Ветроэнергетическая установка (ВЭУ)

 

        Таблица  7.2. Основные технические данные реле контроля напряжения.

Реле устанавливается  на монтажную шину DIN EN 50022 с передним подключением проводов питания коммутируемых  электрических цепей. Конструкция  клемм обеспечивает надежный зажим  проводов сечением до 2,5 кв. м. На лицевой  панели расположены: сверху регулятор  верхнего порога срабатывания, снизу  регулятор нижнего порога срабатывания, а между ними – регулятор установки  задержки времени срабатывания, а  также индикатор включения напряжения питания «U» (зеленый) и индикатор  срабатывания встроенного электромагнитного  реле «R» (зелёный).

Окружающая среда –  взрывобезопасная, не содержащая пыли в количестве, нарушающем работу реле, а так же агрессивных газов  в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию. Вибрация мест крепления реле с частотой от 1 до 100 Гц при ускорении до 9,8 м/с². Воздействие по сети питания импульсных помех амплитудой, не превышающей двойную величину номинального напряжения питания и длительностью не более 10 мкс. Воздействие электромагнитных полей, создаваемых проводом с импульсным током амплитудой до 100 А, расположенным на расстоянии не менее 10 мм от  корпуса реле.

Диаграмма работы реле представлена на рисунке 7.4. При подаче питания, если установлена задержка срабатывания и напряжение сети находится в диапазоне между верхним и нижним установленными порогами напряжения, встроенное электромагнитное реле включится по окончании отсчета времени задержки t, если она установлена. При этом контакты реле 11-14 замыкаются и включается индикатор «R». Если напряжение в сети стало больше верхнего порога или меньше нижнего, встроенное электромагнитное реле выключается по окончании отсчета времени задержки срабатывания (контакты 11-12 замыкаются). Когда контролируемое напряжение возвращается в норму, реле включается по окончании задержки срабатывания.

Рисунок 7.4. Работа реле контроля напряжения.

 

8 ВЫБОР АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

Электрический аккумулятор— химический источник тока многоразового действия. Электрические аккумуляторы используются для накопления энергии и автономного питания различных устройств.

Выбор АБ производиться в  зависимости от среднегодовой скорости ветра в районе применения . Характеристики некоторых АБ, которые могут быть рекомендованы для использования в энергоустановке приведены в таблице 8.2

 Таблица 8.2. Характеристики аккумуляторных батарей.

Марка	6СТ190	6СТ210	ТНЖ250	ТНЖ450	**6СТ-55АПЗ*	48ТН-450У2	ТБ 350	5НК-55	5НК-125
Тип	Свинцовая	Свинцовая	Никель-железная	Никель-железная	Свинцовая	Свинцовая	Свинцовая	никель-кадмиевые	никель-кадмиевые
Номинальное напряжение, В	12	12	1,2	1,2	12	96		6	6

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение таблицы8.2

  

Номинальная емкость, Ач	190	210	250	450	55	450	350	55	125
Назначение	Стартерная	Стартерная	Тяговая	Тяговая	Стартерная	Для тепловозов	Стационарная
Производитель	“Балт-  электро”	“Varta”	“Ригель”	“Ригель”	ОАО "Тюменский аккумуляторный завод"	ОАО "Тюменский аккумуляторный завод"	ОАО "Тюменский аккумуляторный завод"	Завод автономных источников тока	Завод автономных источников тока
Срок службы, лет	1-2	2-3	8-10	8-10	необслуживаемая			10-15	10-15

 

Преимущество батарей  типа “6СТ” – низкая стоимость, недостаток - небольшой срок службы.

Преимущество батарей  типа “ТНЖ” – большой срок службы. Недостатки батарей типа “ТНЖ”  следующие. Во-первых, относительно большая  стоимость. Во-вторых, из-за большого разброса напряжения в процессе работы емкость  данной батареи может быть недоиспользована, так как рабочий диапазон напряжения АБ шире, чем диапазон входного напряжения обычного инвертора.

Из приведенной таблицы  видно, что при прочих равных условиях выгодно использовать дорогие батареи  с длительным сроком службы, так  как они окупаются через несколько  лет. Необходимое напряжение обеспечивается путем последовательного соединения элементов. Параллельное соединение допускается  только для некоторых специальных  типов АБ.

Принцип действия аккумулятора основан на обратимости химической реакции. Работоспособность аккумулятора может быть восстановлена путём  заряда, то есть пропусканием тока в направлении, обратном направлению тока при разряде. Несколько аккумуляторов, объединенных в одну электрическую цепь, называют аккумуляторная батарея. Емкость аккумуляторов обычно измеряют в ампер-часах.

Электрические и эксплуатационные характеристики аккумулятора зависят  от материала электродов и состава  электролита. Сейчас наиболее распространены следующие типы аккумуляторных батарей которые представлены ниже в таблице 8.3.

Тип	ЭДС (В)	Область применения
свинцово-кислотные            (Lead Acid)	2,1	автомобили, электропогрузчики, штабелеры, электротягачи, аварийное электроснабжение, источники бесперебойного питания
никель-кадмиевые (NiCd)	1,2	замена стандартного гальванического элемента, троллейбусы.
никель-металл-гидридные (NiMH)	1,2	замена стандартного гальванического элемента, электромобили
литий-ионные (Li-ion)	3,6	мобильные устройства, электромобили
литий-полимерные (Li-pol)	3,6	мобильные устройства
никель-цинковые (NiZN)	1,6	замена стандартного гальванического элемента

 

   Таблица 8.3. Разновидности аккумуляторных батарей.

