Разработка эффективной системы энергоснабжения на основе ВИЭ

+ Сву, (7.2.)

где: Стп, Слэп - стоимость трансформаторной подстанции и ЛЭП соответственно, приходящаяся на одну усадьбу, руб.;

Сву - стоимость вводного устройства, включая счетчик электроэнергии, руб.

Таблица 7.1.

Стоимость электрооборудования и его монтажа

Наименование	Цена, руб.	Кол-во	Стоимость, руб.	Стоимость монтажа, .руб.
1.Автоматический выключатель А3113	350,0	1	350,0	17,5
2.Автоматический выключатель А3114	350,0	1	350,0	17,5
ИТОГО:			700,0	36,0

Стоимость трансформаторной подстанции с монтажом определяется по формуле:

(руб.)

Здесь: Ц_Т, Ц_Р.У. - цена силового трансформатора и распре­делительного устройства, руб.;

К_М - коэффициент монтажа;

Стоимость ЛЭП, приходящуюся на одну усадьбу, можно определить по формуле:

С_ЛЭП = К_М (Ц_ОПN_О + Ц_ПРL_О) (7.3.)

где: Цоп, Цпр - цена одной опоры в сборе и одного км. про­вода, руб.;

No, Lo - соответственно количество опор и длина про­водов, приходящихся на одну усадьбу.

Принимаем, что на одну усадьбу приходится:

- опор ВЛ-10 кВ - 10 шт;

- опор ВЛ-0,4 кВ - 1 шт;

Тогда на одну усадьбу приходится провода:

L_О 10 = 10L_{ПР 10}3 = 10603 =1800 (м);

L_О 0,4 = 1L_{ПР 0,4}4 = 1404 =160 (м).

Здесь: Lo 10, Lo 0,4 - длина провода для ВЛ-10 и ВЛ-0,4 соответственно, м;

Lпр - длина пролета, м.

Принимаем провода:

- для ВЛ-10 АС-50

- для ВЛ-0,4 АС-35

Цена одной опоры в сборе ровна:

Ц_ОП 10 = Цст 10 + 3Циз + Цтр = 616,045+3*3,0+95,651 = 720,696 (руб.)

Цоп 0,4 = Цст 0,4 + 4Циз + Цтр = 515,333+4*3,0+115,889 = 623,222 (руб.)

Здесь: Цст, Циз, Цтр - соответственно цена стойки, изоля­тора и траверсы, руб.

Цена провода:

Ц ас50 = 2136,4 руб./км.

Ц ас35 = 3123,6 руб./км.

Стоимость линии электропередач на одну усадьбу в этом слу­чае будет ровна:

Слэп = 2,0(1720*10 + 2136*1,8 + 643*1 + 3123* 0,16) =44375 (руб.)

Стоимость вводного устройства определяется по формуле:

Сву = (Ц_оп + Ц _а160,02 + Ц_сч) Км = (1643+ 41270,02 +200) 2,0 =

=1925 (руб.)

Капитальные вложения по базовому варианту равны:

Кб = 43780 +44375 + 1925 = 90000 (руб.)

Эксплуатационные затраты по проектируемому варианту равны затратам на проведение ТР сторонней организацией, и могут быть оп­ределены по формуле /40/:

Ин = ЦтрNтр; (7.4.)

где: Цтр - цена одного условного ТР, руб.;

Nтр - количество ТР за расчетный срок службы. Количество ремонтных воздействий определяется по методике /40/, исходя из одного ремонта в год:

Nтр = 36 у.е.р.

Эксплуатационные издержки по проектируемому варианту ровны:

Ин = 56,036 = 2016 (руб.).

Эксплуатационные издержки по базовому варианту определяют­ся затратами на электроэнергию и затратами на текущий ремонт вводных устройств /40/:

И_б = Цтр*Nтр + Цто*Nто + Э (7.5.)

где: Э - затраты на электроэнергию, руб.

За расчетный период (20 лет) потребление электроэнергии составит (см. п. 2.1.):

Wэ = 163812 кВтч

При цене за электроэнергию 0,45 руб. за 1 кВтчас (для сельской местности) затраты на ее приобретение будут ровны:

Э = ЦэWэ = 0,45163812 = 73715 (руб.)

Количество условных ремонтов вводного устройства за рас­четный период будет равно /40/:

Nтр = 1,5Nто = 109 у. е. р.

Затраты на ТО и ТР будут равны /27,41/:

Зто = ЦтоNто = 4,48109 = 488 (руб.)

Зтр = ЦтрNтр = 56,01,5 = 84 (руб.)

Эксплуатационные издержки будут равны:

И_б = 84 + 488 + 73715 = 74287 (руб.)

