭК течение которого наблюдалась та либо другая градация скорости ветра. Повторяемость скорости ветра по градациям представляет собой временную характеристику скорости ветра. Эта черта принципиальна для ветроэнергетических расчетов, связанных с оценкой интервалов времени работы ветроэлектростанции при разных скоростях ветра. В качестве примера рассредотачивания ветрового потенциала в течение года по градациям в таблице Оценка эффективности ГЭК 1 приведены данные метеостанции Александровское Томской области.

Таблица 1 - Повторяемость (%) разных градаций скорости ветра

Данные снимались на высоте 10, соответственно, чтоб прирастить процент рабочих скоростей ветров, необходимо прирастить уровень расположения ветроустановки.

Согласно действующему законодательству РФ, генерирующие мощности одной единицы, не превосходящие мощность 250 кВт, не требуют особых разрешений и согласований.

Так же по действующему Оценка эффективности ГЭК Законодательству РФ, объекты высотой до 50м не требуют разрешений.

Согласно предшествующей оценке ВЭУ, мы подобрали вертикальный ветрогенератор ОМ-5000, к огорчению данный ветрогенератор снят с производства. Подберем ближний аналог со похожими чертами. В качестве примера возьмем ветрогенератор VAWT 3/4 кВт. Данный ветрогенератор согласно рис.6 выходит на номинальный режим при скорости Оценка эффективности ГЭК ветра 10м/с.

Сопоставляя с градацией скорости ветра сведем в таблицу возможность ветрогенератора производить электроэнергию при разных скоростях.

Так же сравним вертикальный и горизонтальный ветрогенераторы на 3кВт.

Таблица 2 – Суммарная выработка мощности при разных скоростях ветра вертикального ветрогенератора VAWT-34-48, кВт.

Скорость ветра, м/с I II III IV V VI VII Оценка эффективности ГЭК VIII IX X XI XII Год
48,384 47,664 46,08 44,64 44,64 45,792 51,84 38,304 52,272 47,808 46,08 49,68 563,1
131,328 137,664 146,304 157,248 180,864 171,648 129,024 135,936 149,76 173,376 163,008 135,936 1812,0
112,32 112,32 123,12 137,16 153,36 132,84 84,24 86,4 103,68 130,68 153,36 112,32 1441,8
64,8 66,6 77,4 97,2 111,6 88,2 50,4 59,4 75,6 82,8 104,4 55,8 934,2
15,12 7,56 5,04 10,08 15,12 10,08 5,04 5,04 5,04 7,56 7,56 7,56 100,8
8,64 5,76 2,88 2,88 2,88 2,88 2,88 2,88 2,88 5,76 2,88 43,2
2,88 28,8 5,76 37,4
2,88 2,88 5,7
Итого 380,5 380,4 429,6 449,2 511,3 457,2 323,4 325,1 389,2 447,9 480,2 380,5

Таблица 3 – Суммарная выработка мощности при разных скоростях ветра для горизонтального ветрогенератора 3kW-48V STORM USE, кВт.

Скорость ветра, м/с I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Год
47,664 46,08 44,64 44,64 45,792 51,84 38,304 52,272 47,808 46,08 49,68 563,184 47,664
189,288 201,168 216,216 248,688 236,016 177,408 186,912 205,92 238,392 224,136 186,912 2491,632 189,288
149,76 164,16 182,88 204,48 177,12 112,32 115,2 138,24 174,24 204,48 149,76 1922,4 149,76
79,92 92,88 116,64 133,92 105,84 60,48 71,28 90,72 99,36 125,28 66,96 1121,04 79,92
8,208 5,472 10,944 16,416 10,944 5,472 5,472 5,472 8,208 8,208 8,208 109,44 8,208
5,76 2,88 2,88 2,88 2,88 2,88 2,88 2,88 5,76 2,88 43,2 5,76
2,88 28,8 5,76 37,44 2,88
2,88 2,88 5,76
Итого 483,48 541,44 574,2 653,904 584,352 410,4 417,168 495,504 573,768 613,944 464,4 483,48

