Проектування мережевої сонячної електростанції

Рис. 3.13. Діаграма втрат

Можемо констатувати, що така станція може забезпечити до 1000 середньостатистичних споживачів електроенергії (2-3 села) екологічно-чистою електроенергією на термін до 30 років, займаючи площу всього лиш 1.7 га, що становить менше 1% вільних площ землі.

4. Економічне обґрунтування проектних рішень

Згідно з даними міжнародного енергетичного агентства, вже до 2050-го року сонячна енергія може стати головним джерелом електроенергії на планеті. Способи якнайефективнішого використання енергії сонячного світла всебічно досліджують. Зараз існує два головних способи конверсії: з допомогою фотоелементу (сонячне світло перетворюють в електрику через сонячну панель) та через систему лінз і дзеркал (вони концентрують великі об'єми світла в один промінь). Обидва способи використовують сучасні сонячні електростанції - приватні чи державні підприємства, які виробляють та продають електроенергію[19].

Дипломний проект має конструкторське спрямування.

Мета мого дипломного проекту полягає у дослідженні і розрахунку параметрів і умов необхідних для проектування сонячної мережевої електростанції.

Потрібно вирішити такі завдання:

1) Визначити оптимальний кут розташування сонячної панелі в залежності від пори року.

2) Оптимально розташувати сонячні панелі на обраній ділянці.

3) Підібрати відповідне обладнання для монтажу сонячної електростанції.

4) Розрахувати втрати сонячної електростанції в системі.

4.1 Вибір і обґрунтування аналогу

Для того, щоб визначити ступінь відповідності технічного рівня і якості мережевої станції, що проектується, сучасному рівню розвитку науково-технічного процесу, вибирається аналог, який повинен відповідати даному приладу за призначенням і складом технічних та експлуатаційних характеристик. Аналог - виріб, який належить до тієї ж групи, що і новий проект, відповідає йому по сфері застосування та функціональному призначенню і є найбільш широко представленим на відповідному сегменті ринку. Для вибору аналогу необхідно перш за все дати характеристику нового виробу, визначити його функціональне призначення, проаналізувати конструкційні особливості, визначити можливості сфери його застосування.

Найбільш близьким до проектованої мережі, на мою думку, є сонячна електростанція в с. Ралівка Самбірського району. Але дана сонячна електростанція не використовує системи спостереження за сонцем, а отже і не отримує достатньої кількості енергії. Тому проектування нової мережевої електростанції з одновісною системою спостереження за сонцем дозволить отримувати набагато більше сонячної енергії і збільшить її конкурентоздатність.

Для визначення комплексного показника якості проектованої станції проводимо відбір системи показників, які б давали максимально точну характеристику нового виробу. Показники, які характеризують технічний рівень і якість проектованої станції використані для визначення комплексного показника якості, об'єднуємо в наступні групи.

4.2 Вибір конкретного переліку споживчих параметрів

Проводимо відбір показників, які б давали повну характеристику нового виробу.

Показники, які характеризують технічний рівень і якість продукції зведені в таблиці 4.1.

Таблиця 4.1. Визначення комплексного показника якості мережевої електростанції[20]

№ п/п	Параметри	Од. Вим	Значення параметрів	Параметричний Індекс якості 1-го показника	Вагом. 1-го Показн.	Зважений Параметричн. Індекс якості і-го показн.
			Аналог (ПіА)	Новий (Пінв)
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1. Призначення
1.1	Споживна потужність	МВт	0,75	0,5		1.5	0.15	0.225
1.2	Габаритні розміри	м 2	20000	15000		1.33	0.2	0.266
2. Надійність
2.1	Термін експлуатаціх	Рік	20	25		1.25	0.3	0.375
2.2	Термін окупності	Рік	5	44		1.66	0.15	0.415
2.3	Гарантійне обслуговування	Рік	2	44		1.5	0.1	0,15
3. Безпека
3.1	Електробезпека	Бал	5	5		1	0.05	0.05
3.2	Ергономічні	Бал	5.6	4.5		1.25	0.03	0.038
3.3	Естетичні	Бал	5.6	4.5		1.25	0.02	0.025
	1	1,544

4.3 Визначення комплексного показника якості

Для подальшого визначення доцільного проектування сонячної мережевої електростанції проводиться розрахунок комплексного показника якості, що розраховується за показниками, які характеризують параметри станції.

Всі необхідні параметри для розрахунку комплексного показника якості наведені в таблиці 4.1 в якій:

а - одиниця виміру;

Ii - параметричний індекс якості і-го показника;

Jj - вагомість і-го показника (параметра);

Кі - зважений параметричний індекс якості і-го показника (Ii, Jj);

Для визначення значень параметричних індексів якості по кожному з показників необхідно врахувати наступні правила.

