Расчет ветроустановки мощностью 4 кВт для пос. Иволгинск

1). Определение  количества вырабатываемой энергии

1.1). Выписываем  необходимые технические данные  ветроустановок: для АВЭУ6-4М

Р_н = 4 кВт; D = 6,6 м; v_min = 4 м/с; v_p = 9 м/c;

для ВТН8-8:

Р_н = 8 кВт; D = 8,45 м; v_min = 4 м/с; v_p = 9 м/c

1.2). Выписываем данные¹ о повторяемости скорости ветра в Иволгинском районе и заносим в табл. 1. Обычно выписываются повторяемости скорости ветра начиная от v_min. В нашем примере начнем с градации 2-3 м/с;

1.3). Определяем  количество удельной вырабатываемой  энергии для каждого месяца  по выражению:

,

где Т  – число часов в месяце.

Например, в мае ожидаемая удельная выработка  энергии от ветроустановки АВЭУ6-4М:

 

 

 

Месяц	Градация скоростей ветра, м/с
	4-5	6-7	8-9
Январь	0,27	0,13	0,06
Февраль	0,25	0,11	0,05
Март	0,22	0,08	0,03
Апрель	0,29	0,16	0,06
Май	0,27	0,13	0,05
Июнь	0,25	0,1	0,04
Июль	0,21	0,07	0,02
Август	0,2	0,07	0,02
Сентябрь	0,26	0,11	0,03
Октябрь	0,27	0,14	0,04
Ноябрь	0,28	0,12	0,05
Декабрь	0,28	0,13	0,04

Таблица 1. Таблица повторяемости скорости ветра.

полная  выработка:

От ветроустановки BTH8-8:

полная  выработка:

Расчеты для остальных месяцев проводятся аналогично (табл. 2).

Месяц	АВЭУ6-4М	ВТН8-8
Январь	8155	13000
Февраль	21000	33600
Март	6000	6500
Апрель	8800	14000
Май	8000	12900
Июнь	6700	10500
Июль	5500	8400
Август	5100	8120
Сентябрь	5000	8000
Октябрь	7500	12000
Ноябрь	8000	12500
Декабрь	8000	12600

Таблица 2. Расчет выработки электроэнергии от установок АВЭУ6-4М ВТН8-8.

2.1) Потребное  количество энергии определяется  из норм потребления горячей  воды; данные принимаем из предыдущего  раздела (табл. 2).

2.2) Предварительно  оценим обеспеченность потребной  энергии от одной установки:

, %,                                                                                  (7.1)

где h_эл – КПД электрического нагревателя (ТЭНы), принимается равным единице; Q_п – потребное количество энергии.

В мае  ветроустановка АВЭУ6-4М может обеспечить 63% потребной энергии, установка BTH8-8 –100%:

%

Для полного  обеспечения потребителя необходимой  энергией в январе можно предложить две установки АВЭУ6-4М или одну BTH8-8. Результаты расчетов для остальных  месяцев приведены в табл. 3.

Анализ  полученных результатов показывает, что установка АВЭУ6-4М обеспечивает потребность в энергии в среднем  на 65%, и для полного обеспечения  в зависимости от месяца их потребуется  две или три. Установка ВТН8-8 в  среднем обеспечивает потребность  в энергии на 100%. Таких установок  требуется одна или две.

3) Определение  энергетических показателей ВЭУ

Для этого  определяются коэффициенты использования  ВЭУ и обеспеченности потребителя  необходимой энергией.

3.1) Коэффициент  использования вырабатываемой энергии  определяется для каждого месяца  и рассматриваемого варианта. Например, в январе при использовании  двух установок АВЭУ6-4М количество  энергии WВЭУ = 8155·2 = 16310МДж. При  потребной энергии Q_п = 3180 МДж полезно используемая энергия согласно принимается равной потребной (Q_пол = Q_п), так как тепловая энергия получаемая от ВЭУ больше потребной энергии: .