Как видно из таблицы 2 и 3, один Оценка эффективности ГЭК ветрогенератор на 3кВт способен суммарно за год выдавать 4938 кВт*ч и 6294 кВт*ч на высоте 10м в близи метеостанции Александровское. Что недостаточно при годичный потребности в 17250 кВт*ч и составляет всего 28% и 36% от нужного. Целенаправлено взять более мощнейший ветрогенератор, потому что мы можем установить только два ветрогенератора на одной мачте. Как Оценка эффективности ГЭК видно из таблиц, целесообразней брать горизонтальный ветрогенератор, как более всераспространенные в Рф и намного дешевле. К огорчению, при всех преимуществах вертикальных, в Рф трудно отыскать ветрогенератор при низких скоростях страгивания. Горизонтальные, горазда легче, у их выше кпд, наименьший расход материала и как следует они дешевле.

Полная цена комплектного оборудования 4 вертикальных Оценка эффективности ГЭК ВЭУ для метеостанции Александровское в среднем составит 4*349000р =1396000р по 3 кВт, чтоб закрыть годичную потребность в 17250кВт. Цена проектных работ составит 27600р. Цена строй работ примерно 55840р. Каждогодние издержки на сервис одной установки 13800р. Издержки на ремонт 19454р.

Приведенные годичные издержки на 1 кВт установленной мощности составят 25337р Оценка эффективности ГЭК.

Себестоимость 1 кВт⋅ч электроэнергии:

;

р/кВт*ч

Себестоимость 1 кВт*ч равна 4.78 р/кВт*ч.

Полная цена комплектного оборудования 3-х горизонтальных ВЭУ для метеостанции Александровское составит в среднем 3*195000=585000р по 3кВт соответственно. Цена проектных работ составит 27600р. Цена строй работ примерно 23400р. Каждогодние издержки на сервис одной установки 13800р. Издержки на ремонт 8152 р Оценка эффективности ГЭК.

Приведенные годичные издержки на 1 кВт установленной мощности составят 14077р.

Себестоимость 1 кВт⋅ч электроэнергии:

;

р/кВт*ч

Себестоимость 1 кВт*ч равна 2.15 р/кВт*ч.

Согласно предшествующей оценке СЭС мы знаем, что в месяц (сентябрь) одна солнечная панель на 100Вт способна выдавать всего 4,5кВт*ч, за год же всего 55кВт*ч.

Как следует Оценка эффективности ГЭК определяем полную мощность СЭС при недостающем 21,6кВт*ч в день (7883кВт*ч в год):

где W − среднесуточное потребление электроэнергии объектом электроснабжения, кВт⋅ч;

кВт

Если 14,4 кВт поделить на 100Вт, то получим 144 солнечных модулей общей площадью 97 м2, при общей цены в 636480р.

Полная цена комплектного оборудования СЭС Кустик Оценка эффективности ГЭК.уд =636480р.

Цена проектных Кпр работ по определению месторасположения и установки станции на местности для СЭС всех районов принята схожей:

Цена строй Кстр работ приближенно определена при помощи коэффициента издержек на установку станции.

При КР = 0,04, издержки на строй и монтажные работы по установке станции на местности составят около 25459 р. Эксплуатационные издержки на Оценка эффективности ГЭК сервис станций Сэкс во всех районах приняты схожими:

Эксплутационные расходы на ремонт приближенно определены при помощи коэффициента издержек на ремонт, принятого в расчетах равным 0,2.

Срем = крем *рн (Кустик + Кстр) = 0,2*0,067*(6364800+25459) = 8869 р

Приведенные годичные издержки на 1 кВт установленной мощности системы электроснабжения, определяются из выражения:

где Р – установленная мощность объекта электроснабжения (кВт Оценка эффективности ГЭК); С – общие годичные эксплутационные расходы (р.).

р

Для рассматриваемых станций они составят 3002 р. на 1 кВт установленной мощности рублей при среднем сроке службы оборудования 15 лет. Себестоимость 1 кВт⋅ч электроэнергии, вырабатываемой фотоэлектрической станцией, можно найти из выражения:

где − полное количество электронной энергии, вырабатываемое электрической станцией в течение года, кВт⋅ч Оценка эффективности ГЭК; Рм – пиковая мощность солнечного модуля, Вт; n – полное количество модулей. Солнечная электрическая станция, мощностью 14,4 кВт (144 модулей по 100 Вт), владеющим большей годичный суммой суммарной солнечной радиации при средних критериях облачности Е = 1104 кВт⋅ч/м2 ).