1. Для показників, по яких збільшення числового значення відповідає покращенню характеристики параметричні індекси якості визначаються за формулами:

1. Іі=Пі.нв/Пі.А 1, якщо Пі.нв < ПіА 1

2. Для показників, по яким збільшення числового значення відповідає погіршенню характеристики, параметричні індекси якості визначаються за формулами:

3.

Іі=Пі.нв/Пі.нв, якщо ПіА 1> Пі.нв

Сума зважених параметричних індексів по всіх показниках дає значення комплексного показника якості нового виробу Кп.як.

Показники, які не вимірюються числовими величинами (ергономічні, естетичні), оцінюються експертним методом у балах за шкалою 0ч5. Показники безпеки оцінюються двома значеннями: 1 - безпечний, 0 - небезпечний.

Патентно-правові показники можуть змінюватись від 0 до 1. Значення 1 означає, що всі елементи, які ввійшли у вищезгадані групи, є патентно чистими та патентно захищеними.

Комплексний показник якості розраховується за наступною формулою:

Кп.як = Іі/Ji (4.1)

На основі комплексної оцінки техніко-економічного рівня нової спроектованої електростанції і аналога визначили коефіцієнт еквівалентності (показник якості) нової електростанції. Він становить 1.043 і показує, що відмінність у техніко-економічному рівні нової електростанції і аналогу складає 104.3% у сторону покращення на 4.3%.

4.4 Розрахунок операційних витрат на проектування мережевої сонячної електростанції

Розрахунок операційних витрат на проектування сонячної мережевої електростанції здійснюється методом питомої ваги.

Визначається вартість матеріалів, напівфабрикатів та комплектуючих в новому виробі за методом прямого розрахунку. Результати обчислень заносимо в табл. 5.2.

Вартість транспортно-заготівельних витрат приймається на рівні 3-5% до вартості матеріалів, комплектуючих та напівфабрикатів.

Таблиця 5.2. Розрахунок вартості основних матеріалів, напівфабрикатів та комплектуючих виробів сонячної мережевої електростанції[20]

Назва матеріальних ресурсів	Од. вим.	Норма витрат на один виріб	Ціна за один., грн.	Вартість мат. Ресурсів грн.	Вартість трансп. Загот. Витрат грн.	Вартість мат. Ресур. З урах. Трансп. Загот витрат
1	2	3	4	5	6	7
Матеріали
Кабелі
IEC-60811 & IEC-60216	м	50	410	20500	2050	22550
IEC-60228 & IEC-60811	м	40	325	13000	1300	14300
IEC-60502	м	35	270	9450	945	10395
КММ 13х 0.12	М	45	290	13050	1305	14355
Комплектуючі
Сонячні модулі
Panasonic HIT 240 Вт	шт.	2080	3750	7800000	780000	8580000
Трансформатори
IS-2026 / IE 60076	шт.	4	1400	5600	560	6160
Інвертори
Sunny Island 3.0	шт.	5	9665	48325	4832	53157
			16110	7909925	790992	8700917

Визначаємо собівартість проектованої сонячної електростанції:

Свн=[Мнв+Знто·(1+Кдоп)·(1+Ксум.вр)+Знто·(Кц+Кзз)]·(1+Кпв) (4.2)

де: Мнв - вартість матеріальних витрат;

Знто - основна заробітня плата основних робітників при виробництві нового приладу розрахована методом питомої ваги;

Знто = Мно·Па 2зп/Па 2м (4.3)

де Па 2зп/Па 2м - питома вага основної заробітної плати та матеріальних витрат в заводській собівартості аналогу 2.

Па 2м=0.34

Знто = 8700917·0.17/0.34= 4350458.5 грн

Кдоп - коефіцієнт додаткової зарплати основних робітників;

Кдоп = 0.2;

Ксум.вр. - коефіцієнт нарахування єдиного соціального внеску,

Кнар.єсв = 0.37

Кц, Кзз - коефіцієнти, відповідно загальновиробничих та адміністративних витрат до основної зарплати основних робітників:

Кзв = 1.8; Кадм = 0.5;

Кпв - коефіцієнт витрат на збут: Квз=0.03.

Свн = [8700917+4350458.5(1+0.37)+4350458.5(0.8+0.5)](1+0.03) = 20926140 грн.

4.5 Розрахунок ціни нової СЕС

Створення нової сонячної мережевої електростанції буде доцільним (при інших однакових умовах) в тому випадку, коли рентабельність цієї електростанції буде не менша ніж рентабельність станції, яка бралась для порівняння.

Ціна на створення нової електростанції визначається за формулою:

Цнпр=Свн(1+R) (4.4)

Свн - повна собівартість нової електростанції;

R - середньогалузева норма рентабельності продукції;

R = 0.25

Цнпр= 20926140 (1+0.25) = 26157675 грн.

