Рассчитываем количество дней работы вэу:
Расчет ведется с учетом обеспеченности рабочей скорости ветра ρ(v), когда v>vmin (табл. П.2.2., Приложения 2.) Результаты расчета вносим в табл.2.5.
Таблица 2.5.
М-ц |
Январь(31) |
Февраль(28) |
Март (31) |
Апрель(30) |
Май(31) |
Июнь (30) |
||||||
Кол-во дней |
ρ(v) |
N |
ρ(v) |
N |
ρ(v) |
N |
ρ(v) |
N |
ρ(v) |
N |
ρ(v) |
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Июль (31) |
Август (31) |
Сентябрь (30) |
Октябрь (31) |
Ноябрь (30) |
Декабрь (31) |
За год (среднее) |
|||||||
ρ(v) |
N |
ρ(v) |
N |
ρ(v) |
N |
ρ(v) |
N |
ρ(v) |
N |
ρ(v) |
N |
ρ(v) |
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Количество полезной используемой энергии за сезон для каждого количества вэу:
, МДж
(2.9)
Количество сэкономленного топлива за сезон:
(2.10)
где:
=29330
МДж/т – низшая рабочая теплота сгорания;
ηэк
= 0,3264 – экономический КПД.
Расчет вести исходя из стоимости органического топлива, равного 16000 руб./т. По результатам расчетов необходимо сделать вывод о целесообразности использования рассматриваемого типа ВЭУ по экономии топлива
Библиографический Список
1. Энергоснабжение сельскохозяйственных потребителей с использованием возобновляемых источников: учебное пособие Л.А Саплин, С.К. Шерьязов, О.С. Пташкина-Гирина, Ю.П. Ильин; под ред. Л.А. Саплина. - Челябинск.: ЧГАУ, 2000. – 194 с.
2. Твайделл, Дж. Возобновляемые источники энергии /Дж. Твайделл, А. Уэйр; [пер. с англ. под ред. В.А. Коробова]. - М.: Энергоатомиздат, 1990. -391 с.
3. Возобновляемые источники энергии: учебное пособие к практическим занятиям/ И.М. Кирпичникова, Е.В.Соломин. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2009. – 50 с.
4. Безруких, П.П. Возобновляемая энергетика: сегодня – реальность, завтра-необходимость / П.П. Безруких. – М.: Лесная страна, 2007. – 120 с.
5. Оценки ресурсов возобновляемых источников энергии в России: справочник-учебное пособие /сост.: Ю.С. Васильев, П.П. Безруких, В.В. Елистратов, Г.И. Сидоренко. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2009. – 250 с.
Приложение 1.
Варианты задач и данные для расчета задачи 1.
Таблица П. 1.1.
Варианты данных для расчета
Вариант |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Населенный пункт Челябинской обл. |
Аргаяш |
Кыштым |
Варна |
Миасс |
Бреды |
Челябинск |
Кизил |
Пласт |
Еткуль |
Троицк |
Количество человек, использующих горячую воду, n |
10 |
12 |
8 |
15 |
13 |
14 |
11 |
16 |
12 |
10 |
Конечная температура нагрева, 0С |
Для всех вариантов 850С |
|||||||||
Таблица П. 1.2
Значения коэффициентов a,b,S0 для Челябинской области по месяцам
Величина |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
a |
0,15 |
0,14 |
0,2 |
0,17 |
0,12 |
0,10 |
0,18 |
0,11 |
0,14 |
0,19 |
0,16 |
0,13 |
b |
0,18 |
0,41 |
0,4 |
0,45 |
0,54 |
0,54 |
0,4 |
0,48 |
0,44 |
0,44 |
0,42 |
0,32 |
So, ч |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
16 |
16 |
14 |
12 |
10 |
8 |
8 |
Таблица П. 1.3
Средние значения величины S для различных районов Челябинской области
Номер района. Характерные населенные пункты |
Величина S, ч, для месяца |
|||||||||||
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
|
1.Бреды, Кизильское, Карталы |
3,5 |
4,8 |
6,2 |
8,1 |
9,4 |
10,5 |
10,5 |
9,5 |
6,8 |
4,3 |
3,0 |
2,5 |
2.Агаповка, Варна, Троицк, Октябрьское |
3,1 |
4,5 |
5,8 |
7,8 |
9,2 |
10,3 |
10,3 |
8,9 |
6,4 |
3,8 |
2,9 |
2,5 |
3.Верхнеуральск Чесма, Пласт, Увельское, Еткуль |
2,8 |
4,5 |
5,4 |
7,4 |
8,8 |
9,8 |
9,9 |
8,4 |
6,3 |
3,5 |
2,6 |
2,0 |
4.Чебаркуль, Аргаяш, Челябинск, Миасс, Кунашак. |
2,5 |
4,2 |
5,2 |
7,4 |
8,6 |
9,6 |
9,4 |
7,9 |
5,6 |
3,4 |
2,2 |
1,9 |
5.Нязепетровск, Кыштым, Верхний Уфалей |
2,2 |
5,2 |
7,3 |
8,6 |
9,4 |
9,0 |
9,0 |
7,5 |
5,3 |
2,9 |
2,0 |
1,8 |
Таблица П.1.4.