Приведенные затраты за год составляют:

Z_ОБЩ = 0,15К_Н + И_Н = 0,15*43270 + 101 = 6592 (руб.)

Z_ОБЩ = 0,15К_б + И_б = 0,15*90000 + 3700 = 17200 (руб.)

Себестоимость электроэнергии составляет:

• по новому варианту:

(руб.)

• по базовому варианту:

(руб.)

Результаты расчетов сведены в таблицу 7.2

Таблица 7.2.

Результаты экономических расчетов

Показатели	Базовый вариант	Проектируемый Вариант
1.Капитальные вложения, руб. 2.Эксплуатационные издержки, руб. в т.ч. оплата электроэнергии 3.Стоимость электроэнергии руб./кВтчас. 4. Экономический эффект, руб. 5. Коэффициент эффективности капитальных вложений	90 000 3700 2186 2,00 - -	43 270 101 - 0,80 3600 0,1

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Дальнейшее развитие традиционной электроэнергетики столкну­лось с рядом проблем, основными из которых являются:

- экологическая угроза человечеству;

- быстрое истощение запасов ископаемого топлива;

- значительный рост цен на электроэнергию (для России).

В этой связи, перспективным направлением в электроэнергетике может быть применение возобновляемых источников энергии (ВИЭ), что подтверждается мировой практикой.

В настоящей работе предложено техническое решение использо­вания ВИЭ для электроснабжения сельской усадьбы. В процессе разра­ботки получены следующие научно-практические результаты:

- обоснована и улучшена конструкция ветроэнергетической и солнечной установок;

- разработана электрическая схема управления электроснабже­нием на основе ВИЭ;

- решены некоторые экономические задачи и задачи безопаснос­ти жизнедеятельности.

По результатам работы можно сделать следующие выводы.

1. В Ростовской области наиболее перспективны из известных ВИЭ ветер и солнце.

2.Для надежного автономного электроснабжения сельской усадь­бы с эквивалентной нагрузкой P= 2,1 кВт наиболее целесообразно с экономической точки зрения комплексное использование ветроуста­новки, солнечной установки и аккумуляторного резерва в сочетании 3,0 кВт, 0,72кВт и 3150 Ачасов соответственно

3.Подтверждена эффективность использования для ветрогенера­торов трехлопастного ветроколеса.

4. Максимальная эффективность фиксированного солнечного кол­лектора в районе г. Зернограда достигается при азимутальном угле и угле наклона к горизонту 42 градуса.

5. Для системы автономного электроснабжения сельской усадьбы на основе ВИЭ предлагается использовать синхронный генератор СГВ-6/500У1 и машину постоянного тока 2ПБВ112SУ1

7. Стоимость электроэнергии вырабатываемой ВИЭ, составляет для потребителя 0,80 руб/кВтч.

ЛИТЕРАТУРА

1. Аккумуляторные батареи. Эксплуатация, техническое обслу­живание и ремонт. / НИИАТ, - М., Транспорт, 1970

2. Андрианов В. Н. Электрические машины и аппараты. - М., Колос, 1971.

3. Атлас Ростовской области. /РГУ, Гл. упр. геодезии и кар­тографии. - М.,1973.

4. Асинхронные двигатели серии 4А. Справочник/ А7Э7 Кравчик и др. - М., Энергоиздат, 1988.

5. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая ста­тистика. - М., Высшая школа, 1977.

6. ГОСТ 12.1.013 - 78. ССБТ. Строительство. Электробезопас­ность. Общие требования.

7. ГОСТ 12.1.018 - 86. ССБТ Статическое электричество. Иск­робезопасность. Общие требования.

8. ГОСТ 12.1.019 - 79. ССБТ Электробезопасность. Общие тре­бования.

9. ГОСТ 12.1.010 - 76. ССБТ Взрывобезопасность. Общие тре­бования. (СТ СЭВ 3617 - 81)

10. ГОСТ 12.1.007 - 76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация. Общие требования безопасности.

11. ГОСТ 12.1.030 - 81. ССБТ Электрообезопасность. Защитное заземление, зануление.

12. ГОСТ 12.2. 007.1 - 75. ССБТ. Машины электрические вращающиеся. Требования безопасности.

13. ГОСТ 12.2. 007.7 - 75. ССБТ. Устройства управления комп­лектные на напряжение до 1000 В. Требования безопасности.

14. ГОСТ 12.2. 006 - 83. ССБТ. Аппаратура радиоэлектрон­ная бытовая. Общие требования безопасности.

15. ГОСТ 12.2.007.11 - 83. ССБТ. Преобразователи энергии - статические силовые. Требования безопасности.