Зважаючи на отримані результати можна зробити наступні висновки: даний проект сонячної мережевої електростанції може мати потенційних споживачів та ринки збуту, оскільки сонячна енергетика є перспективною сучасною технологією. Проектована система в порівнянні з аналогом оснащена системою спостереження за сонцем, що сприятиме максимальній віддачі енергії Сонця і в перспективі має здешевити вартість енергетичних ресурсів для споживання.

5. Охорона праці

5.1 Коротка характеристика об'єкту проектування

Дипломний проект має конструкторське спрямування і його мета полягає у розрахунку параметрів і умов необхідних для проектування сонячної мережевої електростанції.

Потрібно вирішити такі завдання:

1) Підібрати відповідне обладнання для монтажу сонячної електростанції.

2) Визначити оптимальний кут розташування сонячної панелі в залежності від позиції сонця у кожному місяці року.

3) Оптимально розташувати сонячні панелі на обраній ділянці.

4) Розрахувати втрати сонячної електростанції в системі.

Організація і вибір робочого місця

Для створення безпечних і сприятливих умов при виконання робіт по дипломному проекті пропонується ряд заходів по охороні праці.

Всі необхідні розрахунки по дипломному проекті здійснювались за допомогою комп'ютерного обладнання, тому ця робота відноситься до категорії легких, тобто робіт, які виконуються в сидячому положенні і не відноситься до систематичної фізичної роботи або до перенесення важких предметів.

Виходячи із ДСанПІН 3.3.2.007-98 [10], а також беручи до уваги характер робіт, відповідно до яких, площа підлоги приміщення на одного працівника в приміщенні дорівнює 6 м 2, приймаємо:

Sn=n·S0 (5.1)

де S0 - площа приміщення, що відводиться а одного працівника;

n - кількість працівників.

Оскільки в приміщенні працює дві людини, то необхідна площа для роботи повинна становити:

Sn=2·6=12 (м 2) (5.2)

Реальні розміри приміщення становлять:

- Довжина - 4.5 м;

- Ширина - 3.5 м;

- Висота - 3.3 м;

Тобто площа підлоги приміщення - 15.75 м 2, а об'єм - 51.98 м 3, що відповідає вимогам ДСанПІН 3.3.2.007-98 [10] пункт 2 "Вимоги до виробничих приміщень для експлуатації ВДТ ЕОМ та ПЕОМ" згідно з якими для кожного працівника відводиться 20 м 3 об'єму і 6 м 2 площі.

Отже, в лабораторії обладнано два робочі місця, які розміщені подалі від вікон і так, щоб вікна знаходилися збоку від працюючих і природне світло падало зліва. (рис. 5.1.)

Рис. 5.1. Розміщення робочих місць в лабораторії

На функціональний стан людини (психофізіологічні та емоційні перенапруження, втому, стрес тощо) впливають фізичні фактори виробничого середовища. Всі фактори, які впливають на стан людини, яка працює за комп'ютером, нормуються згідно з ДСанПІН 3.3.2.007-98, які поширюються на умови й організацію праці при роботі з моніторами усіх типів вітчизняного і зарубіжного виробництва на основі електронно-променевих трубок (ЕПТ), що використовуються в персональному комп'ютері.

При організації робочого місця були враховані антропонометричні дані оператора, а елементи обладнання було розміщено відповідно до характеру роботи, яку виконуємо.

Робочий стілець (крісло) оснащений підйомним поворотним пристроєм, який забезпечує регулювання висоти сидіння та спинки; його конструкція передбачає також зміну кута нахилу спинки. Підніжка крісла має п'ять опор, щоб запобігти його падінню.

Конструкція робочих меблів (стіл, крісло) забезпечує можливість індивідуального регулювання відповідно до зросту працюючого та дотримання зручної робочої пози. Предмети праці розміщуємо в оптимальній робочій зоні.

Конструкція робочого місця користувача комп'ютера забезпечує підтримання оптимальної робочої пози з такимм ергономічними характеристиками:

- Ступні ніг - на підлозі або підставці для ніг;

- Стегна - в горизонтальній площині;

- Передпліччя - вертикально; лікті - під кутом 70ч90 градусів відносно горизонтальної площини;

- Нахил голови - 15ч20 градусів відносно вертикальної площини.

Враховуючи те, що використовується монітор на основі рідких кристалів, тобто TFT типу з розміром екрану по діагоналі 17 дюймів, екран розташовуємо на відстані не менше 700 мм від очей користувача.

Для збереження здоров'я наукового працівника, що працює за комп'ютером, запобігання професійних захворювань і підтримання працездатності при 8-годинному робочому дні передбачено 15 хвилин перерви через кожну годину роботи.

Тривалість безперервної роботи згідно з нормами по роботі з монітором встановлюємо не більше 4 годин.