Значение величины R для зоны Южного Урала
φ, град |
Месяц |
|||||||||||
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VII |
IX |
X |
XI |
XII |
|
5 |
1,22 |
1,15 |
1,08 |
1,03 |
1,01 |
1,00 |
1,00 |
1,02 |
1,05 |
1,10 |
1,19 |
1,24 |
10 |
1,44 |
1,30 |
1,17 |
1,07 |
1,02 |
1,00 |
1,01 |
1,04 |
1,11 |
1,21 |
1,38 |
1,47 |
15 |
1,65 |
1,45 |
1,24 |
1,10 |
1.02 |
1,00 |
1,01 |
1,06 |
1.15 |
1,31 |
1,57 |
1,70 |
20 |
1,85 |
1,58 |
1,31 |
1,12 |
1,02 |
0,99 |
1,00 |
1,07 |
1,19 |
1,40 |
1,74 |
1,93 |
25 |
2,05 |
1,71 |
1,38 |
1,14 |
1,02 |
0,98 |
1,00 |
1,08 |
1,23 |
1,48 |
1,91 |
2,14 |
30 |
2,23 |
1,83 |
1,43 |
1,16 |
1,01 |
0,96 |
0,98 |
1,08 |
1,25 |
1,56 |
2,07 |
2,34 |
35 |
2,40 |
1,94 |
1,48 |
1,17 |
1,00 |
0,94 |
0,97 |
1,08 |
1,27 |
1,63 |
2,21 |
2,52 |
40 |
2,55 |
2,04 |
1,52 |
1,17 |
0,98 |
0,92 |
0,94 |
1,06 |
1,28 |
1,69 |
2,34 |
2,69 |
45 |
2,69 |
2,13 |
1,55 |
1,17 |
0,95 |
0,89 |
0,92 |
1,05 |
1,29 |
1,74 |
2,46 |
2,85 |
50 |
2,82 |
2,20 |
1,57 |
1,16 |
0,92 |
0,86 |
0,89 |
1,02 |
1,28 |
1,78 |
2,57 |
2,99 |
55 |
2,88 |
2,16 |
1,59 |
1,15 |
0,89 |
0,82 |
0,85 |
1,00 |
1,27 |
1,75 |
2,62 |
3,10 |
60 |
3,01 |
2,31 |
1,59 |
1,13 |
0,85 |
0,78 |
0,81 |
0,96 |
1,25 |
1,83 |
2,73 |
3,21 |
65 |
3,08 |
2,35 |
1,59 |
1,11 |
0,81 |
0,74 |
0,77 |
0,93 |
1,23 |
1,84 |
2,79 |
3,29 |
70 |
3,13 |
2,37 |
1,58 |
1,08 |
0,77 |
0,69 |
0,73 |
0,88 |
1,19 |
1,84 |
2,83 |
3,35 |
75 |
3,16 |
2,38 |
1,55 |
1,05 |
0,72 |
0,65 |
0,68 |
0,84 |
1,15 |
1,83 |
2,85 |
3,38 |
80 |
3,18 |
2,37 |
1,52 |
1,01 |
0,67 |
0,60 |
0,63 |
0,78 |
1,11 |
1,81 |
2,86 |
3,40 |
85 |
3,17 |
2,35 |
1,48 |
0,97 |
0,62 |
0,56 |
0,58 |
0,73 |
1,05 |
1,78 |
2,84 |
3,40 |
90 |
3,14 |
2,31 |
1,43 |
0,92 |
0,56 |
0,49 |
0,52 |
0,67 |
0,99 |
1,73 |
2,81 |
3,37 |
Таблица П.1.5
Значения коэффициента замещения потребной энергии за летний период для Челябинской области
Площадь солнечного коллектора, м2 |
10 |
12 |
13 |
15 |
18 |
22 |
28 |
35 |
Более 40 |
Значение коэффициента fi |
0,42 |
0,47 |
0,49 |
0,52 |
0,53 |
0,55 |
0,6 |
0,62 |
0,63 |
Рис. П.1.1.– Зависимость вероятности солнечного излучения от времени суток для Челябинской области
Приложение 2
Варианты задач и данные для расчета задачи 2.
