
- •Форма № н-9.02
- •Розрахунок енергозабезпечення житлового будинку сонячними батареями Дипломний проект окр «Бакалавр»
- •6.050701 – Електротехніка та електротехнології
- •Анотація
- •Розділ 1. Теоретична частина.
- •1.1. Загальна інформація про Сонце
- •1.2. Будова Сонця
- •Сонце – генератор.
- •1.3. Дослідження сонячної енергії
- •1.4. Потенціал сонячної енергії
- •1.5. Використання сонячної енергії
- •1.6. Пасивне використання сонячної енергії
- •1.7. Сонячні колектори та їх види
- •Інтегрований колектор
- •Плоскі колектори
- •Сонячні трубчасті вакуумні колектори
- •Фокусуючі колектори
- •Сонячні печі
- •Сонячні дистилятори
- •1.8. Сонячні системи. Сонячні системи гарячого водопостачання
- •Термосифонні сонячні системи
- •Сонячні системи підігріву води
- •Сезонне акумулювання тепла
- •Сонячна енергія разом із іншими поновлюваними джерелами
- •1.9. Сонячні теплові електростанції
- •Сонячні концентратори
- •Сонячні ставки
- •1.10. Фотоелектричні системи
- •Найпростіші фотоелектричні системи:
- •1.11. Історія розвитку та принцип роботи сонячної батареї
- •1.12 Будова сонячних батарей
- •1.14. Принцип роботи фотоелементів
- •1.15. Будова фотоелемента
- •1.16. Фотоефект
- •1.17. Фотопровідність.
- •1.18. Складання сонячних батарей
- •1.19. Сонячні батареї для енергозабезпечення будинку
- •1. 20. Технічні характеристики сонячних батарей
- •1.21. Переваги й ефективність сонячних батарей
- •1.22. Недоліки сонячних батарей Недоліки сонячних батарей
- •1.23. Економічне окуплення сонячних батарей
- •Розділ.2. Розрахунково-конструкторська частина
- •2 .1. План енергосистеми будинку
- •6.2 Креслення сонячної панелі
- •2.2. Розрахунок енергоспоживання будинку Розрахунок місячного споживання електроенергії для вибору потужності сонячних батарей.
- •Розрахунок сонячних батарей на конкретному прикладі.
- •Аварійний режим споживання електроенергії.
- •Базовий режим споживання електроенергії.
- •Повний режим споживання електроенергії.
- •Вибір потужності сонячних батарей та кута нахилу панелей.
- •Вибір потужності сонячних батарей.
- •Орієнтовне місячне вироблення електроенергії сонячними батареями. КВт/год в міс.
- •Розрахунок на конкретному прикладі.
- •Розрахунок на конкретному прикладі.
- •Вибір проводки для сонячних батарей та остаточний розрахунок системи. Вибір проводу.
- •Розрахунок на конкретному прикладі.
- •Розрахунок акумуляторних батарей для сонячної системи.
- •Розрахунок на конкретному прикладі
- •Вибір контролера заряду для сонячних батарей.
- •Вибір потужності контролера
- •Розрахунок для конкретного прикладу
- •Вибір інвертора для сонячних батарей.
- •Розрахунок конкретного прикладу
- •2.3. Сонячна інсоляція
- •Розділ 3. Охорона праці при роботі з електрикою.
- •3.1 Основні визначення і актуальність проблеми електробезпеки
- •3.2. Особливості електротравматизму. Електричний струм як чинник небезпеки.
- •3.3. Дія електричного струму на організм людини
- •3.4. Види електротравм
- •3.5. Чинники, що впливають на тяжкість ураження електричним струмом
- •Висновки
- •Список використаної літератури
Розрахунок на конкретному прикладі.
Приведемо повний розрахунок, який ми проводили у попередніх розділах.
Завдання: розрахувати систему енергозабезпечення будинку за допомогою
сонячних батарей та електрогенератора.
В першому розділі ми розрахували місячне споживання електроенергії в різних режимах, вибрали оптимальне для нас електроспоживання та визначили наступні величини: Комфортне місячне споживання електроенергії - 181 кВт год.
