Файл: Отчет по дисциплине Современные методы научных исследований и основы подготовки диссертаций.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Отчет по практике

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.12.2023

Просмотров: 36

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «УДМУРТСКИЙ ГАУ»
Факультет энергетики и электрификации

Кафедра «Автоматизированный электропривод»

ОТЧЕТ

по дисциплине

Современные методы научных исследований и основы подготовки диссертаций









Выполнил:

Студент 461 группы






Сидоров Е.Л.













Научный руководитель:

Профессор







Лекомцев П.Л.


Проверил:

д-р. техн. наук, профессор











Юран С.И.











Ижевск 2023 год

Тема: Разработка эффективной системы наружного освещения с питанием от солнечной мини-электростанции учебного корпуса № 3 ФГБОУ ВО «УДМУРТСКИЙ ГАУ».

Объект исследования: автономная система с солнечной мини-электростанцией.

Предмет исследования: изучение процессов получения и распределения энергии для освещения.

Цель: разработать эффективную автономную систему с солнечной мини-электростанцией, для питания систем уличного освещения территории учебного корпуса № 3 ФГБОУ ВО «УДМУРТСКИЙ ГАУ».

Задачи:

  1. изучить общие принципы работы, устройства, географических и климатических условий размещения фотоэлектрических систем;

  2. исследовать основные требования к существующим системам уличного освещения и изучить их характеристики;

  3. рассмотреть технические характеристики основных элементов, необходимых для построения эффективных систем уличного освещения;

  4. на основе полученных экспериментальных данных провести расчет миниСЭС для системы уличного освещения, и подобрать для её построения соответствующее оборудование.

Новизна: уникальность заключается в том, что с помощью специально разработанного программного обеспечения и «умного» светильника, имеется возможность контролировать все параметры системы, программировать её работу, изменять режимы работы, определять уровень загрязнения солнечной батареи и т.д. Подключение компьютера к системе уличного освещения производится посредством последовательного интерфейса по стандарту USB 2.0.

Практическая значимость:

  1. Провести экспериментальные исследования, которые позволят разработать научную основу и создать практическую базу для энергоэффективного использования осветительных установок на основе экспериментальных данных;

  2. Предложить алгоритм работы программируемых логических контроллеров, управляющих режимом освещенности, который позволит более эффективно расходовать энергоресурсы за счет учета влияния;

  3. Анализ экспериментальных исследований позволил разработать программу на современном языке программирования для логических контроллеров, принципиально новая интеллектуальная система управления режимами работы и «умный» светильник со ступенчатым изменением светового потока, позволяет более эффективно вырабатывать электроэнергию и преобразовывать её в световую.

Гипотеза: автономная эффективная энергоустановка на основе ВИЭ должна включать автоматическую систему управления, которая позволит, с одной стороны регулировать режим работы установки с учетом климатических условий эксплуатации и характеристик используемого оборудования, с другой стороны согласовывать режимы выработки энергии с учетом переменных графиков потребления, позволят снизить себестоимость всей системы освещения как минимум в 2-3 раза.

План магистерской диссертации

Введение

1 Общие принципы построения фотоэлектрических систем

1.1 Распределения солнечной радиации на поверхности Земли

1.2 Особенности климата УР

1.3 Основы создания энергоустановок на основе использования

возобновляемых источников энергии

1.4 Исследование фотоэлектрических преобразователей, принцип

работы и устройство солнечных батарей

1.5 Типы контроллеров заряда и принцип их работы

1.6 Накопители электрической энергии

2 Разработка конструкции и схемы управления экономичной системы

уличного освещения

2.1 Основные требования к системам освещения

2.2 Принцип работы и особенности конструкции системы

2.3 Ориентация солнечных батарей в пространстве

2.4 Крепление солнечной батареи к опоре освещения

3 Разработка цифровой автоматизированной системы уличного освещения с питанием от миниСЭС

3.1 Предпосылки и исходные данные для разработки миниСЭС

3.2 Система уличного освещения с питанием от миниСЭС,

размещенной на опоре

3.3 Исследование характеристик фотоэлектрических систем

3.4 Расчет числа и мощности солнечных батарей миниСЭС

3.5 Расчет числа и емкости аккумуляторных батарей

    1. Аккумуляторные батареи для солнечной энергетики

3.7 Разработка интеллектуального светильника

4 Оценка эффективности разработки

4.1 Практика использования разработанной системы освещения

4.2 Анализ полученных результатов

4.3 Рекомендации по практическому использованию

Заключение

Список использованных источников

Приложения

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «УДМУРТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет энергетики и электрификации

Кафедра электротехники, электрооборудования и электроснабжения

Направление подготовки 35.04.06 «Агроинженерия»

Автореферат диссертации

на соискание академической степени магистра

на тему: " Разработка эффективной системы наружного освещения с питанием от солнечной мини-электростанции учебного корпуса № 3 ФГБОУ ВО «УДМУРТСКИЙ ГАУ"

МАГИСТРАНТ   _________________   _ст. магистратуры 1 курса Сидоров Е.Л._

                                                (подпись)                                                             

РУКОВОДИТЕЛЬ   _____________________   _профессор Лекомцев П.Л.