ВЭУ	АВЭУ6-М		ВТН8-8
Месяц	%	Кол-во	%	Кол-во
Январь	65	2	100	1
Февраль	100	1	100	1
Март	48	3	75	2
Апрель	70	2	100	1
Май	63	2	100	1
Июнь	53	2	83	2
Июль	44	3	66	2
Август	40	3	64	2
Сентябрь	39	3	63	2
Октябрь	60	2	95	2
Ноябрь	63	2	99	1
Декабрь	63	2	100	1

Таблица 3.

,

где - количество ветроустановок

При использовании  одной ветроустановки АВЭУ6-М в  январе месяце:

Коэффициент использования вырабатываемой энергии

, %,

Результаты  расчетов сведены в табл. 3.

3.2) Коэффициент  обеспеченности потребителя оцениваем  также для каждого месяца в  зависимости от вида и количества  ВЭУ. Так, в мае при использовании  одной и двух ветроустановок  типа АВЭУ6-4М соответственно

                                                                                        (7.2)

Результаты  расчетов для других месяцев заносим  в табл. 4.

Значит, для полного удовлетворения потребности  в энергии нужны три ветроустановки типа АВЭУ6-4М или две установки BWC-3. Коэффициент их использования  составляет 0,67 и 0,71.

Кол-во	Январь		Февраль		Март		Апрель		Май		Июнь
	Кi	Ко	Кi	Ко	Кi	Ко	Кi	Ко	Кi	Ко	Кi	Ко
АВЭУ6-М
1	1	0.65	0.6	1	1	0.48	1	0.7	1	0.63	1	0.53
2	0.77	1	0.3	1	1	0.95	0.7	1	0.8	1	0.95	1
3	0.51	1	0.2	1	0.7	1	0.5	1	0.5	1	0.6	1
ВТН8-8
1	0.96	1	0.4	1	1	0.75	0.9	1	0.78	1	1	0.83
2	0.48	1	0.2	1	0.6	1	0.45	1	0.48	1	0.6	1
Кол-во	Июль		Август		Сентябрь		Октябрь		Ноябрь		Декабрь
	Кi	Ко	Кi	Ко	Кi	Ко	Кi	Ко	Кi	Ко	Кi	Ко
АВЭУ6-М
1	1	0,44	1	0,4	1	0.39	1	0,6	1	0.63	1	0.63
2	1	0,9	1	0,8	1	0.78	0.84	1	0,78	1	0.78	1
3	0.76	1	0,8	1	0,85	1	0.56	1	0.5	1	0,5	1
ВТН8-8
1	1	1	0.4	0.64	1	0.63	1	0.95	1	0,99	1	1
2	0,5	1	0,77	1	0.8	1	0.52	1	0.51	1	0.5	1

Таблица 4. Энергетические показатели.

Согласно  режиму повторяемости скорости ветра  рабочий режим наступает с  соответствующей вероятностью. Обеспеченность рабочей скорости ветра p(v), когда v > vmin, и средняя продолжительность  работы ВЭУ (N дней) в течение месяца приведены в табл. 5.

Количество	Ки	Ко
АВЭУ6-М
1	0,97	0,59
2	0,83	0,95
3	0,58	1
ВТН8-8
1	0,93	0,87
2	0,53	1

Таблица 5. Показатели за сезон.

Значит, для полного удовлетворения потребности  в энергии нужны две ветроустановки типа АВЭУ6-4М или одна установка  ВНТ8-8.

4) Определение  экономической эффективности ветроустановки

4.1) Рассчитываем  количество полезно используемой  энергии за сезон и количество  сэкономленного топлива:

                                                                                   (7.3)

или

                                                                                      (7.4)

При использовании  двух установок АВЭУ6-4М:

Результаты  расчетов занесены в табл. 6.

АВЭУ6-М	Кол-во	Полезная энергия	Экономия топлива
	1	89355	6,8
	2	144000	11
	3	262470	20
ВТН8-8	1	133000	10
	2	146000	12

Таблица 6. Экономия топлива.