Файл: Отчет по практике Наименование практики Производственная практика проектная практика студент.docx

Размер территории, которая нужна для размещения солнечной электростанции – один из важных параметров, обычно внимательно анализирующийся на начальных этапах моделирования и проектирования. построить солнечную станцию мощностью 10 кВт, необходимо 27 солнечных модулей мощностью 375 Вт, которые займут площадь примерно 50-60 кв.м. Но в зависимости от конфигурации солнечной электростанции к этой площади, возможно, придется добавить технологические проходы, а также выдержать необходимые расстояние между отдельными модулями, чтобы предотвратить их взаимное затенение. Таким образом, при расчетах необходимо учитывать несколько факторов:

Географическое месторасположение вашего объекта.
Способ крепления солнечных модулей – будут использоваться стационарные металлоконструкции или проектом предусмотрена установка динамических систем (трекеров).
Угол наклона, под которым будут установлены солнечные фотомодули.
Пространственная ориентация рабочей поверхности панелей (на юг или на восток-запад).

Самый простой случай – размещение солнечных панелей на скатной крыше частного дома. Поскольку поверхность кровли имеет свой угол наклона, то имеет смысл устанавливать панели прямо на ней, конечно, при условии отсутствия внешних затенений и подходящей ориентации по сторонам света. При таком размещении также решается проблема взаимного затенения панелей, а занимаемая солнечными батареями площадь будет минимальной. В зависимости от размера и КПД используемых солнечных батарей домашняя солнечная электростанция мощностью 10 кВт, расположенная на скатной крыше, занимает площадь до 75 кв.м.

Размещение на плоской крыше чаще всего используется для более крупных сооружений как склады, торговые и офисные здания и т.п. Для улучшения механической устойчивости конструкции при монтаже солнечных батарей на плоской кровле выбирают угол наклона около 10-15 градусов:

Малый угол наклона солнечных панелей уменьшает парусность (т.е. нивелирует ветровую нагрузку), что позволяет уменьшить вес всей конструкции. Как следствие – снижается общая нагрузка на несущие конструкции здания и инвестиция удешевляется.
Небольшое значение угла наклона позволяет избежать взаимного затенения солнечных модулей при более плотной их установке, тем самым – сократить занимаемую станцией площадь, что важно, учитывая ограниченность крышного пространства.
По расчетам, для установки солнечной электростанции мощностью 10 кВт на плоской крыше потребуется примерно 100-120 кв.м.

При наличии достаточного количества свободной территории, самым рациональным способом является установка солнечных батарей под углом, близким к оптимальному для этой широты. Такой способ установки модулей позволяет увеличить суммарную выработку электроэнергии и ускорить срок окупаемости капиталовложений. = солнечной электростанции с установкой солнечных панелей под оптимальными углами – отличный вариант как для станций промышленного назначения, так и для частных систем электроснабжения.

Чаще всего угол наклона фиксируют в положении, которое обеспечивает наибольшее количество выработки электроэнергии в режиме круглогодичной генерации. В таком случае, в зимнее время генерация будет минимальной. Если ФЭС используется для резервного (автономного) энергообеспечения объекта, то необходимо предусмотреть возможность компенсации недостающего количества электричества в зимний период. При установке модулей на стационарных конструкциях под оптимальным углом (для наших широт колеблется в диапазоне от 25 до 35 градусов) для размещения ФЭС мощностью 10 кВт потребуется площадь порядка 170-200 кв.м.

7.2 Необходимая площадь размещения ветряной электростанции

Ветрогенераторы используются в местах, где потенциал ветра самый большой. Станции устанавливают в горах, на мелководье, островах и полях. Современные установки могут производить выработку электричества даже при небольшой силе ветра. Стационарная ветряная станция может обеспечить электрической энергией частный дом или обеспечить небольшой объект на производстве. Во время отсутствия ветра запас энергии будет аккумулироваться, а после использоваться из батареи. Ветровые установки со средней мощностью могут применяться на фермерских хозяйствах либо в домах, которых удалены от теплосетей. В данном случае этот источник электроэнергии может использоваться для отопления помещений. Ветряные электростанции отличаются по количеству лопастей, показателю номинальной мощности и направлению оси. Ветрогенераторы устанавливаются вдали от деревьев и разнообразных построек, желательно на специально сооруженных конструкциях,

которые выше на пару метров, чем преграды расположенные на расстояние от 200 метров. Габаритные размеры ветрогенератора зависят от мощности, малого горизонтального – 1250х520х250 мм (номинальная мощность 500 Вт), вертикального 2700х2700х9000мм (мощность 5 кВт).[18]

8. Годовые затраты на обслуживание (материалы, техническое обслуживание, эксплуатационный персонал)

