3.4 Забезпечення безперебійного електропостачання якісною електроенергією. Вибір вітрової електроустановки

Основними елементами вітроенергетичних установок с вітроприймальний пристрій (лопаті), редуктор передачі крутильного моменту до електрогенератора, електрогенератор і башта. Вітроприймальний пристрій разом з редуктором передачі крутильного моменту утворює вітродвигун. Завдяки спеціальній конфігурації вітроприймального пристрою в повітряному потоці виникають несиметричні сили, що створюють крутильний момент. Залежно від потужності генератора вітроустановки поділяються на класи, їхні параметри та призначення наведено в табл. 4.1

Оскільки вітер може змінювати свою силу та напрямок, вітрові установки обладнуються спеціальними пристроями контролю та безпеки. Ці пристрої складаються з механізмів розвертання вісі обертання за вітром, нахилу лопатей відносно землі за критичної швидкості вітру, системи автоматичного контролю потужності й аварійного відключення для установок великої потужності.

Визначаємо параметри вітроустановки, яка могла б забезпечити безперебійне живлення споживачів. Сумарне навантаження (414,4 кВт);

Знаходимо діаметр ВК:

(3.16)

де С_р – коефіцієнт використання енергії вітру;

ρ - густина повітря кг/м³(ρ = 1,2 кг/м³);

v₀- швидкість вітру, м/с,

S=πD²/4 - площа вітроколеса, м².

_{Звідки:}

(3.17)

Для встановлення сонячних електроустановок вибирають сонячні фотомодулі вибраної потужності і розраховують, яку площу вони займуть і яка буде вартість даного проекту.

Для встановлення сонячних батарей необхідно врахувати ряд факторів:

1. Кліматичні характеристики місцевості, в якій розташовано житло. Від цього залежить тривалість сонячного освітлення над вашим будинком і батареєю, а, відповідно, і час накопичення сонячної енергії. Визначте, наскільки відповідна у вас місцевість для розташування сонячних батарей по карті освітленості. 

 2. Враховуйте при виборі сонячної батареї також кількість тепла, яке ви хочете отримати в результаті. Оптимальний варіант - батарея, здатна покрити від 40 до 80% потреб у теплі. Системи, що мають меншу ефективність, можуть обійтися дуже дорого. Для орієнтиру - у ясний сонячний день з одного квадратного метра площі сонячної батареї можна зняти максимум 120 Вт потужності. Цього недостатньо навіть для роботи комп'ютера. Тому для отримання вагомішої потужності сонячні панелі об'єднують у цілі міні-електростанції. З сонячної батареї площею 10 м2 можна отримувати вже більше 1 кВт енергії, що може забезпечити роботу комп'ютера, телевізора, декількох лампочок.

 В цілому для будинку, де живе 3-4 людини (при споживаній потужності 200-300 кВт у місяць), площі сонячних батарей, скажімо, в 20 м2 у світлий час дня і світлу пору року може виявитися досить. Як правило, орієнтованої на південь ділянки даху для установки такої площі сонячної батареї вистачить. Якщо ж площа даху, орієнтованого на південь, сягає 40 м2, то це може при 18-20 сонячних днях дати до 500 кВт у місяць. Проте установка батарей такої площі становить не менше 10 тис. у.о. 

 3. Звертайте увагу на виробника сонячної батареї, а також на матеріал, з якого виготовлений фотоелектронний елемент модулів. Це може бути полікристалічний або монокристалічний кремній. Від цього залежить ціна, ККД, а також тривалість служби батареї. Монокристалічний кремній - матеріал, стійкий до різних агресивних дій, ККД батарей, виготовлених з нього, може збільшуватися до 20. 

 4. Велике значення має і структура поверхні скла, на якому ламінуються фотоелементи. Гладке скло відбиває частину прямого сонячного випромінювання і велику частину розсіяного. Текстуроване, низькорефлекторне - збирає дифузійне випромінювання і не відбиває прямі сонячні промені. Потужність вхідного оптичного опромінення збільшується на 12-15. Загартоване скло на порядок підвищує надійність конструкції сонячних батарей.

5. Важливе значення має робоча напруга. Вибираючи сонячні батареї на 24 або 48 вольт, ви прирікаєте себе на ретельний підбір однакових акумуляторів (АКБ).

 6. Для того щоб система з сонячних батарей працювала і подавала енергію у мережу, потрібно встановити ряд додаткових електроприладів, зокрема:

• інвертор, що перетворює постійний струм у змінний;

• акумуляторну батарею, яка повинна накопичувати енергію і згладжувати перепади напруги через зміну освітленості;

• контролер заряду акумулятора, який не дозволяє акумулятору перезарядитися або розрядитися завчасно.