16. ГОСТ 12.2. 007.12 - 75. ССБТ. Источники тока химические. Требования безопасности.

17. ГОСТ 12.2. 007 - 75.ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности.

18. Дж. Твайделл, А. Уэйр. Возобновляемые источники энергии (Пер. с англ.). - М., Энергоатомиздат, 1990.

19. Драгилев В. А., Рязанцев Н. И. Строительство распредели­тельных электросетей. Справочник электролинейщика. - Тула, Приок­ское книжное издательство, 1970.

20. Пилюгина В.В., Гурьянов В.А. Применение солнечной и ветровой энергии в сельском хозяйстве.Обзорная инф.-М.: ВАСХНИЛ, 1981.

21. Каганов И. Л. Курсовое и дипломное проектирование. - М., Колос, 1980.

22. Кажинский Б., Перли С. Ветроэлектростанции. - М., ДОСА­АФ, 1966.

23. Кораблев А. Д. Экономия энергоресурсов в сельском хо­зяйстве. - М., Агропромиздат, 1988.

24. Костенко М. П. Питровский Л. М. Электрические машины. Ч.1. Машины постоянного тока. Трансформаторы. - Л., Энергия, 1973.

25. Костенко М. П. Пиотровский Л. М. Электрические машины. Ч.2. Машины переменного тока. - Л., Энергия, 1973.

26. Козюменко В. Ф., Дорощук О. Н. Методические указания по экономическому обоснованию спец. конструкций, разрабатываемых в дипломных проектах, выполняемых на факультете электрификации. - Зерноград, АЧИМСХ, 1993.

27. Использование солнечной энергии для теплоснабжения зда­ний. / Э. В. Сарнацкий и др. - Киев, Будевильник, 1985.

28. Машины электрические. Справочник. Т.2, Ч.1. - М., ВНИИ -стандартэлектро, 1991.

29. Машины электрические. Справочник. Т.2, Ч.2. - М., ВНИИ - стандартэлектро, 1991.

30. Низковольтные электрические аппараты. Справочник. Ч.1. Пускатели, контакторы. - М., ВНИИстандартэлектро, 1991.

31. Низковольтные электрические аппараты. Справочник. Ч.2. Электрические реле. - М., ВНИИстандартэлектро, 1991.

32. Пискунов Н. С. Дифференциальное и интегральное исчисле­ние. Т.1. - М., Наука, 1985.

33. Правила устройства электроустановок (ПУЭ )./ Минэнерго СССР. - М., Энергоатомиздат, 1985.

34. Правила технической эксплуатации электроустановок потре­бителей и Правила техники безопасности при эксплуатации электро­установок потребителей (ПТЭ и ПТБ ). - М., Энергоатомиздат, 1986.

35. ПРОНТО. Еженедельный информационный бюллетень товаров и услуг. - Ростов Н/Д, QWERTY, 1997.

36. Руководящие материалы по проектированию электроснабжения сельского хозяйства. - М., Сельэнергопроект, 1981.

37. Справочник по климату СССР. Вып. 13. Солнечная радиация, радиационный баланс и солнечное сияние. - Л., Метеорология, 1976.

38. Справочник по климату СССР. Вып. 96. ( Северный Кавказ, Нижнее Поволжье). Ветер. - Л., Метеорология, 1976.

39. Стребков Д. С. и др. Фотоэлектрическая энергетика сель­ского хозяйства. Техника в с. х., N1, 1988.

40. Таранов М. А. Методические указания к выполнению курсо­вой работы " Обоснование рациональной электротехнической службы в хозяйстве". - Зерноград, АЧИМСХ, 1990.

41. Таранов М.А., Воронин С.М., Воронин А.С. Правила приведения случайных величин. В сб: Адаптивные технологии и технические средства в полеводстве и животноводстве. – Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 2000. С. 287-289.

42. Тлеулов А. Х. Методы оценки характеристик ветроэнергети­ческих и гелиоустановок сельскохозяйственных объектов. Автор д. т. н., Челябинск, 1996.

43. Фатеев Е. М. Ветродвигатели и ветроустановки. - М., Сельхозгиз, 1957.

44. Фомичев В. Т., Шиян И. Р. Определение угла наклона гели­онагревателей. Техника в с. х., N1, 1988.

45. .Д. Дэвинс. Энергия.-М.: Энергоатомиздат. 1985.

46. Шичков Л. П., Коломиец А. П. Электрооборудование и средства автоматизации сельскохозяйственной техники. - М., Колос, 1995.

47. Юндин М. А., Королев А. М. Методические указания для вы­полнения курсовых и дипломных проектов по электроснабжению сель­ского хозяйства. - Зерноград, 1991.