Для проведення робіт було вибрано монітор, який за електромагнітним випромінюванням повністю відповідає стандарту ДСанПІН 3.3.2.007-98 [10], який має наступні характеристики:

1) Параметри дисплея:

- розмір діагоналі 17 дюймів;

- екран з плоскою поверхнею, антистатичним та антибліковим покриттям;

- розмір зерна 0.20 мм.

2) Частоти розгорток:

-

-

3) Максимальна роздільна здатність, пікс./Гц: 1600Ч1200/68.

4) Рекомендована роздільна здатність пікс./Гц:

- 1280 Ч 1024/75;

- 1024 Ч 768/85.

5) Живлення: 90264 В (4763) Гц

6) Споживання енергії: робочий режим менше 68 Вт.

7) Відповідність міжнародним стандартам в галузі охорони праці:

- рівні випромінювань: MPR II;

- безпека UL, CSA, TUV-GS (ZH1/618/10.80), EMKO (S,N,D,FI), DHHS;

- радіозавади: FCC-B, CISPR 22, CE;

- ергономіка: ISO 9241.3.

5.2 Метеорологічні умови робочого середовища

В приміщенні підтримуються метеорологічні умови згідно з ДСанПІН 3.3.6.042-99, що визначаються температурою, відносною вологістю повітря, тиском та швидкістю руху повітря. Ці фактори впливають на терморегуляцію, тобто спроможність організму людини підтримувати нормальну температуру тіла (в межах 3637 °С), а отже, на самопочуття і ефективність роботи.

Тепловіддача від організму може здійснюватись шляхом тепловипромінювання, конвекції і випаровування. При підвищеній температурі навколишнього середовища тепловіддача здійснюється лише за рахунок випаровування поту. Перегрівання тіла до 4041 °С приводить до порушення водно-сольового обміну, виникнення судорожньої хвороби і теплого удару з втратою свідомості.

Відповідно до трудоємності і складності роботи, що виконуємо, для робочої зони нашого приміщення встановлюємо оптимальні і допустимі значення температури, відносної вологості і швидкості руху повітря, у відповідності до пори року. Користувач персонального комп'ютера належить до групи 1а-легкі роботи.

Відповідно з цим і ДСН 3.3.6.042-99 [11] вибираємо необхідні метеорологічні умови (табл. 5.1).

Таблиця 5.1. Оптимальні і допустимі метеорологічні умови

Період року	Категорія робіт	Температура t, °C
		Оптимальна	Допустима
Холодний	Легка 1а	2224	2125
Теплий	Легка 1а	2325	2228

Період року	Категорія робіт	Відносна вологість повітря, %
		Оптимальна	Допустима
Холодний	Легка 1а	40-60	40-60
Теплий	Легка 1а	40-60	40-60

Період року	Категорія робіт	Швидкість повітря, м/с
		Оптимальна	Допустима
Холодний	Легка 1а	0.1	<0.1
Теплий	Легка 1а	0.1	0.1-0.2

Для забезпечення необхідних метеорологічних умов в приміщенні встановлено обладнання системи центрального опалення.

Решту метеорологічних умов (постійність температури, вологості, руху і чистоти повітря) забезпечує кондиціонер LG M30L3H (3.5 кВт), з наступними параметрами:

- Холоднопродуктивність 2.60-2.90 кВт/г;

- Теплопродуктивність 3.3 кВт/г;

- Напруга живлення 220 В;

- Охолодження 860 Вт;

- Обігрів 740 Вт;

Рівень шуму:

- Внутрішній блок (max) 38 Дб;

- Зовнішній блок (max) 49 Дб;

- Повітряний блок 7.0-10.0 куб.м/хв;

Габаритні розміри:

- Внутрішній блок (вЧшЧг) 250Ч750Ч230 мм 3;

- Зовнішній блок (вЧшЧг) 570Ч750Ч230 мм 3;

Вага нетто:

- Внутрішній блок 9 кг;

- Зовнішній блок 30 кг;

Розрахунок освітлення

Одним з найважливіших факторів попередження травматизму і професійних захворювань є раціональне освітлення виробничих приміщень. Правильно організоване освітлення створює комфортні умови праці, підвищує працездатність і продуктивність праці.

Особливо важливе біологічне і гігієнічне значення для людини має природнє освітлення, тому при проектуванні виробничих приміщень передбачено наявність природнього освітлення. Так в дослідницькій лабораторії є одне вікно розміром 1.7 м Ч 1.5 м, що відповідаєвимогам ДБН В 3.25-28-2006.

Природна освітленість залежить від пори року, часу дня, хмарності тощо, а також від стану самого приміщення. Тому прозорі перекриття і вікна протираються від пилу не рідше 1 разу в 6 місяців. Стелі покриті крейдовою побілкою, що дає відбивання і розсіювання світла. Стіни приміщення покриті світлими фарбами.

