Солнечные электростанции
Значительный рост применения нетрадиционных источников энергии. Особенности электрооборудования для солнечной электростанции (СЭС), ее конструкция и электрическая схема. Характеристика защитных устройств СЭС. Параметры выбора плавких предохранителей.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 09.11.2015 |
| Размер файла | 250,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Солнечные электростанции
Содержание
- 1. Конструкция
- 2. Электрическая схема
- 2. Электрическая схема
- 2.1 Схема постоянного тока
- 2.2 Схема переменного тока
- 3. Защитные устройства СЭС
- 3.1 Плавкие предохранители
- 3.2 Автоматика, защита от перегрузок по току
- 3.3 ОПН
- 3.4 Диоды, устраняющие обратную последовательность
- 3.5 Автоматические выключатели
1. Конструкция
Фотоэлектрические "строки" соединяют параллельно, чтобы уменьшить суммарное сопротивление. Размеры данных конструкций, в первую очередь, зависят от размеров ячейки. Различают 4,5 - и 6-дюймовые ячейки, выбор которых зависит от требуемой мощности.
2. Электрическая схема
2.1 Схема постоянного тока
2.2 Схема переменного тока
В последние десятилетия наблюдается значительный рост применения нетрадиционных источников энергии, в частности солнечного электрооборудования. Если в 2000 году суммарная мощность потребления была равной около 1400 МВт, то по данным 2013 года эта цифра составляет 25900 МВт. Следовательно, стало актуальным рассмотреть способы защиты данного типа производства.
солнечная электростанция плавкий предохранитель
3. Защитные устройства СЭС
Так как защитные устройства в СЭС не пользуются большой популярностью, то их систему принято обозначать следующим знаком:
Защитные устройства СЭС
К защитным устройствам СЭС относятся:
· Выключатели
· Плавкие предохранители
· Выключатели нагрузки
· ОПН
· УЗО
· Диоды, устраняющие токи обратной последовательности
3.1 Плавкие предохранители
Плавкие предохранители в фотоэлектрических элементах устанавливаются на каждую строку, тем самым защищая оборудование, или, в случае короткого замыкания на ней, изолируя от остальной системы. Но если система состоит из одной или двух строк, то одной защиты на всю систему будет достаточно.
При выборе плавких предохранителей нужны значения тока короткого замыкания и тока обратной последовательности. Кроме того, энергия, получаемая от фотоэлектрических систем, зависит от температуры и количества освещения, а плавкие предохранители чувствительны к окружающей среде. Следовательно, нужно учитывать и при случае понижать их характеристики в соответствии с требованиями.
Выбор плавких предохранителей проводится по следующим параметрам:
· Ток короткого замыкания Iкз
· Количество модулей в строке Ns
· Количество параллельно соединенных строк Np
· Напряжение холостого хода Uхх
· Ток максимальной токовой защиты по МЭК61370-2 Iмтз
|
Np >3 |
Np<3 |
||
|
U ?1,2 UххNs I>1,56Iкз I?Iмтз |
Провод не соответствует защите от 1,56 Iкз Iпред ? Iz - соответствует классу провода U ?1,2 Uхх |
провод соответствует 1,56 Iкз в защите не нуждается, но рекомендуется |
Защита массивов плавкими предохранителями.
Делая ставку на большие мощности, рассмотрим массивы из фотоэлементов. Они состоят из подмассивов, которые в свою очередь содержат большое количество строк фотоэлементов, соединенных параллельно. Плавкий предохранитель ставится на каждом подмассиве, а не только на каждой строке, защищая от тока короткого замыкания, уменьшая ущерб и опять же изолируя каждую часть оборудования от остальной системы.
Для выбора плавких предохранителей в массиве нужны следующие параметры:
· Ток короткого замыкания
· Напряжение холостого хода
· Количество модулей в строке
· Количество параллельно соединенных строк
· Количество подмассивов в системе
|
Nsub >3 |
Nsub<3 |
||
|
U ?1,2 UххNs I>1,56Iкз I?Iмтз |
Провод не соответствует защите от 1,56 Iкз: Iпп ? Iz - соответствует классу провода U ?1,2 UххNs |
Провод соответствует защите 1,56 Iкз: Рекомендуется |
Для расчета рабочего тока ПП, требуется значение тока короткого замыкания. Ему нужно уделить особое внимание, так как защита должна правильно различать и прерывать ток. А если интесивность света, падающего на фотоэлементы, превышает 1000Л/м2, то значения тока, вырабатываемого модулем, могут превысить указанные значения.
Iмах кз =1,25 Iкз
Если 3 и более строки соединены через щит управления:
Iмах кз =1,25 Iкз Ns
3.2 Автоматика, защита от перегрузок по току
Автоматические устройства защиты (максимальная токовая защита итд.) не требуются в случаях, когда система не содержит аккумуляторных батарей или состоит из 1-2 параллельно соединенных строк. Если же в системе большее количество строк, то при коротком замыкании в одной из них, за ним следует повышение тока предохранителя на внешних источниках тока и повышение токовой нагрузки в целом. То есть нужно будет защитить каждую секцию.
