CC BY
24
ISSN 2410-6070 ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА №7 / 2021
Анализируя график, представленный на рисунке 6 можно отметить, что за последние три года объем недоотпуска энергии потребителям находится примерно на одном уровне и составляет значительную цифру. Это свидетельствует о том, что работы по снижению этого вида затрат проводятся очень слабо.
s кВт ч
2963-1. б
354"86
308375,3
2018 Ш9 2020
Рисунок 6 - Недоотпуск электрической энергии
Выводы
1. Рассматривая все выше изложенное можно факторы, влияющие на надежность, разделить на несколько групп:
- эксплуатационные факторы, которые заключаются в техническом состоянии воздушных и кабельных линий;
- природные явления;
- организационно-технические факторы. Составляют важную часть общих факторов, влияющих на надежность линий. Отличаются тем, что являются неизмеримыми, их можно прогнозировать и устранять с помощью специальных мер, разработанных для улучшения условий эксплуатации.
2. Выявлены основные внешние факторы, влияющие на надежную работу линий электропередач
3. Указана необходимость проведения работ по повышению надежности сетей и снижению недоотпуска энергии потребителям.
Список использованной литературы: 1. Папков Б. В., Осокин В. Л. Особенности оценки структурной надежности систем с объектами распределенной генерации // Известия Российской академии наук. Энергетика. 2020. № 2. С. 75-84.
© Козлов А.В., Шевцов И.С., 2021
УДК 620.91
Острина Е.М.,
студентка 4 курса ОГУ, г. Оренбург, РФ Научный руководитель: Горячев С. В.,
кандидат технических наук, доцент ОГУ,
г. Оренбург, РФ
ВЕТРОУСТАНОВКИ. СПОСОБЫ УВЕЛИЧЕНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВЕТРОДВИГАТЕЛЯ С ВОЗДУШНЫМ ПОТОКОМ. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ДРОНОВ ДЛЯ ОСМОТРА ВЭУ.
Аннотация
Во многих развитых странах мира современная ветровая энергия является частью энергетических
~ 54 ~
систем, а в некоторых странах - одним из главных компонентов альтернативной энергетики основанной на возобновляемых источниках энергии. К сожалению, доля нетрадиционных возобновляемых источников энергии (в том числе энергии ветра) в энергобалансе нашей страны в настоящее время составляет всего 1,5%. В то же время в России есть объективный источник, социально-экономические и экологические условия для широкомасштабного использования энергии ветра и других возобновляемых источников энергии.
Ветроустановка, ветрогенератор, энергия, воздушный поток, ВЭУ, электрогенератор, ветродвигатель.
Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) - это взаимосвязанный комплекс оборудования и конструкций, предназначенный для преобразования энергии ветра в другие виды энергии (электрическую, механическую, тепловую и т. п.).
Ветроагрегат состоит из ветряного двигателя, которая является основной частью ВЭУ и системы передачи ветровой мощности на нагрузку (потребителю), самого потребителя ветровой энергии (какого-либо устройства: электромашинного генератора, водяного насоса, нагревателя и т. п.).
Ветродвигатель - это преобразование кинетической энергии ветра в механическую энергию работающего ветродвигателя. Рабочие движения ветряка могут быть разными. На существующих сегодня ветродвигателях в качестве рабочего движения используется круговое вращательное движение. Вместе с тем известны многочисленные предложения (иногда даже реализованные) по использованию других видов рабочего движения, например колебательного.
Система лопастей ветряка (ветроколеса) может иметь различную конструкцию. В современных ветродвигателях лопастная система выполнена в виде жестких лопастей с однолопастным профилем в поперечном сечении (иногда в этом случае используют термины «крыльчатые», или пропеллерные, ветродвигатели). Лопастные системы успешно работают с использованием вращающихся цилиндров (использование эффекта Магнуса). Есть предложения по изготовлению лопастной системы на основе различных типов лопасти с гибкой поверхностью (парусом). Таким образом, лопасть является неотъемлемой частью ветроколеса, создающего крутящий момент.
Ключевые слова
Ветроэнергетическая установка
Рисунок 1 - Конструктивная схема горизонтально-осевого ветрогенератора: 1 - ветродвигатель, 2 - гондола, 3 - мультипликатор, 4 - нагрузка (электрогенератор), 5 - башня, 6 - фундамент
ISSN 2410-6070 ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА №7 / 2021
Способы увеличения взаимодействия ветродвигателя с воздушным потоком
Использование концентраторов воздушного потока
Предлагается использовать этот метод для горизонтально-осевых ветроэнергетических установок. Известно, что ветродвигатель в идеальных условиях, в свободном атмосферном потоке может быть преобразована в механическую мощность кинетической энергии не более 16/27 набегающей воздушной струи, которая имеет перед ветродвигателем площадь поперечного сечения, равную площади, охватываемой его лопастной системой.
Устройства различной конструкции могут увеличить аэродинамическое взаимодействие между ветродвигателем и атмосферным воздушным потоком, если это заставит дополнительную массу воздушного потока, окружающего струю, проходящую через ветродвигатель. Таким образом, кинетическая энергия воздушного потока вокруг ветродвигателя участвует в энергетическом взаимодействии с ветровым колесом.
