Вибір периферійних ділянок профілю соленоїда для одержання магнітного поля заданого розподілу

1 – статер;

2 – вал;

3 – електрогенератор;

4 – гальмівний пристрій;

5 – робоча лопасть;

6 – розтяжки;

7 -  рама;

8 – перетворювач напруги;

9 - аккумулятор

Де і як встановлювати вітровий генератор?

Бажано встановлювати вітряк на відкритому місці. Усі перешкоди, такі, як дерева, пагорби або будинки будуть сприяти утворенню нерівних повітряних потоків, що значно зменшує продуктивність вітряка. Якщо на місцевості все-таки є великі об'єкти, тоді його варто встановлювати на висоті 3-4 метра над будь-якою перешкодою. Якщо висота вітряка перевищує висоту вашого будинку, і ваш будинок не буде закривати установку від вітру, то ви можете спокійно встановлювати його впритул до будівлі.

Вітряк бажано встановлювати якнайближче до ваших акумуляторів, щоб уникнути втрат електроенергії. Якщо ви збільшуєте відстань від вітряка до акумуляторів (більш 50 метрів), вам необхідно збільшити перетин з`єднувального кабелю.

Не рекомендується монтувати установки понад 2кВт на будинку, чи кріпити до будинку. Вітрогенератори, як і будь-який інший роторний пристрій, створюють мікроколивання і мікровібрації, що згодом можуть привести до утворення тріщин у стінах або даху будинку. Чим більше вітрогенератор, тим більше мікровібрації.

Площу яку займає вітрогенератор ви знайдете в технічній документації кожного окремого вітрогенератора. Додаткове устаткування вітроустановки повинне розташовуватися в сухому провітрюваному приміщенні з постійною температурою від 10 до 40 градусів по Цельсію і вологістю повітря не вище 85%.

Установки до 3 кВт ви можете установити самостійно без сторонньої допомоги. Усі комплектуючі, необхідні для монтажу і підключення, поставляються в комплекті. Список необхідних дій по обслуговуванню вітрогенератора приведений у технічній документації вітрогенератора.

Ви можете використовувати тільки інвертор такої ж потужності, як і ваш вітрогенератор або використовувати інвертор більшої потужності. Використання інвертора меншої потужності приведе до несправності всієї системи.

З особливостями конструкції усіх вітроустановок з горизонтальною віссю, а також безпекою – при швидкості вітру 12-13 м/с вітроустановка починає поступове гальмування щоб уникнути перевантажень. Вітроустановки потужністю до 3 кВт розвертають свої лопаті, пропускаючи частину вітру, механічним шляхом. У вітроустановках потужністю 3 кВт і вище за це відповідає автоматика контролера.

Технічні та фінансові аспекти використання джерел альтернативної енергетики

Для забезпечення енергією будинку потрібно зробити приблизний розрахунок необхідної потужності альтернативної енергоустановки. Вам необхідно знати ваше середнє споживання електроенергії або плановане, якщо будинок знаходиться в стадії будівлі. Дані про споживання ви можете довідатися з ваших рахунків за електроенергію. Якщо будинок будується, ви можете приблизно розрахувати витрату по планованих електроприладах.

Рисунок 3.3 Розміщення елементів живлення будинку

В загальному випадку, вітрові електрогенератори розраховані на 30 років безперервної роботи, сонячні батареї - на 50 років. Акумулятори розраховані на 10 років безперервної роботи.

Монтаж вітроустановки «під ключ» звичайно займає один день у залежності від потужності установки й умов монтажу. Якщо необхідно попередню закладку фундаменту, то вона виробляється як мінімум за три тижні до початку монтажу системи. Для закладки фундаменту необхідні анкери, що комплектуються разом із щоглою вітроустановки – до них буде кріпитися основа вашого вітряка. Тому вам необхідно одержати їх перед початком робіт.

