Вибір периферійних ділянок профілю соленоїда для одержання магнітного поля заданого розподілу

РЕФЕРАТ

Звіт про ДР:

Ключові слова:  ВІТРОСИЛОВІ УСТАНОВКИ, ГЕЛІОКОЛЕКТОР, ТЕПЛОВИЙ НАСОС

Обьект  дослідження  - вітросилові установки, як спосіб енергопостачання будинку.

Мета роботи – розрахунок кількості виробленої електроенергії вітросиловими установками.

Розглянуто визначення  - автономний будинок.

Приведені схеми геліоколектора, теплового насоса, а також розглянуті основні конструктивні елеминти.

Виконаний розрахунок вітросилової установки.

Розглянуті питання охорони праці.

У економічній частині розрахована вартість електроенергії при постачанні вітросиловою установкою та від мережі.

ЗМІСТ

Вступ.......................................................................................................................

1 Літературний огляд

  1.1 Геліоколектор, як спосіб отоплення будинку............................................

  1.2 Тепловий насос…........................................................................................

  1.3 Роль утеплення перекріттів........................................................................

2 Типи та класивікація ВЕУ................................................................................

3 Розрахунок вітросилової установки...............................................................

4 Охорона праці..................................................................................................

5 Економічна частина...........................................................................................

Висновок...............................................................................................................

Список джерел інформації.................................................................................

ВСТУП

Споживання енергії, а разом з ним і її вартість збільшуються у всьому світі, і наша країна тут не виняток. Але ресурси планети починають виснажуватися, і все велику тривогу викликають екологічні проблеми. Ось чому постійно зростає інтерес до нетрадиційних, екологічно чистих джерел енергії

Характерною ознакою розвитку сучасної енергетики є широке залучення в енергобаланс передових країн світу возновлюваних джерел енергії.

Европа, де вже зараз виготовляют 70 – 75 % усіеї вітротехники, є лідером у світовому виробництві та застосуванні енергії вітру.

Практика показуе, що швидше розвиваються ВЕУ, працюючі паралельно с енергосистемою. Автономні установки мають системи управління не завжди мають надійність и не такі енергоемки, и цей напрямок стримуеться завдяки проблемам технічного й теоретичного характера. Однак це не заважае їх широкому практичному застосуванню. Так, в 2000 році у світі функціонувало більше 1 млн. ВЕУ потужністю 0,5 – 5 кВт, які використовувалися в основному для сільскогосподарських потреб. За останні 7 років приблизно 100 фірмами випущено більше 100 тис. одиниць ВЕУ потужністю 2 млн. кВт та вартістю близько 3 млрд. Дол.; вартысть приблизно складае 900 – 2200 дол. США за 1 кВт встановленної потужності. Вироблена цими ВЕУ електроенергія тільки за один рік склала більш як 3,2 млрд. кВт ч.

Але ринок автономних ВЕУ зовсім не насичений; ВЕУ невеликої потужності (1 – 15 кВт) знаходять широкий побут як більш дешеві, ніж дизельні установки, автономні джерела енегрії, при цьому вартість виробленої їми енергії можна сопоставити з її вартістю на угольних теплових електростанціях. З ростом потужності ВЕУ собівартість виробленої електроенергії падає; наприклад, перехід з потужності від 15 на 200 кВт вона зменьшуеться більш ніж у два рази. Крім того, зростає експлутаційна стійкість, а річні витрати на експлуатацію и технічне обслуговування не перевищують 2 % від вартості установки.

Плани України по застосуванню вертоенергії грандіозні. Перспективними для впровадження ветроенергетики в Україні є райони, де середньорічні швидкості вітру перевищують 5 м/c.

В даній роботі розглядаються вітроенергетичні установки малої потужності.

1 ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД

1.1    Геліоколектор, як спосіб опалення будинку

Ми будемо використовувати геліколектор для опалення будинку. Проводити розрахунки не будемо, а лише відзначемо основні компоненти геліоколектора.

