Теоретические основы нетрадиционной и возобновляемой энергетики
Решение задач на определение мощности малой гидроэнергетической установки; определение мощности ветровой электростанции; определение теплоты, подводимой гелиостатами к установленному на башне парогенератору паротурбинной солнечной электростанции.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 23.11.2018 |
| Размер файла | 205,7 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/
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт арктических технологий
Кафедра: электроэнергетики
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2
по дисциплине
«Теоретические основы нетрадиционной и возобновляемой энергетики»
Вариант № 6,7
Выполнил:
Студент 5 курса ИАТ
направления:
«Электроэнергетика
и электротехника»
Лебедев Сергей Владимирович
Шифр: ЭлЗб-16з-276
МУРМАНСК
2018
Задача №1
мощность электростанция гидроэнергетический ветровой солнечный
Определить мощность малой ГЭС, если расход воды Q = 20 м3/с, напор Н = 8 м. Коэффициент потерь напора в открытом гидроканале К = 0,85, КПД гидротурбины мТ = 82 %, КПД гидрогенератора мЭ = 95 %. Как изменится мощность, если затвором уменьшить расход воды до 70% от номинального? Будет она больше или меньше, чем 70% от номинальной мощности?
|
Дано: Q = 20 м3/с Н = 8 м мТ = 0,82 мЭ = 0,95 с = 1000 кг/м3 g = 9,8 м/с2 К = 0,85 |
Решение: Электрическая мощность гидроэнергетической установки рассчитывается по формуле: N = K?мТ•мЭ•с?g?H •V, Вт где К - коэффициент потерь напора в гидроканале, мТ - КПД гидротурбины (изменяется в пределах 0,7... 0,88), мЭ, - КПД гидрогенератора (в пределах 0,9...0,96), с - плотность воды, g = 9,8 м/с 2 - ускорение силы тяжести, Н - напор (разность уровней воды верхнего и нижнего бьефов), м, V - расход воды, м3/с. = Q |
Подставив данные значения, найдем электрическую мощность установки:
N = K?мТ•мЭ•с?g?H•V =0,85• 0,82• 0,95•1000•9,8•8•20 =1038251,2 (Вт) =1038,25 (кВт)
При условии уменьшения расхода воды до 70% от номинального, мощность изменится:
N1 = 0,85• 0,82• 0,95•1000•9,8•8• (20 • 0,7) = 726775,36 (Вт), в сторону уменьшения на N1/N = 311475,36/ 1038251,2 =0,7= 70%
Ответ: мощность малой ГЭС равна 1,03825 мВт.
Мощность малой ГЭС будет меньше на 70%, если затвором уменьшить расход воды до 70% от номинального.
Задача №2
Ветряная электростанция -- несколько ВЭУ, собранных в одном или нескольких местах и объединённых в единую сеть. Крупные ветровые электростанции могут состоять из 100 и более ветрогенераторов.
Ветровые электростанции строят в местах с высокой средней скоростью ветра -- от 4,5 м/с и выше.
Определить мощность ветровой электростанции, содержащей п =11 однотипных ветроэнергетических установок. Длина лопасти ветроколеса L=66 м, скорость ветра w = 14 м/с, КПД ветродвигателя мB = 32%, электрический КПД установки (генератора и преобразователя) мЭ= 77%, температура воздуха t = 5°С, атмосферное давление р=99 кПа.
|
Дано: L=66 м w = 14 м/с мB = 0,32 мЭ = 0,77 t = 5°С р=99 кПа. n =11 |
Решение: Ветровой поток, проходящий через площадь F, ометаемую лопастями ветродвигателя, имеет энергию: Е = т w2/2, Дж, где w - скорость ветра, м/с, т - масса воздуха. За секунду через площадь F протекает т = сw F кг/с, где с = р / RT - плотность воздуха, кг/м 3, |
р - атмосферное давление, Па,
R = 287 Дж/кг0К - газовая постоянная,
Т -- абсолютная температура, К.