При наличии аккумуляторных батарей, в защите нуждается каждая строка. Это вызвано тем, что батареи являются внешним источником тока, что может в случае неисправности отразиться непосредственно на фотоэлектрических модулях.
Imin мтз=1,25 Iмах кз
3.3 ОПН
Солнечными батареями, которые, как правило, расположены в открытых позициях и, для большей мощности версиях, на обширных территориях, являются подверженными окружающей среде и могут быть повреждены перенапряжением, вызванным разрядом молнии. Чтобы избежать этого, желательно установить ограничения перенапряжения на каждой полярности по отношению к земле в параллельных коммутаторах после того, как риски были правильно оценены в соответствии со стандартом.
Желательно выбирать подходящее ОПН с блокировочным пороговым значением, соответствующим значениям рабочего напряжения цепи. Состояние оборудования должно постоянно отображаться локально и в удаленном режиме, если это необходимо, путем использования продуктов, оснащенных дистанционной сигнализацией контактов. На стороне постоянного тока, как правило, должны использоваться комбинированные ОПН или с наличием варисторов. Преобразователи, как правило, обладают внутренней защитой от превышения напряжения, но с ОПН на зажимах предотвращаются скачки напряжения приходящего на преобразователь, что означает, что преобразователь поддерживает производство энергии и отрицает необходимость какого-либо вмешательства в процесс.
Данные защитные устройства должны обладать следующими характеристиками:
· Защита 2 типа
· максимальное рабочее напряжение UC > 1.25 Uхх
· уровень защиты up < Uпреобр, где Uпреобр это испульсное напряжение преобразователя на стороне питания
· Номинальный ток перекрытия > 5 кА
· Координация с любой резервной защиты.
Поскольку импульсное напряжение строк как правило, выше, чем у преобразователя, ОПН устанавливается, чтобы защитить устройства в целом, так как защита распространяется и на модули, пока расстояние между модулями и преобразователем составляет менее 10 метров. ОПН должно быть установлено на стороне питания преобразователя, изолируя устройство так, чтобы оно также защищало модули, когда изолирующий прибор открыт.
3.4 Диоды, устраняющие обратную последовательность
Данное решение является нецелесообразным, поскольку не все считают его подходящей для защиты строк. Это не является заменой для максимальной токовой защиты (МЭК TS 62257-7-1), так как закрытый диод может работать неправильно, и может быть короткое замыкание. Кроме того, диоды приводят к потери мощности вследствие эффекту падения напряжения на контактах, которую можно уменьшить на использование диодов Шоттки падение с 0,4 в вместо 0,7 у обычных диодов.
При выборе диодов их максимальное обратное напряжение (согласно IEC 60364-7-712 стандарты) должны как минимум в два раза напряжения холостого хода Uхх. Ток прямой последовательности должен быть выше, чем ток короткого замыкания Ікз отдельных модулей, в 1.25 раза минимального значения.
Преимущества: высокая мощность предотвращения разворота.
Недостатки: они не считаются защитой устройств и ведут к потери мощности в цепи.
3.5 Автоматические выключатели
Использование термо-магнитные автоматические выключатели это еще один способ для защиты фотоэлектрических строк.
Таким образом, производители создали конкретные продукты в составе технологических решений, способные функционировать при высоких постоянного тока значения напряжения, что обычны в этих приложениях.
Технически говоря, это лучшее решение, хотя оно не так экономично. В некоторых случаях, это решение может оказаться обязательным, чтобы предотвратить случайные перенапряжения (например, атмосферного происхождения). В таких случаях они могут быть сброшены без замены каких-либо компонентов. Еще одно преимущество заключается в том, что функции защиты и изоляции могут предоставляться в одном устройстве.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Солнечные электростанции как один из источников преобразования электроэнергии, принципы и закономерности их функционирования, внутреннее устройство и элементы. Порядок преобразования солнечной энергии в электрическую. Оценка энергетической эффективности.
презентация [540,5 K], добавлен 22.10.2014Технические данные низковольтных предохранителей. Построение защитных характеристик предохранителя путем изменения тока цепи. Анализ зависимости температуры защищаемого кабеля от тока нагрузки при использовании плавких вставок с номинальными токами.
лабораторная работа [699,9 K], добавлен 16.11.2011Электрическая часть атомной электростанции мощностью 3000 МВт. Выбор генераторов. Обоснование двух вариантов схем проектируемой электростанции. Потери электрической энергии в трансформаторах. Расчет токов трехфазного короткого замыкания на шине 330 кВ.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 10.03.2013Проблемы развития и существования энергетики. Типы альтернативных источников энергии и их развитие. Источники и способы использования геотермальной энергии. Принцип работы геотермальной электростанции. Общая принципиальная схема ГеоЭС и ее компоненты.