кВт⋅ч (за год).

Как видно из расчетов за год может выработать 7948,8 кВт⋅ч электронной энергии при потребности в Оценка эффективности ГЭК 17520 кВт⋅ч(беря во внимание суточную потребность в 48 кВт⋅ч). Т.е. вполне закроет нужную мощность с учетом ВЭУ в 9367 кВт*ч.

р/кВт*ч

Вывод: как мы лицезреем еще рентабельнее использовать ВЭУ, по сопоставлению с СЭС. К тому же солнечные панели занимают огромные площади (97 м2). Но здесь есть Оценка эффективности ГЭК аспекты, у ВЭУ в летний период наблюдается спад выработки энергии, а у СЭС в зимний. Произведем расчеты с этими параметрами.


Выбор ВЭУ и СЭС для ГЭК

Для начала сравним две свойства потенциалов ветра и солнца.

Таблица 4 – Среднемесячная скорость ветра в Томской области, м/с.

Пункт I II III IV Оценка эффективности ГЭК V VI VII VIII IX X XI XII Год
Томская обл.
Александровское 3,35 3,4 3,7 3,7 4,1 3,9 3,1 3,4 3,9 3,8 3,6 3,58
Колпашево 3,4 3,5 3,8 3,7 4,1 3,55 2,75 2,8 3,3 3,7 3,55
Томск 4,25 4,15 4,2 3,6 3,45 2,9 2,7 2,7 3,3 3,9 4,1 4,1 3,61

Таблица 5 - Месячные и годичные суммы суммарной солнечной радиации при средних критериях облачности, кВт⋅ч/м

Пункт I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Год
Томская обл.
Александровское 10,6 31,4 80,3 123,9 151,7 163,9 165,6 112,8 31,9 13,3 5,83
Колпашево 17,5 38,3 94,2 132,5 145,3 160,6 170,8 122,2 73,3 33,6 17,5 10,6
Томск 20,8 43,1 97,8 128,1 154,7 171,1 130,3 86,1 40,8 22,2 13,9

Определим мощность Оценка эффективности ГЭК ВИЭ в любой из периодов и сведем в таблицу 6 и 7.

Для ВЭУ мы можем взять три по 3кВт либо два по 5кВт горизонтального ветрогенератора 5/7 KW-48V LOW WIND. Согласно зависимости на рис. 7 сведем данные в таблицу 6.

Рис.7 – Зависимость мощности от скорости для ВЭУ на 5 кВт

Таблица 6 - Месячные и годичные суммы Оценка эффективности ГЭК выработки энергии 1-го ветрогенератора 5/7 KW-48V LOW WIND, кВт⋅ч

Пункт I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Год
Томская обл.
Александровское
Колпашево
Томск

Таблица 7 - Мощность одной панели на 100Вт выдаваемая в данный период (кВт*ч)

Пункт I II III IV V VI VII VIII IX X Оценка эффективности ГЭК XI XII Год
Томская обл.
Александровское 0,53 1,57 4,01 6,19 7,58 8,19 8,28 5,64 3,25 1,6 0,67 0,29 47,8
Колпашево 0,87 1,92 4,71 6,62 7,26 8,03 8,54 6,11 3,67 1,68 0,87 0,53 50,8
Томск 1,04 2,15 4,89 6,4 7,74 8,56 8,5 6,51 4,31 2,04 1,11 0,69 53,9

В таблице 7 приведены данные по выделяемой мощности одной панели на 100Вт выдаваемая в данный период (месяц, год) зависимо от суммы суммарной солнечной радиации (см. таблица 5).