По мере исчерпания химической энергии напряжение и ток падают, аккумулятор перестаёт действовать. Зарядить аккумулятор (батарею аккумуляторов) можно от любого источника постоянного  тока с большим напряжением при ограничении тока. Стандартным считается зарядный ток (в амперах) в 1/10 номинальной емкости аккумулятора (в ампер·часах). Многие типы аккумуляторов имеют различные ограничения, которые необходимо учитывать при зарядке и последующей эксплуатации, например NiMH аккумуляторы чувствительны к перезаряду, литиевые — к переразряду, напряжению и температуре. NiCd и NiMH аккумуляторы имеют так называемый эффект памяти, заключающийся в снижении ёмкости, в случае когда зарядка осуществляется при не полностью разряженном аккумуляторе. Также эти типы аккумуляторов обладают заметным саморазрядом, то есть они постепенно теряют заряд, даже не будучи подключенными к нагрузке. Для борьбы с этим эффектом может применяться капельная подзарядка.

Типы аккумуляторов

• Железо - воздушный аккумулятор;
• Железо - никелевый аккумулятор;
• Лантан - фторидный аккумулятор;
• Литий - железо-сульфидный аккумулятор;
• Литий - ионный аккумулятор;
• Литий - полимерный аккумулятор;
• Литий - фторный аккумулятор;
• Литий - хлорный аккумулятор;
• Натрий - никель- хлоридный аккумулятор;
• Натрий - серный аккумулятор;
• Никель - кадмиевый аккумулятор;
• Никель – металл - гидридный аккумулятор;
• Никель - цинковый аккумулятор;
• Свинцово -водородный аккумулятор;
• Свинцово - кислотный аккумулятор;
• Свинцово - оловянный аккумулятор;
• Свинцово -  цинковый аккумулятор;
• Серебряно - кадмиевый аккумулятор;
• Серебряно - цинковый аккумулятор;
• Цинк - бромный аккумулятор;
• Цинк - хлорный аккумулятор.

8.1 Расчёт аккумуляторной батареи

Имея пиковую мощность 300 Вт и предположительное время  работы от резервного источника питания 6 часов, КПД инвертора неизвестен, принимаем КПД инвертора равным 80% и определим ток разрядки аккумулятора:

                                  Iраз. акб = W/U/ɳ_и = A;                                             (8.11)

где  Iраз. акб- ток разрядки аккумуляторной батареи;          

                W- пиковая мощность, Вт;

                U – напряжение АКБ, В;

                ɳ_и – КПД инвертора, %.                                                                    

   I=300/12/0,8 = 31,25 A.

Расчитав ток разряда  аккумулятора по имеющимся данным рассчитаем ёмкость аккумуляторной батареи

                                          E = I * H = А*час;                                          (8.12)

где  E-  ёмкость аккумуляторной батареи, А*час;

       H- время работы потребителя от резервного источника электроснабжения, h.

E = 31,25 * 6 = 187,5 А*час.

Поскольку требуемое время  работы равно 6 часам, нужно увеличить  рассчитанную емкость на 20%. Получим 225 А*час.

По имеющимся данным произведём выбор аккумуляторной батареи: принимаем 2 батареи VARTA 110 Ач.    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 ОПАСНЫЕ И ВРЕДНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ  ФАКТОРЫ ПРИ                                                ЭКСПЛУАТАЦИИ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

 

Опасные и вредные производственные факторы, возникающие при строительстве, эксплуатации и выводе из эксплуатации наземных ветроэнергетических установок, в общем, сходны с возникающими на других крупных промышленных и инфраструктурных объектах. К нам могут относиться физические опасные факторы, такие, как высотные объекты, эксплуатация оборудования с вращающимися элементами и падение предметов. Вопросы предупреждения и устранения этих и иных физических, химических, биологических и радиологических опасных факторов рассматриваются в Общем руководстве по ОСЗТ.

К числу вредных и опасных  производственных факторов, характерных  для объектов и работ в области  ветроэнергетики, прежде всего, относятся  высотные работы.

 

9.1 Высотные работы

 

Необходимость в высотных работах может возникнуть при  строительстве, в том числе при  монтаже компонентов ветрогенератора, а также при проведении технического обслуживания во время эксплуатации. В целях предотвращения и нейтрализации  опасных факторов, связанных с  высотными работами, необходимы, в  частности, следующие меры:

     Проверка целостности сооружения до начала работ;

-Реализация программы  мер по защите от падения  с высоты, включающие, в числе  прочего, обучение технике подъёма  на высоту и приёмам предохранения  от падения; осмотр, техническое  обслуживание.

-Разработка параметров  использования системы полной  защиты от падения (обычно при  работе на высоте более 2 м  над рабочей поверхностью; иногда, в зависимости от вида работ,  это значение может увеличится  до 7 м). Система защиты от падения  должна соответствовать конструкции  опоры и характеру необходимых  перемещений, включая подъём, спуск  и позиционное перемещение;