8.1 Затраты на обслуживание солнечной электростанции

Каждая солнечная система, включает в себя: солнечный модуль — преобразование солнечной энергии в электрическую; контроллер — заряд-разряд аккумулятора; аккумулятор — накопление энергии для дальнейшего ее использования; инвертор — преобразование постоянного тока в переменный. Стоимость автономной солнечной электростанции, вырабатывающей 1 кВт*ч/сутки — примерно 150 тысяч рублей. Стоимость автономной солнечной электростанции типичной мощностью 3 кВт (1 кВт солнечная батарея, 800А*ч АБ, батарейный инвертор), вырабатывающей 5 кВт*ч/сутки — примерно 250-300 тысяч рублей. Стоимость сетевой солнечной электростанции, вырабатывающей 1 кВт*ч/сутки — примерно 22 тысячи рублей. Стоимость сетевой солнечной электростанции типичной мощностью 1 кВт, вырабатывающей 5 кВт*ч/сутки — примерно 75 тысяч рублей. [19]

Солнечная система электроснабжения требует технического обслуживания и периодической замены некоторых ее составляющих. Типичный срок службы элементов системы составляет:

Солнечная батарея — более 40 лет. Стоимость 1 Вт солнечных панелей на январь 2021 года можно принять 40 рублей за ватт.
Система крепления солнечной батареи — на весь срок службы (если не будет стихийных бедствий — ураганов, землетрясений и т.п.). Стоимость дополнительного оборудования принимается оптимистично как 5% от стоимости основного оборудования.
Аккумуляторный инвертор — от 3 до 20 лет. Самые дешевые от А-Электроники стоят примерно 8500 рублей за кВт мощности. Самые дорогие Xtender — около 50-60 тысяч рублей за кВт мощности.
Контроллер заряда — от 3 до 15 лет, в зависимости от качества и производителя.
Сетевой фотоэлектрический инвертор — 10-15 лет. Стоимость фотоэлектрического инвертора — около 15 тысяч рублей за кВт установленной мощности.
Аккумуляторы — от 3 до 10 лет. Автомобильные аккумуляторы прослужат в солнечной энергосистеме максимум 2 года. Средний срок службы гелевых свинцово-кислотных аккумуляторов в циклическом режиме — 4-7 лет, в зависимости от их качества.
Срок службы литий-железо-фосфатных LiFePo4 аккумуляторов может составлять до 10 и более лет. Стоимость 1 Вт*ч таких аккумуляторов сейчас составляет 25-35 рублей в зависимость от качества аккумулятора. [16]

8.2 Затраты на обслуживание ветряной электростанции

В состав ветряной электростанции входят: электрический генератор, ветряная турбина, лопасти, ротор, крепежные материалы, механизм поворотный, ветряной датчик, тросы, мачта, инвертор, батареи аккумуляторные, контроллеры.

. Цена на ветряные электростанции зависит от их мощности. Цена ветрогенератора с мощностью 3 кВт примерно 93 000 руб., такая установка может обеспечить электроэнергией коттедж; с мощностью 5 кВт - 220 100 руб.; мощностью 10 кВт- 414 000 руб., такой установки достаточно для обеспечения энергией фермерского хозяйства или нескольких домов. [18]

Профессиональное техническое обслуживание ветрогенератора состоит из:

Полный осмотр и обследование всего агрегата
Частичный и полный ремонт механических устройств, а также электрической и электронной начинки
Периодичный ремонт или замена лопастей
Регулярный осмотр на наличие коррозии и проверка качества крепления (отсутствие не подкрученных болтов)
Чистка и мойка всей ветряной установки
Дополнительные необходимые мероприятия по демонтажу и установки дополнительного оборудования

Существует план проведения капитального и планового ремонта каждой ветроустановки. Он проводится с определенной периодичностью и фиксируется в документах обслуживающей организации. Годичный осмотр проводится один раз в год обязателен осмотр для:

визуального обследования рабочих поверхностей лопастей ветряной мельницы на наличие повреждений, микротрещин и сколов
проверки уровня электролитной жидкости аккумулятора и ее пополнения в случае необходимости
тестирования амортизации подшипников
очистки щеток коллекторного блока генератора
добавления смазочных присадок в масло редуктора.

Один раз в два года происходит обязательная полная замена масла в редукторной передаче ветряного генератора.

Ветряной генератор-проверка один раз в полгода:

объем масла в рабочем редукторе генератора, при необходимости производят его дозаправку до нужного уровня
токопроводящие элементы генератора: предохранители, наконечники
соединения: крепежные, разъемные
генераторный распределитель: балансировка лопастей
подшипники и инерционный люфт крыльчатки