курсовая работа [419,7 K], добавлен 06.05.2016Фотоэлектрические и термодинамические солнечные электростанции, их типы. Технологии получения электричества из солнечного излучения; экология. Физический принцип работы солнечных батарей, термальная энергетика. Фотоэлементы промышленного назначения.
курсовая работа [810,3 K], добавлен 04.11.2011Характеристика электрической части конденсационной электростанции, мощность которой 900 МВт. Анализ основного электрооборудования, выбор схемы электроснабжения. Особенности релейной защиты, выбор генераторов, расчет токов короткого замыкания и напряжения.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 22.06.2012Рентабельность развития солнечной космической электростанции, этапы и направления данного процесса, его перспективы, значение. Фотоэлектрическое преобразование солнечного излучения. Беспроводная передача энергии с использованием уравнения передачи Фриис.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 17.06.2012Традиционные методы производства электроэнергии. Электростанции, использующие энергию течений. Приливные, волновые, геотермальные и солнечные электростанции. Способы получения электроэнергии. Проблемы развития альтернативных источников электроэнергии.
презентация [2,5 M], добавлен 21.04.2015Количество солнечной энергии, попадающей на Землю, ее использование человеком. Способы пассивного применения солнечной энергии. Солнечные коллекторы. Технологический цикл солнечных тепловых электростанций. Промышленные фотоэлектрические установки.
презентация [3,3 M], добавлен 06.12.2015Понятие приливной электростанции, особенности принципов действия. Анализ работы российской приливной электростанции на примере Кислогубской электростанции. Характеристика экологических и экономических эффектов эксплуатации приливных электростанций.
реферат [4,1 M], добавлен 21.03.2012Использование ветрогенераторов, солнечных батарей и коллекторов, биогазовых реакторов для получения альтернативной энергии. Классификация видов нетрадиционных источников энергии: ветряные, геотермальные, солнечные, гидроэнергетические и биотопливные.
реферат [33,0 K], добавлен 31.07.2012Обзор технологий и развитие электроустановок солнечных электростанций. Машина Стирлинга и принцип ее действия. Производство электроэнергии с помощью солнечных батарей. Использования солнечной энергии в различных отраслях производства промышленности.
реферат [62,3 K], добавлен 10.02.2012Энергия солнца. Гелиоустановки на широте 60°. Преобразователи солнечной энергии. Космические солнечные электростанции. Солнцемобиль сегодня. Россия, Украина и солнечная энергетика. Некоторые мировые изобретения. Новый солнечный модуль.
реферат [879,0 K], добавлен 20.10.2006Особенности технологической схемы ТЭЦ. Специфика пароводяного контура и способ выдачи электроэнергии. Мощность теплового оборудования ТЭЦ в сравнении с электрической мощностью электростанции. Схема конденсационной электростанции. Вакуумный насос.
презентация [1,6 M], добавлен 22.05.2016Выбор генераторов исходя из установленной мощности гидроэлектростанции. Два варианта схем проектируемой электростанции. Выбор трансформаторов. Технико-экономические параметры электростанции. Расчет токов короткого замыкания. Выбор схемы собственных нужд.
курсовая работа [339,3 K], добавлен 09.04.2011Атомные электростанции (АЭС)–тепловые электростанции, которые используют тепловую энергию ядерных реакций. Ядерные реакторы, используемые на атомных станциях России: РБМК, ВВЭР, БН. Принципы их работы. Перспективы развития атомной энергии в РФ.
анализ книги [406,8 K], добавлен 23.12.2007Выработка энергии, накапливаемой морскими волнами на всей акватории Мирового Океана. Разработки волновых преобразователей. Устройство волновой электростанции. Поплавковые электростанции как один из видов ветровой электростанции, ее основные элементы.
презентация [240,5 K], добавлен 30.09.2016Обоснование необходимости расширения электростанции, выбора площадки строительства. Разработка вариантов схем выдачи мощности и выбор основного электрооборудования станции. Выбор токов короткого замыкания, релейной защиты, автоматики и КИП электростанции.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 12.05.2015Химические источники тока. Химическая реакция сжигания углерода. Переход химической энергии в тепловую. Структурная схема электростанции на топливном элементе. Процесс восстановления окислителя на катоде. Применение и проблемы топливных элементов.
реферат [210,0 K], добавлен 20.11.2011Мировые лидеры в производстве ядерной электроэнергии. Схема работы атомной электростанции с двухконтурным водо-водяным энергетическим реактором. Главный недостаток АЭС. Реакторы на быстрых нейтронах. Проект первой в мире плавучей атомной электростанции.
реферат [1,4 M], добавлен 22.09.2013