В дослідницькій лабораторії також передбачено як загальне, так і місцеве штучне освітлення. Так в лабораторії встановлено три світильники типу ЛСП-02, в кожному із яких встановлено дві лампи типу ЛБ-40, що забезпечує освітленість не менше 410 лк і що відповідає вимогам ДБН В 3.25-28-200 .

Розміщення світильників в лабораторії показано на рис. 5.2.

Рис. 5.2. Розташування вікна і світильників у приміщенні лабораторії

При роботі комп'ютерів, принтерів, розмножувальної техніки, обладнання для кондиціонерів повітря, а також вентиляторів систем охолодження і трансформаторів виникають шум, вібрація, ультразвук.

У приміщенні лабораторії рівні звукового тиску, рівні звуку та еквівалентні рівні звуку на робочих місцях відповідають вимогам ДСН 3.3.5.037-99, тобто рівень шуму не перевищує 50 дБ. В зв'язку із цим захисних заходів в лабораторії не передбачається.

Оскільки при виготовленні та дослідженні дослідного взірця спроектованого пристрою не використовуються технологічні процеси, що пов'язані із застосуванням ультразвуку (промивка деталей, зварювання мініатюрнх візлів, тощо), а також при вказаних роботах не виконуються жодні механічні дії (удари і вібрації), то в приміщенні лабораторії захист від вібрацій та ультразвуку не передбачений.

З метою запобігання профзахворювання при роботі з джерелами НВЧ-енергії санітарними правилам визначені граничнодопустимі рівні опромінення надвисокочастотною енергією на робочих місцях. Гранично допустися рівні напруженості і густини птоку енергії електромагнітного поля регламентуються ГОСТот 12.1.006-94. ССБТ [14].

В приміщенні, де проводилися роботи по дипломному проектуванню, знаходиться безпровідна точка доступу до мережі Internetm Linksys wrt54gl. Потужність випромінювання 16.10 мВт, частота ГГц, час роботи в приміщенні складає T=8 годю Точка домтупу оснащена ізотропною антеною довжиною 0.15 м, яка живиться напругою 12 В, коефіцієнт k=8. Робоче місце розташоване на відстані 5 м від антени. Проведемо необхідність екранування джерела випромінювання.

Визначаємо довжину електромагнітної хвилі, м:

(м) (5.3)

отже робоче місце попало у дальню зону, оскільки .

Згідно з ГОСТот 12.1.006-94 у діапазоні частот 300 МГц 300ГГц ЕМП оцінюється густиною потоку енергії. Гранично допустимий рівень (ГДР) густини потоку енергії, Вт/м 2, для частоти 2.4 ГГц:

ГПЕГДР = ЕНГДР/Т = 2/8 = 0.25 (Вт/м 2) (5.4)

Де ЕНГДР - нормативне значення енергетичного навантаження за робочий день (2 Вт·год/м 2);

Визначаємо силу струму в провіднику антени:

I = P/U = 63.1·10-3/12 = 5.258·10-3 (A) (5.5)

Визначаємо ефективну площу антени, м 2:

(м 2) (5.6)

Визначаємо коефіцієнт підсилення антени:

(5.7)

Інтенсивність ГПЕ на відстані 5м, Вт/м 2:

Вт/м 2 (5.8)

Інтенсивність ГПЕ на відстані 5 м до робочого місця є набагато меншою від гранично допустимого рівня густини потоку енергії, тому екранування непотрібне. Отже перебування в приміщенні впродовж робочого дня не призведе до шкідливого впливу ЕМП на організм людини.

5.3 Електробезпека і розрахунок заземлення

Безпека експлуатації електростаткування в приміщенні лабораторії забезпечена наступними мірами захисту: застосування ізоляції, огорожа струмоведучих частин, застосування малих величин напруги (за вийнятком блоків живлення, які заземляють), ізоляція електричних частин від землі.

Науково-дослідницька лабораторія відноситься до сухих приміщень, із нормальною температурою й вологістю повітря, а також має ізольовану підлогу (паркет), тому за небезпекою ураження електричним струмом вона відноситься до першого класу, тобто приміщення без підвищеної небезпеки.

Проте основні причини ураження електричним струмом залишаються:

- Двофазне дотикання;

- Однофазне дотикання;

- Дотик до корпусу обладнання, яке не проводить струм, але опинилося під напругою;

- Перебування в зоні діїатмосферної (статичної) електрики;

- Вхід у зону дії електромагнітного поля.

Правильна організація експлуатації й обслуговування ПК, основної та контрольно-вимірювальної апаратури регламентована "Правилами технічної експлуатації електроустановок споживачів і правил техніки безпеки при експлуатації електроустановок споживачів" (ПТЕ і ПТБ споживачів) і "Правилами побудови електропристроїв" (ППЕ). Згідно умов роботи обладнання, застосовують захист від ураження електричним струмом методом заземлення.