Физически усиление аэродинамического взаимодействия происходит как за счет увеличения количества воздуха, проходящего через ветроколесо, так и за счет увеличения перепада статического давления на ветроколесе.
Поскольку воздушный поток концентрируется, можно исполльзовать различные устройства воздуховодов: воздухоотводящих (атмосферный диффузор), рис. 2 а, б; воздухоподводящих (воздухоприемный конфузор), рис. 15, в; комбинированных воздуховодных, рис. 2, г.
Практическое применение нашли ветроустановки, в которых используются атмосферные диффузоры. На рис. 2, а показана схема обычного диффузора с щелевым вдувом внешнего атмосферного воздуха во внутреннюю стенку диффузора для предотвращения последующего отрыва потока. Такой вдув позволяет увеличить угол открытия диффузора, т. е. сократить его длину.
Рисунок 2 - Схемы горизонтально-осевых ветродвигателей с воздуховодными устройствами: а - с атмосферным диффузором с щелевым вдувом; б - с диффузорным кожухом из крылатого профиля; в - с воздухоподводящим конфузором; 2-е комбинированным воздуховодным устройством;
1 - диффузором; 2 - ветроколесо; 3 - гондола; 4- силовые стойки; 5 - щелевой вдув;
6- опорное устройство; 7 - труба Вентури; 8 - конфузор.
Рассеиватель атмосферного звука характеризуется статическим давлением на выходе, не превышающим атмосферно. Однако вакуум, создаваемый за ветроколесом, вызывает увеличение скорости от У0 в частях перед диффузором до скорости V в части перед ветроколесом. Увеличение этой скорости связано с гидравлическими потерями в диффузоре достигает 1,5.,,1,8. В результате расход воздуха через ветродвигатель и давление на ветроколесе увеличиваются, а коэффициент использования СР для энергии
ISSN 2410-6070 ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА №7 / 2021
ветра может достигать значения 1,0... 1,5, что превышает критерий Жуковского-Бетца для ветродвигателя без диффузора в 2-3 раза.
Другой тип атмосферного диффузора - наружный кожух с профилем поперечного сечения крыла (см. рис. 2, б). КПД такого устройства меньше, чем раньше, но конструктивные проблемы решаются очень легко.
Очевидными преимуществами использования диффузора являются уменьшение диаметра ветроколеса и возможность использования ВЭУ в районах с низкой среднегодовой скоростью ветра. Кроме того, наличие кожуха вокруг ветроколеса увеличивает его эффективность за счет потери конечных потерь от вихрей, выходящих из лопастей.
Недостатки атмосферного диффузора: появление в диффузоре однократного отрыва потока при увеличении угла натекания потока воздуха на диффузор свыше 10„.15; увеличение осевой нагрузки на башню; износ.
На рис. 2, в представлена схема горизонтально-осевого ветродвигателя с воздухоподводящим конфузором. В этом случае ветряная турбина улавливает лишнюю массу воздуха в результате эффекта падения давления от скоростного напора на ветродвигатель.
На рис. 2, г представлена схема горизонтально-осевого ветродвигателя с комбинированным устройством воздуховодом с использованием двух коаксиальных труб Вентури. В самой маленькой части такой трубы образуется максимальный вакуум. Во внутренней трубе Вентури вместо максимального разрежения находится ветроколесо, во внешней трубе Вентури в самой маленькой части есть выход из внутренней трубы. Таким образом, можно увеличить мощность ветродвигателя, используя дополнительный перепад давления на ветроколесе.
Использование вихревых структур
Для увеличения взаимодействия ветродвигателя с воздушным потоком можно использовать вихревые структуры, которые создаются как в свободной атмосфере, так и в специальных каналах. Такие роторные генераторы энергии похожи на естественное торнадо тем, что обладают значительной кинетической энергией.
Одной из наиболее совершенных конструкций ветроэнергетических установок с вихревой структурой, обрамленной стенками, является вертикально-осевой пропеллерный ветродвигатель, над которым расположена торнадо-башня (рис. 3). Циркулирующий воздушный поток поступает в башню через регулируемые направляющие лопатки. В приосевой зоне вихря возникают значительно редкие и высокие угловые скорости, что приводит к вытягиванию дополнительных воздушных масс из окружающей среды. В результате скорость перед ветроколесом значительно превышает скорость атмосферного потока, а за самим ветроколесом создается значительное разрежение.
Рис. 3. Схема вертикально-осевого ветродвигателя с торнадо-башней: 1 - регулирующие вертикальные открытые жалюзи; 2 - закрытые жалюзи; 3 - ветротурбина; 4 - вертикальная башня; 5 - подводящее
опорное устройство; 6 - электрогенератор.
ISSN 2410-6070 ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА №7 / 2021
Способность вихревых структур концентрировать энергию окружающего пространства в его осевых частях энергию из позволяет использовать такие ВЭУ в районах с малой скоростью ветра. В существующем устройстве ветроэнергетической установки нет необходимости устанавливать ветряную турбину по направлению ветра.