Для нормальної роботи вітрової або сонячної електростанції необхідно мати контролер заряду акумуляторів, інвертор для перетворення постійного електричного струму в побутові 220 В та мінімум два акумулятори 200 A/год. І чим потужніший вітровий генератор чи блок сонячних панелей тим більше потрібно акумуляторів.

Шум вітряка при середній швидкості вітру практично нерозрізнений від фонових сторонніх шумів.

Вітрові генератори не є шкідливими. Під час роботи вітрогенератори створюють електромагнітне поле, як і будь-який інший побутовий електроприлад. Тому випромінювання від середнього по потужності вітрогенератора не більше, ніж від електродриля. У промислових вітрогенераторів (потужністю понад 100 квт) електромагнітне поле дійсне сильне, але такий тип вітряків ніколи не встановлюють біля житлових будинків.

3 РОЗРАХУНОК ВІТРОСИЛОВОЇ УСТАНОВКИ

Використання відновлюваних джерел енерії (ВДЕ) в Україні набуває все більшого поширення. Однією з найрозповсюджежших та найрозвинешших на сьогодні є вітрова енергетика. Вітроенергетичні установки (ВЕУ) використовуються в багатьох галузях. Зокрема при автоно­мному енергопостачанні.

Для ефективного та надійного енергопоста­чаиня автономного споживача за допомогою ВЕУ необідно попередньо оцінити потужність i кількість електроенергії, що може бути згенерована ВЕУ в залежності від метеорологічних умов конкретної місцевості.

Метою статті є представления методики ви­значення потужності ВЕУ з урахуванням кліматичних метеоумов Харківського регіону.

Основна частина. Потужність ВЕУ суттєво впливае на роботу всієї системи автономного енергопостачання навіть при наявності в останній інших джерел енергії.

У якості вітросилової установки візьмемо установку ВА-2,5. Основні характеристики якої наведено в таблиці 1. Вітроелектроустановки потужністю 2,5кВт (ВЭУ) призначені для автономного енергопостачання об'єктів, віддалених від центральних електромереж, а також об'єктів тих, що випробовують перебої в електропостачанні. ВЭУ може використовуватися в районах з середньорічними швидкостями вітру вище 3м/с. Механічна частина ВЭУ і генератор не вимагають технічного обслуговування. ВА заряджає АБ. Інвертор перетворить енергію, запасену в АБ, в стандартну напругу. Регулятор заряду оберігає АБ від перезаряду перемиканням ВА на ТЭН.

Від ВА залежить вироблення електроенергії. Від інвертора залежить пікова потужність енергоспоживання стабілізованої однофазної напруги 220В/50Гц. Від АБ залежить тривалість вітрового штилю, впродовж якого енергопостачання не уривається.

Таблиця 3.1    Технічні характеристики ВА-2,5

Конструктивні особливості вітроустановки:

Захист бурі - виведення ротора з-під вітру

Орієнтація на напрям вітру - флюгер

Матеріал лопатей - полиэфирный склопластик

З'єднання генератора з ротором - без редуктора

Генератор - безконтактний, синхронний з постійними магнітами Nd - Fe - B

Тип щогли - сталева труба з розтяжками

3.1 Визначення енергетичного потенціалу вітрового потоку. Енергетичний потенціал визначається рівнем питомої потужності вітрового потоку, тобто потужністю, віднесеною до 1 м2 площі, перпендикулярної до напрямку вірту:

                                                                                                  (3.1)                                                                                   

У середньму густина повітря становит ρ=1,3 кг/м3 , але вона залежить від темпетарути і тиску. Якщо врахувати відмінності між літом та зимою отримуємо наступний вигляд формули:

N(V) = 0,559 ·V3 – для зими             

N(V) = 0,508 · V3 – для літа

N(V) = 0,559 · 63= 120,744 (кг/с3)             

N(V) = 0,508 · 4,33= 40,389 (кг/с3)             

3.2 Визначення потужності потоку Pп, який проходить за 1 с через поперечний переріз площею F. Вона визначається за допомогою формули:

                                                                                                  (3.2)

Pп= 1,3 ·10,17 · 216 = 2855,736 (Вт) – для зими

Pп= 1,3 ·10,17 · 79,5 = 1051,0695 (Вт) – для літа

Для обраної установки F= 10,17 м2.