Науково-дослідницька лабораторія обладнана контуром-шиною захисного заземлення, який з'єднується із заземлювачем. Контур-шина - це сітка з мідного дроту діаметром 6 мм у перерізі і вкладена під всією площею приміщення. Розмір комірок сітки 1200 мм. Місця перетину дротів пропаяні із застосуванням біокислотного флюсу. Для з'єднання заземлюючих провідників на шину наварено гвинти М 8. Ці гвинти використовуються як елемент з'єднання з затискачами, які розташовані на задній стінці основної та контрольно-вимірювальної апаратури.

В процесі виготовлення та регулювання дослідного взірця спроектованого приймача наддовгих хвиль максимальна споживана потужність електроенергії не перевищує 1кВт.

Виберемо тип запобіжника та поведемо розрахунок захисного заземлення в лабораторії.

Тип запобіжника повинен задовольняти умову:

(5.9)

де Ін - номінальний струм споживання (А), Ір - розрахункове значення струму (А).

Розрахункове значення струму обчислюється за формулою:

Ір = P/U (5.10)

де Р - максимальна споживана потужність, в лабораторії (1 кВт), U - напруга живлення (220 В):

Ір = 1·103/220 = 4.55 (А) (5.11)

Значення ІН вибираємо у 253 рази більшим від значення Ір, щоб виконувалась умова (5.1):

Ін = 2.5·Ір = 2.5·4.55 = 11.375 (А) (5.12)

У відповідності з отриманим результатом вибираємо запобіжник типу ВП 1Т 6-1-15 А.

Електрообладнання лабораторії (комп'ютери та контрольно-вимірювальна апаратура) відноситься до класу пристроїв із напругою живлення до 1000 В. Згідно класифікації приміщень за ступенем небезпеки ураження електричним струмом (ПУЕ 1.1.6.) приміщення лабораторії відноситься до першого класу (без підвищеної небезпеки). Живлення електрообладнання здійснюється від сітки змінного струму 220 В 50 Гц. Подача напруги здійснюється за допомогою загального вимикача. Загальний вимикач, за допомогою якого можна обезструмити електрообладнання, розташований при вході в лабораторію. Подача живлення до електрообладнання здійснюється за допомогою ізольованих електрокабелів. Параметри ізоляції перевіряються двічі на рік. Вони відповідають вимогам ДНАОП 1.1.10-1.01-2000.

Основним технічним засобом захисту в системі електробезпеки лабораторії являється захисне заземлення (рис. 5.3.), яке забезпечує захист людей від ураження електричним струмом при дотиканні до металевих неструмопровідних частин, які можуть опинитися під напругою внаслідок пошкодження ізоляції. Воно виконано з'єднанням корпусів комп'ютерів та контрольно-вимірювальних приладів (генератор ВЧ сигналів ГЗ-25, генератор амплітудно-модульованих сигналів ГЗ-55, осцилограф СІ-64, аналізатор спектру СА 1-5, електронний вольтметр В-74), що використовуються при експериментальних дослідженнях спроектованих вузлів пристрою, з контуром-шиною захисного заземлення, яка з'єднана із заземлювачем.

Рис. 5.3. Схема захисного заземлення

Опір захисного заземлення в лабораторії відповідає вимогам ПУЕ 1.7.65, згідно яких в електроустановках з напругами живлення до 1 кВ при потужності трансформатора менше 100 кВт Rзн повинен бути не більше 10 Ом, що підтверджується наступним розрахунком.

Вихідними даними для розрахунку є:

- Допустимий опір розтікання струму в землі заземлювального пристрою Rзн = 10 Ом;

- питомий опір грунту в місці встановлення заземлювача Ом/м;

- тип грунту - суглинок;

- тип заземлювача - труба, діаметром d=0.05 м і довжиною l=2 м;

- конструкція заземлювача - розташування по контуру.

Розрахунок проводимо за наступною методикою:

Визначимо розрахунковий опір землі:

(5.13)

де - коефіцієнт сезонності, який враховує коливання питомого опору при зміні вологості ґрунту протягом року; використовується заземлювач довжиною l = 2 м при глибины закладання выд вершини h = 0.5 м; = 1.1 - для четвертої кліматичної зони (схема розташування заземлювачів наведена на рис. 5.3). Тоді:

(Ом·м)

Опір RB, розтікання струму в землі від одного вертикального заземлювача визначається за формулою (5.14) :

(5.14)

де l - довжина заземлювача (l = 2 м);

d = 0.05 м - діаметр заземлювача за таблицею при U<1 кВ та при S<100 кВА;

t - відстань від поверхні до середини заземлювача: t = h+l/2=0.6+2/2=1.6 (м).