В
другому розділі згідно таблиці
вироблення електроенергії сонячними
панелями ми
визначили необхідну нам потужність
сонячних батарей - 2 кВт. 8 штук по 250Вт.
Така кількість батарей дозволить
забезпечити необхідний запас енергії
протягом більшості року, зимою та
частиною осені доведеться час від часу
вмикати генератор або не вмикати
найпотужніші електроспоживачі(посудомийну
машинку і т.д.)
В третьому розділі ми зідно даних отриманих в першій частині вирахували необхідний для сонячних батарей запас акумуляторів. Вибрано 6 акумуляторів ємністю 150А/год та напругою 12В.
В червертому вибрали контролер напруги, в п'ятому - інвертор.
Зараз вибираємо проводи:
1.Від сонячних батарей до контролера відстань 30м. Згідно таблиці вибираємо мідний провід перерізом 10 мм. кв. На 8 панелей з врахуванням коефіцієнта запасу 10% необхідно 528м проводу.
2. Струм заряду від контролера до акумулятора складає 2000/24*1,1=93 А. Згідно таблиці для двох одножильних вибираємо провід перерізом 25 мм.кв. (при відстані від контролера та інвертора до акумуляторів не більше 3м. інакше треба рахувати по стаду напруги).
Отож для нашого завдання ми визначили наступні елементи:
8 сонячних панелей потужністю 250Вт та напругою 30В;
6 акумуляторів 150 А/год 12В;
2 контролери 12/24В 40А;
Інвертор 4кВт;
400м проводу перерізом 10 мм.кв.;
20м проводу перерізом 25 мм.кв..
Типові комплекти сонячних батарей з цінами.
Розрахунок акумуляторних батарей для сонячної системи.
Акумуляторні батареї призначені для зберігання електричної енергії, яку виробляють фотоелектричні модулі. Для вибору акумуляторних батарей користуються наступними параметрами: напруга системи, тип акумулятора, необхідна ємність акумулятора.
1.Вибір
напруги сонячних батарей ми
розглядали на попередній сторінці.
Нагадаємо, що напруга мережі вибирається
кратною напрузі акумулятора - 12,24,48 або
96 Вольт. Для того, щоб напруга акумуляторів
співпадали з напругою сонячних
батарей(напруга сонячних батарей завжди
буде трохи вища - для компенсації втрат).
На даному малюнку зображені типові
приклади з'єднання акумуляторів. Як
видно при одній та тій самій ємності
можна досягнути комфортних напруги та
струму.
Рис. 2.1 Система акумуляторів
2. Вибір типу акумулятора для сонячних батарей докладно описаний в даній статті. Тому тут ми не будемо до нього повертатись.
3. Визначення необхідного запасу енергії в акумуляторах. Запас енергії в акумуляторах визначається в (Кіло)Ват-годинах. Запас енергії є добутком напруги акумулятора на ємність та кількість акумуляторів. З попереднього малюнку ми бачимо зо 4 акумулятора напругою 12 В та ємністю 100 А/год мають запас енергії 4800Вт/год(4,8кВт/год) не залежно від способу з"єднання.
Для визначення необхідного запасу енергії з попередньо розрахованих таблиць місячного споживання електроенергії вибираємо максимальне добове та середньодобове(місячне/30 днів) значення необхідної електроенергії. Значення вибираємо в тому режимі, який ми визначили основним для вибору сонячних батарей(аварійний, базовий, комфортний чи повний). Оскільки будуть дні із поживанням більшим ніж середньодобове, отримане значення запасу енергії множимо коефіцієнт(1,1-1,3 залежно від кількості потужних приладів, які рідко вмикаються)Далі визначаємся скільки днів повної автономності при відсутності сонця ми хочемо отримати та множимо на добове споживання електроенергії. Зазвичай, через високу вартість акумуляторів розраховують їх на одну добу автономної роботи. Наприклад запас на одну добу в комфортному режимі зможе вам забезпечити до тижня автономності в аварійному режимі без дозарядки.