с = 99000/287•278 =1,24 кг/м3
Площадь F определяется через длину лопасти L ветроколеса: F = рL2. Соответственно электрическая мощность N, развиваемая ВЭУ, определяется формулой:
N= мв• мэ•с? рL2•w3/2 , Вт,
N = 0,32• 0,77• 1,24•3,14•662•143/2 = 5,73 (МВт)
11*n = 11*5,73 = 63,07 (МВт)
Ответ: мощность ветровой электростанции, содержащей 11 однотипных ветроэнергетических установок равна 63,07 МВт
Задача №3
Определить теплоту, подводимую гелиостатами к установленному на башне парогенератору паротурбинной солнечной электростанции, если количество гелиостатов п=10000 , площадь зеркал одного гелиостата F=12м2, интенсивность солнечного излучения I=650 Bт/м2, коэффициент эффективности использования солнечного излучения мИ. Определить также термический КПД и теоретическую мощность паротурбинной установки СЭС, работающей по циклу Ренкина, если параметры острого пара р1= 10 мПа, t1= 410 °С , давление в конденсаторе р2 = 10 кПа, КПД парогенератора мПГ = 51%. Как изменится мощность СЭС, если вместо паротурбинной установки применить кремниевые фотоэлектрические преобразователи с КПД мФЭ = 0,15, занимающие ту же площадь, что и зеркала гелиостатов?
|
Дано: F =12 m2 t1= 410 °С мФЭ= 0,15 мПГ = 0,51 р1= 10 мПа I = 650 Bт/м2 n = 10000 |
Решение: В паротурбинных солнечных энергетических установках теплота солнечного излучения от зеркал гелиостатов концентрируется на парогенераторе, установленном на башне. Общее количество теплоты, воспринятой парогенератором, составляет: Q = мИ n FI, Вт, где мИ - коэффициент эффективности использования солнечного излучения (изменяется в пределах 0,35...0,5), |
п -- количество гелиостатов,
F - площадь зеркал одного гелиостата, м 2,
I - интенсивность солнечного излучения, Вт/м2.
Q = 0,4• 10000• 12• 650 =31,2 мВт
Работа килограмма пара паротурбинной установки в цикле Ренкина равна
l = h1- h2, кДж/кг,
термический КПД мt = (h1- h2) / (h1- hк), где
h1- энтальпия острого пара,
h2- энтальпия отработавшего в турбине пара (определяются по h - s диаграмме водяного пара),
hк - энтальпия конденсата (определяется по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара). С помощью (hs)-диаграммы состояния воды и водяного пара найдем значения h1, h2 и hк .
= = 0,88
Теоретическая мощность паротурбинной СЭУ составит
NПГ = мt мЭ Q, Вт,
где
мЭ - КПД электрогенератора (в пределах 0,92.. .0,96).
NПГ =0,88• 0,95• 31,2• 106 =26,08 мВт.
Мощность СЭУ с фотоэлектрическими преобразователями определяется соотношением NФЭ = мФЭ• FФЭ• I, Вт, где
мФЭ - КПД фотоэлектрических преобразователей (изменяется в пределах 0,13... 0,18),
FФЭ - их общая площадь, м2
NФЭ = 0,15• 120000 • 650 = 11,7 мВт
Вычислим как изменится мощность СЭС после замены паротурбинной установки на кремниевые фотоэлектрические преобразователи соотношением:
NПГ- NФЭ/ NПГ = 26,08- 11,7/ 26,08• 100 = 55,14%
Ответ: теплота Q, подводимая гелиостатами равна 31,2 мВт.
Термический КПД паротурбинной установки СЭС равен 88 %.
Теоретическая мощность паротурбинной установки СЭС равна 26,08 мВт
Мощность СЭС упадет на 55,14 %, если вместо паротурбинной установки применить кремниевые фотоэлектрические преобразователи.
Список используемой литературы:
1. Лабейш В.Г. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. - СПб.: СЗТУ, 2003. -80с.
2. Гидроэнергетика и комплексное использование водных ресурсов / под ред. Непорожнего П.С. - М.: Энергоиздат, 1982,- 559 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение мощности судовой электростанции табличным методом, выбор генераторных агрегатов и преобразователей электроэнергии. Разработка структурной однолинейной электрической схемы генерирования и распределение электроэнергии. Выбор аккумуляторов.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 02.06.2009Основные задачи и положения проекта плавучей атомной электростанции. Характеристика реакторной установки. Преимущества, недостатки и опасность станции. Объективные обстоятельства актуальности процесса развития атомной генерации малой и средней мощности.
курсовая работа [26,4 K], добавлен 09.06.2014Определение потребности района в электрической и тепловой энергии и построение суточных графиков нагрузки. Расчет мощности станции, выбор типа и единичной мощности агрегатов. Определение капиталовложений в сооружение электростанции. Затраты на ремонт.
курсовая работа [136,9 K], добавлен 22.01.2014Подбор площадки под строительство. Расчет мощности электростанции. Схема подключения электростанции к энергетической системе. Определение числа отходящих линий. Выбор трансформаторов тока и напряжения. Оценка капитальных затрат на реализацию проекта.