З прадавніх часів людина використовує енергію Сонця для нагріву води. У основі багатьох сонячних енергетичних систем лежить вживання сонячних колекторів. Колектор поглинає світлову енергію Сонця і перетворить її в тепло, яке передається теплоносію (рідині або повітрю) і потім використовується для обігріву будівель, нагріву води, виробництва електрики, сушки сільськогосподарської продукції або приготування їжі. Сонячні колектори можуть застосовуватися практично у всіх процесах що використовують тепло.   Для типового житлового будинку або квартири в Європі і Північній Америці нагріваючи води - це другий по енергоємності домашній процес. Для ряду будинків він навіть є найенергоємнішим. Використання енергії Сонця здатне понизити вартість побутового нагріву води на 70%. Колектор заздалегідь підігріває воду, яка потім подається на традиційну колонку або бойлер, де вода нагрівається до потрібної температури. Це приводить до значної економії засобів. Таку систему легко встановити, вона майже не вимагає відходу.   В наші дні сонячні водонагрівальні системи використовуються в приватних будинках, багатоквартирних будівлях, школах, автомитті, лікарнях, ресторанах, в сільському господарстві і промисловості. У всіх перерахованих закладів є щось загальне: у них використовується гаряча вода. Власники будинків і керівники підприємств вже змогли переконатися в тому, що сонячні системи для нагріву води є економічно вигідними і здатні задовольнити потребу в гарячій воді в будь-якому регіоні світу.

Рисунок 1.1 - Геліоколектор

Головним компонентом сонячної установки є сонячний колектор. Найчастіше використовуються плоскі колектори, що складаються з пластини-поглинача(абсорбера), на якій сонячна радіація перетворюється на тепло і передається рідині-теплоносію, теплоізоляції по краях і під абсорбером, ящика, який усе це містить і забезпечує необхідну вентиляцію скляної або пластмасової кришки.

Якщо для покриття використовується скло, важливо, щоб зміст в нім залоза було низьким або нульовим, для того, щоб щонайменше 95% сонячної радіації проходило крізь скло. Найчастіше використовується одинарний шар скла. Якщо використовується пластмаса, вона повинна витримувати ультрафіолетове випромінювання. Відмінні результати на практиці показали поликарбонатные пластини.

Абсорбер є пластиною з прикріпленими до неї трубками, по яких тече теплоносій. Роблять його з міді, аллюминия або нержавіючій сталі. Доведено, що кращими є мідні трубки абсорбера, оскільки сталеві значною мірою схильні до корозії. Важливо, щоб абсорбер був стійкий до ультрафіолетового випромінювання сонця і дії високих температур, які можуть досягати 100-140 0C для колекторів із звичайним і 150-200 0C, - з селективним покриттям.

Спорудження плоского колектора вимагає пайки труб і їх з'єднання з пластиною. Чим тісніше стикаються трубки з пластиною, тим більше теплопередачі рідини, що протікає в них. Абсорбер часто покривають особливою селективною чорною фарбою, яка поглинає сонячні промені і затримує теплове випромінювання усередині. Звичайна чорна фарба під впливом високих температур випаровується з поверхні металу. У нормальних умовах чорна фарба більше випромінює тепло замість того, щоб передавати його рідині-теплоносію.