3.3 Визначення сереньдобової кількості електроенергії, що генерується ВЕУ. Середньодобова кількість електроенергії, що генерується ВЕУ, визначається за допомогою формули:

                                                                                    (3.3)

де 24 – кількість годин у добі.

E = 10,17 · 120,744 · 0,8 · 24 = 23576,9564 (Вт· год) – для зими

E = 10,17 ·40,389· 0,8 · 24 = 7886,5176 (Вт· год) – для літа

3.4 На основі розрахунків визначено, що середньодобова кількість електроенергії, яку геренує ВА-2,5, з урахуванням метеорологічних умов Харьківского регіону складає: для зими Eзим =23576,9564 (Вт · год); Eліта= 7886,5176 (Вт · год)

                                                                      (3.4)

Pвеу= ·0,8 · 1,3 · 0,45 · 10,17 · 216 = 514 (Вт) – для зими

Pвеу= ·0,8 · 1,3 · 0,45 · 10,17 · 79,5 = 189,19 (Вт) – для літа

де η - ККД перетворення механічної енергії вітроколесом в електричну, або ККД генератора; ρ - густина повітря, кг/м3; ξ -  коефіцієнт потужності ВЕУ; F – площа поверхні, яку обмітає ВК, м2 ; V – швидкість вітру, м/c.

3.2 Висновок

ВЕУ, а конкретно модель ВА-2,5 доцільно використовувати взимку, швидкість вітру дозволяє це робити, влітку якщо навіть використовувати, то тільки з додатковими джерелами енергії.

4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

4.1 Загальні питання охорони праці

          Необхідною та важливою складовою кожного робочого процессу є охорона праці, тому що вона виявляє та впроваджує заходи попередження, усунення причин та знешкодження наслідків нещасних випадків на виробництві, професійних захворювань, аварій, пожеж та інше.

              Одним з основних завдань охорони праці є забезпечення для людини сприятливих та максимально безпечних умов праці при максимальній її продуктивності. Згідно з законом України «Про охорону праці» від 21 листопада 2002 року, державна політика в цій області спрямована на забезпечення здорових, безпечних умов праці, на соціальний захист працівників та встановлення єдиних вимог з охорони праці для всіх підприємств та робітників.

              Розділ виконано для етапів проектування енергозабезпечення автономного будинку за допомогою вітросилових установок. Данна робота виконується тільки у розрахунковому вигляді на комп’ютери, з виданням конкретних практичних рекомендацій щодо впровадження на конкретному об’єкті.

Перелік нормативних посилань, які були використані при написанні розділу «Охорона праці та навколишнього середовища»:

НПАОП 0.00-1.28-10. Правила охорони праці під час експлуатації електронно-обчислювальних машин. – Затверджено наказом Держкомітету України з промислової безпеки, охорони праці та гірнічного нагляду від 26.03.2010, № 65;

ДСанПіН 3.3.2.007-98. Державні санітарні правила і норми роботи з візуальними дисплейними терміналами електронно-обчислювальних машин. − Затвердж. постановою Головного держсанлікаря України 10.12.1998. № 7;

ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические  требования к воздуху рабочей зоны. – Введен 01.01.1989;

ГОСТ 12.1.045-84 ССБТ. Электростатические поля.  Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля. – Введен 01.01.1985;

ГОСТ 12.1.006-84 ССБТ. Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля. – Введен 01.01.1985.

ГОСТ 12.0.003-74* ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация. – Введен 01.01.1976;

ДСН 3.3.6.042-99. Санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень.− Затвердж. постановою Головного держсанлікаря України від 01.12.1999, № 42;