Использование тепловых дронов для осмотра ВЭУ Ежегодные проверки лопастей и башней ветрогенераторов без участия человека могут значительно повысит безопасность, эффективность и точность инспекционных служб. Кроме того, дрон, оснащенный высокоточными цифровыми и инфракрасными камерами, может сэкономить время и деньги, тестируя несколько ветровых турбин за время, которое он использовал для подъема на одну.
Рисунок 4 - Тепловизионные и высокоточные снимки беспилотных летательных аппаратов обычно обеспечивают более детальный и точный осмотр лопастей и башен ветротурбин
Дрон позволяет проводить термографические испытания за несколько часов, раньше на это уходило от 2 до 3 специалистов по ветроэнергетике и несколько дней.
Инфракрасное или тепловое тестирование - это процесс неразрушающего контроля, в котором используются специализированные камеры, которые могут обнаруживать инфракрасное излучение. Этот процесс измеряет мельчайшие перепады температур, которые обычно не видны человеческому глазу, и позволяет получать чрезвычайно детальные изображения.
Дефекты, такие как трещины или другие изменения в составе и излучательной способности материала, изменяют тепловую сигнатуру этого материала. Излучательная способность - это отношение энергии, излучаемой с поверхности материала, что означает его способность излучать, поглощать и передавать излучение. Такие небольшие изменения в композитах лопаток турбин можно обнаружить с помощью инфракрасного излучения, в противном случае они не будут обнаружены только при визуальном осмотре. Обнаружение небольших несоответствий снижает затраты и повышает эффективность.
Чтобы выполнить осмотр, ветротехник сначала подключает беспилотник к RTK-спутниковой навигационной технологии, которая используется для повышения точности данных о местоположении GPS. RTK позволяет дрону летать более точно и оставаться неподвижным при зависании и фотосъемке, что приводит к более точным данным и меньшему количеству столкновений с турбиной.
Помимо тестирования, его можно использовать в разных климатических условиях, днем и ночью. Этот процесс требует создания нулевого отключения оборудования, что избавляет владельцев ветроэнергетики от потери производства из-за простоя активов.
Регулярные термографические осмотры имеют решающее значение для эффективной работы ветровых турбин. Таким образом, метод тестирования является наиболее точеным, воспроизводимым и экономиченым.
ISSN 2410-6070 ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА №7 / 2021
Заключение
В некоторых европейских странах первые технологии использования энергии ветра на промышленном уровне появились задолго до линий электропередач. Однако даже сегодня это направление нельзя назвать оптимальным и универсальным для использования в любой сфере, зависящей от электричества. При этом состояние и перспективы развития ветроэнергетики в России определяются комплексными технико-эксплуатационными показателями конечного продукта. Однако затраты на содержание таких станций могут быть оплачены только тщательными расчетами и использованием новейших технологий, которые минимизируют эксплуатационные недостатки агрегата. Список использованной литературы:
1. Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников энергии в России / П.П. Безруких и др. СПб.: Наука, 2002.314 с.
2. ГОСТ Р 51237-98. Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Термины и определения.
3. ГОСТ Р 51991-2002. Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Общие технические требования.
4. ГОСТ Р 51990--2002. Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Классификация.
5. Безруких П.П., Безруких ПЛ. (мл.). Что может дать энергия ветра: Ответы на 33 вопроса. М.: Недра, 2002. 39 с.
6. Концепция использования ветровой энергии в России / Под ред. П Л Безруких. М.: Книга - Пента, 2005. 128 с.
7. [Электронный ресурс ] https://www.windpowerengineering.com/using-thermal-drones-for-detailed-blade-^ресйош/
© Острина Е.М., 2021
УДК 004.453
Шумихин А.А., Белуслудцева Т.В. - студенты ЯГТУ, г. Ярославль, РФ,
Маевский В.К. доцент ЯГТУ г. Ярославль, РФ
РАЗРАБОТКА КЛИЕНТСКОЙ ЧАСТИ СИСТЕМЫ УДАЛЕННОГО КОНФИГУРИРОВАНИЯ
ПЛАТЕЖНЫХ ТЕРМИНАЛОВ PS TMS
Аннотация
Проводится разработка клиентской части системы удаленного конфигурирования платежных терминалов PS TMS.
Ключевые слова
Платежный терминал, PS TMS, клиентская часть, система удаленного конфигурирования.
В торговых точках для расчета с покупателями используют платежные терминалы. Платежные терминалы поставляют торговым предприятиям, а затем обслуживают банки- эквайеры. Для настройки и обновления платежных терминалов банки используют системы удаленного конфигурирования. PS TMS -PosSoft Terminal Management System - система удаленного конфигурирования платежных терминалов, используемая множеством компаний. Система PS TMS состоит из двух частей: клиентской и серверной. Данная работа посвящена разработке клиентской части системы удаленного конфигурирования платежных терминалов PS TMS.
Актуальность данной разработки обусловлена тем, что множество банков-эквайеров, предоставляющих платежные терминалы торговым предприятиям, нуждаются в системе удаленного конфигурирования платежных терминалов, которая, не может обойтись без простой и удобной клиентской
~ 59 ~