Таблица П. 2.1.
Варианты и данные к заданию 2
Параметры |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Район Челябинской области |
Златоуст
|
Бреды
|
Южно-уральск
|
Аргаяш
|
Кизильское
|
Челябинск
|
Сафакулево |
Магнито-горск |
Октябрьс-кое |
Таганай |
Тип ВЭУ |
УВЭ-40 |
ЛМВ-250 |
ВЭУ-1 |
ЛМВ-500 |
ВЭТЭН -0,16 |
Радуга- 001 |
УВЭ- 300/24-2,2 |
ВЭУ-02 |
УВЭ-500 |
ВЭС-1 |
Номинальная мощность, PН кВт |
0,07 |
0,25 |
1,0 |
0,5 |
0,16 |
1,0 |
0,55 |
0,2 |
0,5 |
1,0 |
Минимальная скорость, vmin м/с |
3,0 |
3,0 |
3,0 |
3,0 |
3,5 |
3,0 |
3,0 |
3,0 |
3,0 |
3,0 |
Рабочая скорость, vр, м/с |
6,5 |
8,0 |
7,0 |
7,0 |
7,0 |
8,0 |
8,0 |
8,0 |
12,0 |
7,0 |
Максимальная скорость, vmax, м/с |
25,0 |
30,0 |
40,0 |
30,0 |
25,0 |
25,0 |
25,0 |
40,0 |
25,0 |
40,0 |
Число лопастей |
3 |
3 |
1 |
2 |
3 |
3 |
3 |
1 |
3 |
3 |
Диаметр ветроколеса, D, м |
1,5 |
1,7 |
3,0 |
3,0 |
1,6 |
2,2 |
2,2 |
1,6 |
2,2 |
3,6 |
Высота мачты h, м |
4 |
9 |
10 |
8 |
4,5 |
4,3 |
4,3 |
6 |
4,5 |
8 |
Таблица П. 2.2
Эмпирическая повторяемость скоростей ветра в зоне Южного Урала
Месяц |
Градации скоростей ветра, м/с |
|||||||||||||
0 - 1 |
2 - 3 |
4 - 5 |
6 - 7 |
8 - 9 |
10 - 11 |
12 – 13 |
14 - 15 |
Более 16 |
||||||
Сафакулево |
||||||||||||||
Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь |
0,3 0,3 0,27 0,28 0,27 0,27 0,27 0,28 0,28 0,27 0,28 0,29 |
0,32 0,33 0,29 0,3 0,29 0,31 0,29 0,29 0,3 0,29 0,3 0,31 |
0,23 0,22 0,25 0,22 0,23 0,22 0,24 0,22 0,24 0,24 0,23 0,23 |
0,08 0,09 0,12 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,09
|
0,05 0,04 0,05 0,08 0,08 0,08 0,07 0,08 0,05 0,07 0,06 0,06 |
0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,01 |
0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 |
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
|||||
Год |
0,39 |
0,34 |
0,19 |
0,05 |
0,01 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||||
Таганай |
||||||||||||||
Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь |
0,04 0,07 0,1 0,06 0,08 0,08 0,11 0,08 0,06 0,06 0,04 0,04 |
0,06 0,08 0,1 0,09 0,13 0,1 0,16 0,16 0,11 0,1 0,08 0,07 |
0,07 0,09 0,1 0,1 0,17 0,18 0,19 0,16 0,11 0,1 0,08 0,07 |
0,08 0,1 0,1 0,13 0,18 0,17 0,19 0,17 0,18 0,16 0,11 0,1 |
0,09 0,18 0,1 0,12 0,15 0,14 0,15 0,16 0,17 0,14 0,1 0,09 |
0,16 0,12 0,15 0,17 0,14 0,17 0,13 0,12 0,15 0,16 0,15 0,15 |
0,13 0,1 0,14 0,12 0,07 0,09 0,05 0,07 0,1 0,12 0,18 0,14 |
0,01 0,07 0,07 0,06 0,04 0,04 0,02 0,03 0,04 0,06 0,07 0,07 |
0,27 0,19 0,14 0,15 0,04 0,03 0 0,02 0,05 0,08 0,18 0,29 |
|||||
Год |
0,07 |
0,09 |
0,13 |
0,14 |
0,13 |
0,15 |
0,11 |
0,06 |
0,12 |
|||||
Аргаяш |
||||||||||||||
Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь |
0,19 0,19 0,19 0,14 0,14 0,19 0,24 0,23 0,2 0,16 0,15 0,18 |
0,34 0,39 0,47 0,34 0,38 0,41 0,46 0,47 0,39 0,38 0,37 0,36 |
0,27 0,25 0,22 0,29 0,27 0,25 0,21 0,2 0,26 0,27 0,28 0,28 |
0,13 0,11 0,08 0,16 0,13 0,1 0,07 0,07 0,11 0,14 0,12 0,13 |
0,06 0,05 0,03 0,06 0,05 0,04 0,02 0,02 0,03 0,04 0,05 0,04 |
0,01 0,01 0,01 0,01 0,02 0,01 0 0,01 0,01 0,01 0,03 0,01 |
0 0 0 0 0,01 0 0 0 0 0 0 0 |
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
|
|||||
Год |
0,18 |
0,4 |
0,25 |
0,11 |
0,04 |
0,02 |
0 |
0 |
0 |
|||||
Челябинск |
||||||||||||||
Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь |
0,46 0,48 0,45 0,35 0,31 0,35 0,42 0,43 0,41 0,35 0,39 0,51 |
0,25 0,26 0,29 0,29 0,32 0,34 0,34 0,33 0,29 0,3 0,29 0,25 |
0,15 0,15 0,15 0,19 0,19 0,19 0,16 0,17 0,17 0,18 0,17 0,13 |
0,08 0,06 0,06 0,08 0,1 0,08 0,05 0,05 0,07 0,09 0,08 0,06 |
0,04 0,03 0,04 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,04 0,05 0,04 0,03 |
0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0 0 0 0,02 0,02 0,02 0,01 |
0,005 0,005 0 0,01 0,01 0 0 0 0 0,01 0,01 0,01 |
0,005 0,004 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
0 0,001 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
|||||
Год |
0,41 |
0,3 |
0,16 |
0,072 |
0,04 |
0,012 |
0,005 |
0,001 |
0 |
|||||
Южноуральск |
||||||||||||||
Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь |
0,53 0,55 0,49 0,39 0,4 0,41 0,44 0,46 0,48 0,42 0,49 0,62 |
0,24 0,22 0,29 0,28 0,3 0,3 0,32 0,3 0,27 0,28 0,28 0,22 |
0,17 0,16 0,16 0,21 0,2 0,2 0,19 0,18 0,2 0,2 0,16 0,11 |
0,04 0,04 0,05 0,09 0,07 0,07 0,04 0,05 0,04 0,07 0,05 0,04 |
0,01 0,02 0,01 0,02 0,02 0,02 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,01 |
0,01 0,01 0 0,01 0,01 0 0 0 0 0,01 0 0 |
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
|
|||||
Год |
0,47 |
0,28 |
0,18 |
0,05 |
0,014 |
0,005 |
0,001 |
0
|
0
|
|||||
Октябрьское |
||||||||||||||
Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь |
0,24 0,24 0,24 0,22 0,18 0,16 0,21 0,21 0,18 0,18 0,15 0,18 |
0,28 0,32 0,4 0,29 0,29 0,33 0,41 0,37 0,34 0,35 0,34 0,32 |
0,21 0,23 0,23 0,26 0,27 0,27 0,25 0,26 0,26 0,26 0,3 0,26 |
0,13 0,1 0,07 0,13 0,14 0,13 0,09 0,1 0,13 0,12 0,12 0,12 |
0,07 0,05 0,02 0,06 0,07 0,06 0,03 0,05 0,05 0,06 0,04 0,06 |
0,04 0,03 0,01 0,02 0,03 0,03 0,01 0,01 0,03 0,03 0,03 0,04 |
0,02 0,02 0,01 0,01 0,01 0,01 0 0 0,01 0 0,01 0,01 |
0,01 0,01 0,01 0,01 0,1 0,01 0 0 0 0 0 0,01 |
0 0 0,01 0 0 0 0 0 0 0 0,01 0
|
|||||
Год |
0,2 |
0,34 |
0,26 |
0,12 |
0,05 |
0,03 |
0 |
0 |
0 |
|||||
Магнитогорск |
||||||||||||||
Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь |
0,43 0,4 0,32 0,25 0,2 0,24 0,27 0,29 0,29 0,23 0,25 0,43 |
0,12 0,15 0,16 0,16 0,18 0,2 0,21 0,22 0,18 0,15 0,16 0,13 |
0,14 0,14 0,19 0,22 0,24 0,25 0,23 0,24 0,23 0,022 0,19 0,15 |
0,1 0,1 0,13 0,11 0,14 0,13 0,13 0,11 0,12 0,13 0,11 0,09 |
0,09 0,08 0,07 0,1 0,1 0,1 0,07 0,06 0,08 0,1 0,1 0,07 |
0,07 0,08 0,08 0,1 0,1 0,06 0,07 0,05 0,08 0,11 0,11 0,08 |
0,03 0,03 0,03 0,04 0,03 0,02 0,02 0,02 0,02 0,04 0,06 0,03 |
0,01 0,01 0,02 0,02 0,01 0 0 0,01 0 0,02 0,01 0,02 |
0,01 0,01 0 0 0 0 0 0 0 0 0,01 0
|
|||||
Год |
0,3 |
0,17 |
0,2 |
0,12 |
0,09 |
0,08 |
0,03 |
0,01 |
0 |
|||||
Кизильское |
||||||||||||||
Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь |
0,27 0,24 0,24 0,18 0,18 0,23 0,25 0,26 0,23 0,17 0,21 0,29 |
0,29 0,31 0,3 0,29 0,3 0,33 0,36 0,4 0,34 0,3 0,26 0,28 |
0,17 0,21 0,23 0,24 0,24 0,23 0,23 0,19 0,23 0,22 0,22 0,22 |
0,12 0,12 0,12 0,15 0,15 0,12 0,1 0,1 0,11 0,15 0,16 0,11 |
0,07 0,07 0,06 0,08 0,08 0,06 0,04 0,03 0,07 0,1 0,09 0,05 |
0,05 0,03 0,03 0,03 0,04 0,02 0,02 0,01 0,02 0,04 0,04 0,03 |
0,02 0,02 0,02 0,02 0,01 0,01 0 0,01 0 0,02 0,02 0,01 |
0,01 0 0 0,01 0 0 0 0 0 0 0 0,07 |
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,03 |
|||||
Год |
0,23 |
0,31 |
0,22 |
0,13 |
0,07 |
0,03 |
0,01 |
0 |
0 |
|||||
Бреды |
||||||||||||||
Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь |
0,42 0,38 0,44 0,36 0,34 0,32 0,37 0,38 0,33 0,36 0,37 0,35 |
0,21 0,23 0,25 0,26 0,27 0,27 0,31 0,31 0,29 0,28 0,25 0,25 |
0,16 0,14 0,15 0,17 0,17 0,21 0,19 0,18 0,2 0,2 0,16 0,18 |
0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,08 0,1 0,1 0,1 0,1 |
0,06 0,08 0,03 0,08 0,09 0,05 0,03 0,04 0,05 0,03 0,08 0,09 |
0,02 0,05 0,02 0,02 0,02 0,03 0 0,01 0,02 0,02 0,03 0,02 |
0,02 0,02 0,01 0,01 0,01 0,01 0 0 0,01 0,01 0,01 0,01 |
0,01 0 0 0 0 0,01 0 0 0 0 0 0 |
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
|||||
Год |
0,37 |
0,27 |
0,18 |
0,1 |
0,06 |
0,02 |
0 |
0 |
0 |
|||||
Златоуст |
||||||||||||||
Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь |
0,47 0,43 0,47 0,43 0,49 0,56 0,61 0,62 0,57 0,51 0,44 0,47 |
0,31 0,29 0,33 0,34 0,33 0,29 0,28 0,31 0,3 0,35 0,34 0,32 |
0,14 0,17 0,13 0,17 0,13 0,1 0,08 0,06 0,11 0,1 0,15 0,14 |
0,05 0,07 0,04 0,04 0,04 0,04 0,03 0,01 0,02 0,03 0,05 0,05 |
0,02 0,03 0,03 0,02 0,01 0,01 0 0 0 0,01 0,02 0,01 |
0,01 0,01 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,01 |
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
|||||
Год |
0,66 |
0,18 |
0,06 |
0,06 |
0,04 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||||
Таблица П.2.3