CC BY
105
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №5/2015 ISSN 2410-700X УДК 621.3
Кашелев Никита Алексеевич
Магистр 2 курса ВолгГТУ г. Волгоград, РФ, E-mail: nick.kaschelev@yandex.ru
РАСЧЕТ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОВОРОТНОГО УСТРОЙСТВА В СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ МАЛЫХ И СРЕДНИХ МОЩНОСТЕЙ
Аннотация
Статья посвящена целесообразности использования поворотного устройства солнечных панелей электростанции малой и средней мощности и расчету потерь электроэнергии на поворот панели.
Ключевые слова
Поворотное устройство, СЭС, солнечная батарея
В настоящее время использование возобновляемых источников энергии набирает свои обороты. Поэтому важно увеличить КПД вырабатываемой энергии установкой и минимизировать потери. В данной статье представлен расчет энергии, которую тратит устройства поворота и приведено сравнение такого устройства и обычной установкой, но имеющей в два раза больше панелей.
В системе с поворотным устройством используется шаговый двигатель ST57-76 с шагом wд=1.8 град, током I = 3 А, индуктивностью L=1.6 гн и солнечный модуль ТСМ -120 весом 10кг, током нагрузки fe = 10А и напряжением U = 12В. В качестве контроллера используется ОВЕН ПЛК 100. Рассчитаем потребляемую мощность шаговым двигателем P = sqrt (L)*I = sqrt (1.6)*3=4 Вт. ПЛК 100 потребляет Pк=10Вт. В итоге, получается, что контроллер должен работать постоянно, а двигатель запускаться только тогда, когда панель надо повернуть на 5-15 (в зависимости от конструкций панелей) град за Солнцем. Солнце двигается со скоростью w=360/24= 15 град. Отсюда следует, что панель надо повернуть раз в час на 15 град. Двигатель при потреблении 4 Вт за 1.8 град поворота проработает w = wд/(передаточное отношение редуктора) * Двремя работы двигателя). Проведем несложные расчеты: 15=1.8/2 *t, отсюда t = 16.5 c. Потребляемая
мощность за час 4*16.5=66 Вт*ч при работе двигателя 16.5 секунд. Рассчитаем расход потребной энергии на поворот и остаток: 120-10-66.6 = 43.4 Вт*час остаток энергии на вывод в сеть. Отсюда следует, что только треть энергии от панели будет уходить в общую сеть.
При статичных панелях пиковая мощность в 120Вт будет только около двух часов в день, а дальше свет будет рассеянный и мощность на панели упадет. По данным практического исследования, «Утром мощность панели в 4.8 раза меньше по сравнению с полднем» [1]. По грубой статистике, собранной с установки, выигрыш составляет примерно 40-50% от стандартно закрепленных панелей. Но так ли дешев привод поворота? В данной установке использовался привод с шаговым двигателем и оригинальным редуктором, который делали на заказ. Подсчитаем стоимость установки с поворотным устройством и без. Стоимость с поворотным устройством:
1. Редуктор с уменьшенными потерями на трении = 15т.р.
2. Шаговый двигатель ST57-76 = 5.5 т.р.
3. Солнечная панель ТСМ-120 = 16 т.р.
4. ПЛК 100 = 10 т.р.
Итого: 46.5 т.р.
Стоимость без поворотного устройства, но с дополнительной панелью:
1. Солнечная панель ТСМ-120 х2 = 32 т.р.
2. ПЛК 100 = 10 т.р.
Итого: 42 т.р.
В итоге плюсы установки с поворотным устройством:
1. Повышенное КПД
2. Занимает меньше места Минусы:
44
международный научный журнал «символ науки»
№5/2015
ISSN 2410-700X
1. Большая стоимость
2. КПД редуктора в районе 50-70%
3. Износ механической части
4. Система с двумя панелями, вместо поворотного устройства надежнее.
Список использованной литературы
1. Тестирование солнечных панелей [Электронный ресурс] / http://inerton.ucoz.ru/
© Н.А. Кашелев, 2015
УДК 621.3
Кашелев Никита Алексеевич
Магистр 2 курса ВолгГТУ г. Волгоград, РФ, E-mail: nick.kaschelev@yandex.ru
ВЕТРО-СОЛНЕЧНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ С УДАЛЕННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ И
СНЯТИЕМ ХАРАКТЕРИСТИК
Аннотация
Статья описывает гибридную ветросолнечную установку с удаленным доступом через GSM-модем через интернет.
Ключевые слова
Гибридная электростанция, ВЭС, солнечная батарея, ветряк
Как говориться прогресс не стоит на месте и вот уже и в России появляются ветро-солнечные частные электростанции. К примеру, в Европе, Китае, Америке и других развитых странах ветрогенератор или солнечная электростанция дома это обычное дело и многие ими уже обзавелись, да еще и государство старается в этом своих граждан поддерживать, даже электричество у них покупают по двойному тарифу.
Зачем же нужна именно гибридная установка? Во-первых, независимость от государственной электросети. Во-вторых, энергия двух типов - Солнца и ветра, так что установка будет работать всегда. В-третьих, отлично заменяет бензогенератор, срок окупаемости малой электростанции 5 лет.
Потребители
Рисунок 1 - Типовая схема ветро-солнечной установки
Типовая схема гибридной установки представлена на рисунке 1. Установка включает в себя ветряк, панели, контроллер, инвертор и аккумуляторные батареи. Но а как же, если вам потребуется снимать характеристики? Не ходить же всегда с мультиметром и снимать данные? Решение довольно просто. Недавно
45