Сведем все данные в график (рис.6), предполагая, что ветрогенераторы в летний период будут выдавать наименьшую мощность и Оценка эффективности ГЭК восполнить недостающую энергию с помощью солнечных панелей. Зная, что в летний период выработка энергии от солнца в разы больше Потребность энергии в день равно 48кВт*ч и 1488кВт*ч за месяц. Соответственно один ветрогенератор должен производить 744кВт*ч за месяц и в случае проседание недостающую мощность восполнить солнечными Оценка эффективности ГЭК панелями.

Рис.8 – График среднемесячной выработки мощности 2-ух ветрогенератора 5/7 KW-48V LOW WIND и 30 панелей ФСМ-100М.

Как было видно из таблицы 7 самими низкими точками выработки мощности ВЭУ были июль и август с 450кВт*ч при нужной 744кВт для одной установки. Как следует нам недостает 294кВт, а это Оценка эффективности ГЭК 30 солнечных панелей ФСМ-100М.

Таблица 8 - Мощность 30 панелей на 100Вт (кВт*ч)

Пункт I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Год
Томская обл.
Александровское 15,8 47,1 97,5 47,9 8,75
Колпашево 26,2 57,5 50,4 26,2 15,8
Томск 31,2 64,6 61,2 33,3 20,8

Суммируем мощности ВЭУ из 2-ух 5/7 KW-48V LOW WIND и СЭС из 30 панелей в таблицу 9 и представим на графике (рис.7).

Таблица Оценка эффективности ГЭК 9 – Сумма мощностей ВЭУ и СЭС (кВт*ч)

Пункт I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Год
Томская обл.
Александровское
Колпашево
Томск

Рис.9 – График суммарной среднемесячной выработки мощности ГЭК (2-ух ветрогенераторов 5/7 KW-48V LOW WIND и 30 панелей ФСМ-100М)

Нужная же мощность в год для ГЭК Оценка эффективности ГЭК составляет 17520 кВт*ч, любые проседание мощности можно восполнить ДЭС. Как видно из таблицы 9 и из графика (рис.9) ГЭС практически вполне перекрывает среднемесячные потребности в энергии (1488кВт*ч). Избытки энергии целенаправлено сбрасывать на балластную нагрузку, подогрев в зимний период и кондиционирование в летний. А так же для компенсации утрат Оценка эффективности ГЭК в инверторе, АКБ и т.д.

Солнечные батареи защищают аккумуляторные батареи от разряда при отсутствии ветра.

Выбор мачты для ВЭУ

Определим целесообразную высоту мачты для ветровой установки зависимо от издержек на установка и цена производства.

С повышением высоты поверхностные эффекты уменьшаются, а скорость ветра растет. Это ускорение с высотой именуют градиент Оценка эффективности ГЭК ветра. Более нередко применяемое уравнение, представляющее данное отношение:

V2/V1 = (H2/H1)α

V - скорость ветра,

H – высота

α – коэффициент ускорения ветра с повышением высоты

Соответственно при мачте H2 = 15м, скорость ветра определяется как V2=V1(H2/H1)α для метеостанции Александровской, Колпашево и Томска со среднегодовыми скоростями в 3.58, в 3.55 и Оценка эффективности ГЭК в 3.61 м/с (на высоте 10м). Коэффициент градиента ветра равен 0.3. Данный коэффициент характерен для местности с деревьями, буграми и зданиями в районе. При коэффициенте 0,2 для открытой местности

VАлександровское=3,58(15/10)0,3=4,04 м/с

VКолпашево=3,55(15/10)0,3=4,01 м/с

VТомск=3,61(15/10)0,3=4,07 м/с

Таблица 10 – Среднемесячная скорость ветра в Томской области на15м, м/с.

Пункт I II III IV V VI VII VIII Оценка эффективности ГЭК IX X XI XII Год
Томская обл.
Александровское 3,78331 3,84 4,2 4,2 4,6 4,4 3,5 3,8 4,4 4,3 4,1 4,04
Колпашево 3,83978 3,95 4,3 4,2 4,6 3,2 3,7 4,5 4,5 4,2 4,01
Томск 4,79972 4,69 4,7 4,1 3,9 3,3 3,7 4,4 4,6 4,6 4,08

Количество кВт·ч электроэнергии, вырабатываемое ВЭУ в течение года либо хоть какого периода определяется по формуле:

Таблица 11 - Месячные и годичные суммы выработки энергии 1-го ветрогенератора 5/7 KW-48V LOW WIND на высоте 15м, кВт⋅ч

Пункт I II Оценка эффективности ГЭК III IV V VI VII VIII IX X XI XII Год
Томская обл.
Александровское
Колпашево
Томск

Соответственно при мачте H2 = 20м, скорость ветра определяется как V2=V1(H2/H1)α для метеостанции Александровской, Колпашево и Томска со среднегодовыми скоростями в 3.58, в 3.55 и в 3.61 м/с. Коэффициент градиента ветра равен 0.3. Данный Оценка эффективности ГЭК коэффициент характерен для местности с деревьями, буграми и зданиями в районе.

VАлександровское=3,58(20/10)0,3=4,41 м/с

VКолпашево=3,55(20/10)0,3=4,37 м/с

VТомск=3,61(20/10)0,3=4,45 м/с

Таблица 12 – Среднемесячная скорость ветра в Томской области на20м, м/с.

Пункт I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Год
Томская обл.
Александровское 4,12433 4,19 4,6 4,6 4,8 3,8 4,2 4,8 4,7 4,4 4,41
Колпашево 4,18589 4,31 4,7 4,6 4,4 3,4 4,1 4,9 4,9 4,6 4,37
Томск 5,23236 5,11 5,2 4,4 4,2 3,6 3,3 4,1 4,8 4,45

Таблица 13 - Месячные и Оценка эффективности ГЭК годичные суммы выработки энергии 1-го ветрогенератора 5/7 KW-48V LOW WIND на высоте 20м, кВт⋅ч

Пункт I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Год
Томская обл.
Александровское
Колпашево
Томск

Соответственно при мачте H2 = 25м, скорость ветра определяется как V2=V1(H2/H1)α для метеостанции Александровской, Колпашево Оценка эффективности ГЭК и Томска со среднегодовыми скоростями в 3.58, в 3.55 и в 3.61 м/с. Коэффициент градиента ветра равен 0.3. Данный коэффициент характерен для местности с деревьями, буграми и зданиями в районе.

VАлександровское=3,58(25/10)0,3=4,71 м/с

VКолпашево=3,55(25/10)0,3=4,67 м/с

VТомск=3,61(25/10)0,3=4,75 м/с

Таблица 14 – Среднемесячная скорость ветра в Томской области на25м, м/с.

Пункт I II Оценка эффективности ГЭК III IV V VI VII VIII IX X XI XII Год
Томская обл.
Александровское 4,40988 4,48 4,9 4,9 5,4 5,1 4,1 4,5 5,1 4,7 4,71
Колпашево 4,4757 4,61 4,9 5,4 4,7 3,7 4,3 5,3 5,3 4,9 4,67
Томск 5,59462 5,46 5,5 4,7 4,5 3,8 3,6 4,3 5,1 5,4 5,4 4,75

Таблица 15 - Месячные и годичные суммы выработки энергии 1-го ветрогенератора 5/7 KW-48V LOW WIND на высоте 25м, кВт⋅ч

Пункт I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Год
Томская обл.
Александровское Оценка эффективности ГЭК
Колпашево
Томск

Вывод: Стоимость на ВЭУ без мачты колеблется от 150000 до 350000р. Производители большинства ВЭУ поставляют мачты на 4, 6 8 и 12 метров по стоимости 25000, 37000, 50000 и 70000 рублей. Нужен расчет цены мачты на 25 метров с учетом трудозатрат, материала, доставки и монтажа. Подразумевается, что будем намного дешевле, чем ещё одна ветроустановка с мачтой наименьшей высоты. Так Оценка эффективности ГЭК же необходимо учесть, что в течении денька скорость ветра у поверхности изменяется, ночкой стихает, а деньком возрастает. И направление ветра стремиться следовать за солнцем.


ocenka-effektivnosti-psihokorrekcionnoj-programmi.html
ocenka-effektivnosti-rashodov-byudzheta-moskvi-po-yuao-referat.html
ocenka-effektivnosti-razrabotannih-rekomendacij-2-glava.html