(Ом) (5.15)

Приблизна кількість заземлювачів:

(шт.) (5.16)

Знаходимо із таблиць коефіцієнт використання вертикальних заземлювачів, який враховує ефект екранування при вибраному значенні k = a/l, де a - віддаль між заземлювачами, м; k = 1 при a = 2 м. Отже коефіцієнт використання вертикального заземлювача за таблицями дорівнює .

Кількість вертикальних заземлювачів з урахуванням , обчислюємо за формулою:

(шт.) (5.17)

Довжина горизонтального заземлювача для розміщення по контуру

L = a·n = 2.7 = 14 (м) (5.18)

Опір горизонтального заземлювача Rг (ОМ), прокладеного на глибині h = 0.5 м від поверхні землі:

(Ом) (5.19)

де b = 0.04 м - ширина штабової сталі, з якої виготовлений заземлювач.

Обчислюємо загальний опір:

(5.20)

де - коефіцієнт використання горизонтального заземлювача ( = 0.34).

Отже нормуюча умова Rз<RЗ норм. Виконується. Тобто 6.95 Ом < 10 Ом.

5.4 Протипожежна профілактика

Важливе значення при використанні лабораторії має пожежна профілактика, під якою комплекс організаційно-технічних заходів, напрямлених на забезпечення безпеки людей, на запобігання пожеж, обмеження їх розповсюдження, а також на створення умов для успішного гасіння пожеж.

У приміщенні лабораторії виконуються профілактичні заходи, які визначені нормами ДБН В 1.1-7-2002. Згідно вказаних норм будівля має II ступінь вогнестійкості та згідно ДСТУ 3855-99 для неї встановлена категорія В пожежної небезпеки.

Приміщення лабораторії забезпечене одним вуглекислотним вогнегасником типу ВВ-2. У випадку виникнення пожежі перш за все треба відключити джерело живлення, використовувати вуглекислотний вогнегасник, автоматичний оповіщувач типу СН-1, а також здійснити евакуацію людей та матеріальних цінностей.

На випадок пожежі в приміщенні передбачені також евакуаційні шляхи, які дозволяють усім працівникам своєчасно залишити зону пожежі. Слід відмітити, що для даної категорії виробництва при ступені вогнестійкості 2 для багатоповерхового будинку віддалі до евакуаційного виходу не нормуються. Ширина проходів коридорів, дверей, маршів та площадок сходів орієнтовно визначається згідно ДБН В 2.2-9-99 і зведена в таблицю 5.2.

Таблиця 5.2 Визначення ширини проходів

Найменування	Ширина проходів, м
	Мінімальна	Максимальна
Прохід	1	За розрахунком
Коридор	1.4	За розрахунком
Двері	0.8	2.4
Площадка сходів	1.05, але не менше ширини сходів	За розрахунком

Рис. 5.4. План евакуації першого поверху Національного університету "Львівська політехніка"

Для швидкого сповіщення пожежної охорони при виникненні пожежі в приміщенні використовується електрична пожежна сигналізація. Система електричної пожежної сигналізації виявляє пожежу на початковій стадії і сповіщає про місце її виникнення, а також автоматично включає стаціонарні установки гасіння пожеж.

Передбачені нами заходи з охорони праці в першу чергу призначені для уникнення нещасних випадків, що можуть виникнути в науково-дослідницькій лабораторії. Ці заходи з охорони праці відповідають вимогам нормативних документів і актів та забезпечують нормальну, ефективну і безпечну для здоров'я людини виробничу діяльність[21].

Висновки

1) У роботі проаналізовано та розкрито метод розрахунку положення сонця на небосхилі в заданий час року, проведено відповідні розрахунки для умов Львівської області. Визначено оптимальний кут нахилу осі обертання модулів з огляду на потужність сонячного потоку, що поступає на задану поверхню. Для центральної частини Львівської області цей кут становить 41є.

2) За допомогою трьохмірної геометричної моделі аналітично визначено взаємовплив кута обертання похилої площини під заданим кутом навколо похилої осі та азимута і нахилу заданої поверхні. Визначено кути повороту поверхні, які оптимізують падаючий потік випромінювання для кожної години усередненого дня кожного місяця року.

3) Проведено підбір електричних компонентів та вузлів СЕС заданої потужності. Оцінено рівень втрат, підібрано необхідне обладнання, зокрема використано новітній тип кремнієвих модулів на основі технології HIT. Визначено вплив взаєморозташування генеруючих фотобатарей на втрати затінення та системні втрати.

4) У роботі розраховано щорічну виробітку СЕС із нерухомими та слідкуючими модулями та визначено енергетичний виграш станції із слідкуванням за сонцем, який становить 24%.