курсовая работа [541,2 K], добавлен 27.07.2015Принцип действия и схема гидроаккумулирующей электростанции. Потребление электроэнергии в Калининградской области. Схема выдачи мощности электростанции в энергосистему. Определение отходящих линий. Выбор трансформаторов и расчет токов короткого замыкания.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 27.07.2015Запуск первой городской электростанции в Казани, проблема освещения городских улиц. Развитие энергетики в Республике Татарстан после принятия плана ГОЭЛРО. Строительство и эксплуатация теплоэлектроцентрали и увеличение мощности промышленных предприятий.
реферат [22,9 K], добавлен 20.08.2013Расчёт основных технико-экономических показателей проектируемой конденсационной парогазовой электростанции. Срок окупаемости капитальных вложений. Расчет котла-утилизатора. Определение мощности и коэффициента полезного действия ПГУ. Безопасность объекта.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 07.08.2012Расчет мощности электростанции. Выбор источников электроэнергии и трансформаторов. Аварийный генератор, шины, кабель, коммутационные аппараты. Проверка оборудования электроэнергетической установки на работоспособность в условиях короткого замыкания.
курсовая работа [189,5 K], добавлен 08.02.2010Применение трансформаторов малой мощности в схемах автоматики, телемеханики и связи в качестве электропитающих элементов. Определение расчетной мощности и токов в обмотках. Выбор сердечника трансформатора. Коэффициент полезного действия трансформатора.
курсовая работа [474,4 K], добавлен 17.12.2014Оценка состояния энергетической системы Казахстана, вырабатывающей электроэнергию с использованием угля, газа и энергии рек, и потенциала ветровой и солнечной энергии на территории республики. Изучение технологии комбинированной возобновляемой энергетики.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 24.06.2015Существующие источники электроэнергии, типы электростанций. Современные проблемы развития энергетики. Альтернативные источники энергии и их типология. Устройство и принцип работы морской волновой электростанции, расчет ее производительности и мощности.
курсовая работа [862,7 K], добавлен 28.03.2016Выработка 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 30.09.2016Выдача потока энергии, вырабатываемой на электростанции. Схема выдачи мощности. Определение годовых потерь активной электроэнергии в блочных трансформаторах и автотрансформаторах связи. Выбор рабочих и резервных трансформаторов собственных нужд.
реферат [1,1 M], добавлен 04.07.2011Расчет тепловой схемы конденсационной электростанции высокого давления с промежуточным перегревом пара. Основные показатели тепловой экономичности при её общей мощности 35 МВт и мощности турбин типа К-300–240. Построение процесса расширения пара.
курсовая работа [126,9 K], добавлен 24.02.2013Определение типа электростанции по исходным данным. Выбор силового оборудования, аппаратов, токоведущих частей, генераторов, трансформаторов. Описание главной схемы электрических соединений. Расчет электростанции в нормальных и в аварийных режимах.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 19.12.2014Ознакомление с основными направлениями и перспективами развития альтернативной энергетики. Определение экономических и экологических преимуществ использования ветровой, солнечной, геотермальной, космической, водородной, сероводородной энергии, биотоплива.
реферат [706,0 K], добавлен 15.12.2010Подготовка исходных данных для оптимизации режимов энергосистемы. Определение коэффициентов формулы потерь активной и реактивной мощностей. Экономическое распределение активной мощности между электростанции по критерию: "Минимум потерь активной мощности".
курсовая работа [544,2 K], добавлен 29.08.2010Физические основы ядерной энергетики. Основы теории ядерных реакторов - принцип вырабатывания электроэнергии. Конструктивные схемы реакторов. Конструкции оборудования атомной электростанции (АЭС). Вопросы техники безопасности на АЭС. Передвижные АЭС.
реферат [62,7 K], добавлен 16.04.2008Определение потока мощности от электростанции. Выбор компенсирующих устройств. Структурные схемы подстанций. Выбор мощности трансформаторов подстанций. Расчет режима летних и зимних максимальных нагрузок сети. Оптимизация режимов работы сети.
курсовая работа [972,3 K], добавлен 07.07.2013Определение мощности потребителей на шинах электростанции, нагрузок потребителей понизительных подстанций. Выбор количества и типов трансформаторов подстанций. Нахождение распределения мощностей в сети. Расчет мощности с учетом сопротивления в линии.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 23.02.2015