Корпус сонячного колектора виготовляється з різноманітних матеріалів: дерево, пластмаса, сталь і алюміній використовуються з різною мірою успіху, але кращим з перерахованих матеріалів є, безумовно, алюміній. Він переносить різні погодні умови, не вимагає особливого відходу і випускається чорного кольору, завдяки чому відпадає необхідність забарвлювати зовнішню сторону сонячної панелі. Багаторічна практика показала, що пластик малопридатний для виготовлення різних компонентів сонячної панелі. Корпус сонячного колектора виготовляється з різноманітних матеріалів: дерево, пластмаса, сталь і алюміній використовуються з різною мірою успіху, але кращим з перерахованих матеріалів є, безумовно, алюміній. Він переносить різні погодні умови, не вимагає особливого відходу і випускається чорного кольору, завдяки чому відпадає необхідність забарвлювати зовнішню сторону сонячної панелі. Багаторічна практика показала, що пластик малопридатний для виготовлення різних компонентів сонячної панелі. Він не годиться для зовнішніх деталей, оскільки деградує під ультрафіолетовими променями: вицвітає, втрачає твердість і тріскається. Пластик має високий коефіцієнт розширення, тобто він так сильно розширюється і скорочується, що важко герметично зміцнити стики. Використання сталевих корпусів також пов'язане з труднощами. По-перше, панелі необхідно регулярно підфарбовувати, а по-друге, вони вступають в хімічну реакцію з мідними комплектуючими.

Солнечные коллекторы обычно устанавливают прямо на крыше здания либо на раме, смонтированной на плоской крыше или на земле. Можно также делать коллекторы частью крыши. Иногда возникают трудности с герметизацией пространства между коллектором и остальным пространством крыши.

Рисунок 1.2 – Приклад встановлення геліоколекторів

Розмір сонячного колектора залежить від добової потреби в гарячій воді. В середньому одна людина споживає в день до 50 літрів гарячої води з температурою 55 - 60 оС(умивання і душ, без урахування прання). Доведено, що для нагріву 50 літрів води в добу середня площа сонячних колекторів повинна дорівнювати 1-1,5 м. Ціна колектора залежить від його розмірів і від вартості робіт по його установці. Остання найпростіше здійснюється у тому випадку, коли сонячна система враховувалася при розробці проекту спорудження нового будинку. Тоді архітектор може заздалегідь включити колектори у свій проект як з естетичної точки зору, так і з економічної.

1.1.2 Орієнтація геліоколектора

Правильна орієнтація сонячних колекторів(напрям і кут нахилу) збільшує їх продуктивність. Земна атмосфера поглинає і відбиває значну частину сонячної радіації. Тому максимальна кількість енергії поступає опівдні, коли прямий потік променів менше всього затримується атмосферою. У північній півкулі оптимальним напрямом опівдні є географічний південь. Хоча для максимальної продуктивності колекторів їх треба направляти на географічний південь, допускається відхилення на 20 градусів на схід.

Колектор, що "стежить"(що обертається) за сонцем, збирає на 20% сонячної радіації більше, ніж орієнтований строго на південь. Проте цей виграш в продуктивності не окупає витрат на спорудження стежачого пристрою. Зазвичай вигідніше буває збільшити площу колектора на 20%.

Місцеві особливості погоди(наприклад, уранішні тумани або переважаюча хмарність після обіду) повинні також враховуватися при розміщенні колектора. Якщо місцеві погодні умови не грають особливої ролі, а колектор неможливо повернути на південь, рекомендується обернути його до заходу, щоб скористатися теплішим пообіднім часом(теплові втрати колектора знижуються при високій зовнішній температурі).

Оскільки висота Сонця над горизонтом впродовж року значно міняється залежно від географічної широти, кут нахилу колекторів по відношенню до висоти Сонця залежить від конкретної установки. В цілому, сезонні зміни кількості радіації повинні враховуватися для усіх сонячних енергоустановок. Нахил поверхні колектора на 30-50 градусів на південь в Північній півкулі або на північ - в Південному приносить кращі результати в зимовий час і деякі втрати. У тропіках, де Сонце коштує високо, найвигідніше встановлювати поверхню колектора майже горизонтально. Оптимальний кут нахилу сонячного колектора дорівнює широті місцевості. Позитивна різниця між широтою і кутом нахилу даху призводить до кращих експлуатаційних якостей системи взимку. Кут нахилу колектора менший, ніж значення місцевої широти, сприяє кращій роботі системи влітку. Відхилення кута нахилу колекторів з архітектурних міркувань можна компенсувати додатковою площею колектора.