5) Верифікацію отриманих результатів перевірено у програмному комплексі PVsyst, для аналогічної станції. Отримано високий коефіцієнт кореляції результатів, що свідчить про їх достовірність.

Список використаних джерел

1. Вітроенергетика - практичні аспекти і перспективи [Електронний ресурс]. - Режим доступу до ресурсу: http://www.agro-business.com.ua/mekhanizatsiia-apk/834-vitroenergetyka-praktychni-aspekty-i-perspektyvy - Загол. з титул екрану. - Мова: укр. - Перевірено: 14.12.2015.

2. Непорожний П.С., Попков В.И., Энергетические ресурсы мира, М., Энергоатомиздат, 1995.

3. Сонячна енергетика - [Електронний ресурс]. - Режим доступу до ресурсу: http://www.npblog.com.ua/index.php/ekologiya/sonjachna-energetika - Загол. з титул екрану. - Мова: укр. - Перевірено: 14.12.2015.

4. Типы солнечных электростанций - [Електронний ресурс]. - Режим доступу до ресурсу: http://nek-npo.ru/novaya-energetika/solnechnaya-energetika/tipy-solnechnyh-elektrostantscii - Загол. з титул екрану. - Мова: рос. - Перевірено: 14.12.2015.

5. Солнечные тепловые электростанции - [Електронний ресурс]. - Режим доступу до ресурсу: http://solarsoul.net/solnechnye-teplovye-elektrostancii - Загол. з титул екрану. - Мова: рос. - Перевірено: 14.12.2015.

6. Солнечная электростанция - [Електронний ресурс]. - Режим доступу до ресурсу: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B8%D1%8F - Загол. з титул екрану. - Мова: рос. - Перевірено: 14.12.2015.

7. Мережеві сонячні електростанції - [Електронний ресурс]. - Режим доступу до ресурсу: http://hifidom.com.ua/statti/solarpower/solarpowerstation - Загол. з титул екрану. - Мова: укр. - Перевірено: 14.12.2015.

8. Мережеві сонячні фотоелектричні станції - [Електронний ресурс]. - Режим доступу до ресурсу: http://rentechno.ua/ua/solar/on-grid-pv-plants - Загол. з титул екрану. - Мова: укр. - Перевірено: 14.12.2015.

9. Сонячна енергія в Україні - [Електронний ресурс]. - Режим доступу до ресурсу: http://ekovita.org.ua/viewtopic.php?t=718 - Загол. з титул екрану. - Мова: укр. - Перевірено: 14.12.2015.

10. Сонячні мережеві електростанції - [Електронний ресурс]. - http://studall.org/all4-1266 - Загол. з титул екрану. - Мова: укр. - Перевірено: 14.12.2015.

11. Haberlin H. Photovoltaics System Design and Practice // John Wiley & Sons Ltd, 2013. -P. 28 - 29.

12. A collection of resources for the photovoltaic educator електростанції - [Електронний ресурс]. - http://www.pveducation.org - Загол. з титул екрану. - Мова: англ. - Перевірено: 14.12.2015.

13. [Електронний ресурс]. - http://re.jrc.ec.europa.eu/ - Мова: англ. - Перевірено: 14.12.2015.

14. Marion W., Dobos A. P. Rotation angle for the optimum tracking of one-axis trackers //National Renewable Energy Laboratory, Golden. - 2013.

15. [Електронний ресурс]. - www.panasonic.com - Мова: англ. - Перевірено: 14.12.2015.

16. [Електронний ресурс]. - http://new.abb.com/power-converters-inverters/solar/string/three-phase/pro-33-0kw - Мова: англ. - Перевірено: 14.12.2015.

17. [Електронний ресурс]. http://www.iec.ch/dyn/www/f?p=103:36:0::::FSP_ORG_ID:1119 - Мова: англ. - Перевірено: 14.12.2015.

18. Вихід енергії і продуктивність співвідношення фотоелектричних систем - [Електронний ресурс]. http://www.greenrhinoenergy.com/solar/technologies/pv_energy_yield.php - Загол. з титул екрану. - Мова: укр. - Перевірено: 14.12.2015.

19. Відновлювана енергетика [Електронний ресурс]. https://uk.wikipedia.org/wiki/Відновлювана_енергетика - Мова: укр. - Перевірено: 14.12.2015.

20. Менеджмент організацій: Методичні вказівки до виконання економічної частини дипломних робіт для студентів ІКТА, ІТРЕ / Укл.: Ю.В. Войцеховська, Н.П. Любомудрова, - Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2010. - 16с.

21. Катренко Л.А., Катренко А.В. Охорона праці в галузі комп'ютинґу / Катренко Л.А., Катренко А.В., - Вид-во Нац. ун-ту "Львівська політехніка", 2012-544 c

Размещено на Allbest.ru

...