Выбор вэу и сэс для гэк
Для начала сравним две характеристики потенциалов ветра и солнца.
Таблица 4 – Среднемесячная скорость ветра в Томской области, м/с.
Пункт |
I |
II |
III |
IV |
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 |
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 |
4 |
4 |
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 годовые суммы суммарной солнечной радиации при средних условиях 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 |
65 |
31,9 |
13,3 |
5,83 |
956 |
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 |
1016 |
Томск |
20,8 |
43,1 |
97,8 |
128,1 |
154,7 |
171,1 |
170 |
130,3 |
86,1 |
40,8 |
22,2 |
13,9 |
1079 |
Определим мощность ВИЭ в каждый из периодов и сведем в таблицу 6 и 7.
Для ВЭУ мы можем взять три по 3кВт или 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 годовые суммы выработки энергии одного 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 |
680 |
758 |
796 |
899 |
806 |
585 |
576 |
697 |
793 |
851 |
655 |
680 |
8774 |
Колпашево |
680 |
705 |
810 |
750 |
840 |
710 |
540 |
550 |
650 |
825 |
825 |
750 |
8635 |
Томск |
900 |
870 |
885 |
720 |
700 |
570 |
450 |
450 |
650 |
820 |
840 |
840 |
8695 |
Таблица 7 - Мощность одной панели на 100Вт выдаваемая в заданный период (кВт*ч)
Пункт |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
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 заданный период (месяц, год) в зависимости от суммы суммарной солнечной радиации (см. таблица 5).
Сведем все данные в график (рис.6), предполагая, что ветрогенераторы в летний период будут выдавать меньшую мощность и компенсировать недостающую энергию при помощи солнечных панелей. Зная, что в летний период выработка энергии от солнца в разы больше Потребность энергии в сутки равно 48кВт*ч и 1488кВт*ч в месяц. Соответственно один ветрогенератор должен вырабатывать 744кВт*ч в месяц и в случае проседание недостающую мощность компенсировать солнечными панелями.
Рис.8 – График среднемесячной выработки мощности двух 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 необходимой 744кВт для одной установки. Следовательно нам недостает 294кВт, а это 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 |
120 |
186 |
227 |
246 |
248 |
169 |
97,5 |
47,9 |
20 |
8,75 |
1434 |
Колпашево |
26,2 |
57,5 |
141 |
199 |
218 |
241 |
256 |
183 |
110 |
50,4 |
26,2 |
15,8 |
1525 |
Томск |
31,2 |
64,6 |
147 |
192 |
232 |
257 |
255 |
195 |
129 |
61,2 |
33,3 |
20,8 |
1618 |
Суммируем мощности ВЭУ из двух 5/7 KW-48V LOW WIND и СЭС из 30 панелей в таблицу 9 и представим на графике (рис.7).
Таблица 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 |
1392 |
1609 |
1831 |
2169 |
2067 |
1661 |
1648 |
1731 |
1779 |
1798 |
1350 |
1378 |
20413 |
Колпашево |
1412 |
1525 |
1902 |
1898 |
2116 |
1902 |
1592 |
1466 |
1520 |
1751 |
1702 |
1532 |
20318 |
Томск |
1862 |
1869 |
2064 |
1824 |
1864 |
1654 |
1410 |
1290 |
1558 |
1762 |
1747 |
1722 |
20626 |
Рис.9 – График суммарной среднемесячной выработки мощности ГЭК (двух ветрогенераторов 5/7 KW-48V LOW WIND и 30 панелей ФСМ-100М)
Необходимая же мощность в год для ГЭК составляет 17520 кВт*ч, любые проседание мощности можно компенсировать ДЭС. Как видно из таблицы 9 и из графика (рис.9) ГЭС почти полностью перекрывает среднемесячные потребности в энергии (1488кВт*ч). Излишки энергии целесообразно сбрасывать на балластную нагрузку, обогрев в зимний период и кондиционирование в летний. А так же для компенсации потерь в инверторе, АКБ и т.д.
Солнечные батареи предохраняют аккумуляторные батареи от разряда при отсутствии ветра.