                                                 (подпись)                                  

КОНСУЛЬТАНТ _____________________  профессор Лекомцев П.Л.

(подпись)  

ЗАВЕДУЮЩИЙ  КАФЕДРОЙ  ________ к. техн. наук, доцент _Пантелеева Л.А      

                                                                   (подпись)             

Общая характеристика работы

Актуальность исследования: Существующее в настоящее время состояние систем уличного освещения в небольших городах и, особенно, в сельских населённых пунктах, а также проблемы, возникающие при создании условий комфортной среды для проживания, делают данную научно-исследовательскую работу актуальной. Во все времена для обеспечения своей жизнедеятельности, удовлетворения различных потребностей человек создавал, совершенствовал и развивал различные виды производства. Изобретение топливных двигателей, а
затем и электрических машин, явилось в свое время значительным событием в развитии энергетики. Оно определило и современное состояние электроэнергетики, в основе которой лежат электростанции, работающие на различном ископаемом топливе. Но в последнее время, когда казалось, что перспективы традиционной энергетики на ископаемом топливе достаточно устойчивы, в нарастающем темпе стали проявляться ее негативные стороны - загрязнение окружающей среды в сочетании с быстрым уменьшением легкодоступных запасов угля, нефти, газа. Таким образом, можно полагать, что освоение атомной энергии не устраняет проблем энергообеспечения. В настоящее время во многих странах Мира все большее внимание уделяется возобновляемым источникам энергии (ВИЭ), при этом исследуются возможности использования энергии солнца, ветра, рек, 8 приливов, биотоплива и другие ВИЭ находятся в природе в естественном состоянии, поэтому не создают экологических проблем, и в силу своей возобновляемости являются неисчерпаемыми. Практическое применение источников электрической энергии на основе использования ВИЭ, дает возможность создать систему любой сложности, которая не будет зависеть от сети централизованного энергоснабжения. Вместе с тем известно, что одной из основных проблем возобновляемой энергетики, является непостоянство выработки (волатильность) электроэнергии генерирующей установкой. Данная проблема, в большей степени относится к ветряной и солнечной энергетике, которые, в отличие от гидроэнергетики, могут быть использованы в качестве микрогенерации для небольших предприятий и автономных (изолированных) систем электроснабжения. Рассматриваемые в данной работе системы уличного освещения, как и все прочие системы освещения вообще, имеют одну очень важную особенность – использование электроэнергии в темное время суток, когда использование энергии солнца невозможно. Таким образом, получение электрической энергии от ВИЭ в населённых пунктах, особенно в густонаселённых и имеющих высокие здания или сооружения, наиболее целесообразно и выгодно на основе использования энергии солнца, а не энергии ветра. В этой связи, при создании систем уличного освещения в населённых пунктах, необходимо решить достаточно сложную задачу, которая связана главным образом с тем, что такая система должна быть максимально эффективная, и в то же время, иметь минимальную себестоимость при заданных согласно СНиП параметрах. Существующее в настоящее время состояние систем уличного освещения в небольших городах и, особенно, в сельских населённых пунктах, а также проблемы, возникающие при создании условий комфортной среды для проживания, делают данную научно-исследовательскую работу актуальной.


Объект исследования: автономная система с солнечной мини-электростанцией.

Предмет исследования: изучение процессов получения и распределения энергии для освещения.

Степень изученности проблемы: в связи, при создании систем уличного освещения в населённых пунктах, необходимо решить достаточно сложную задачу, которая связана главным образом с тем, что такая система должна быть максимально эффективная, и в то же время, иметь минимальную себестоимость при заданных согласно СНиП параметрах.

Цели исследования:

  1. исследование использования энергии солнца для систем уличного освещения;

  2. разработка интеллектуальных и экономичных элементов осветительных установок;

  3. экспериментальные исследования единичной системы освещения с использованием интеллектуальной системы управления наружным освещением (ИСУНО);

  4. разработка эффективной системы уличного освещения с питанием от солнечной мини-электростанции.

Задачи исследования:

  1. изучение общих принципов работы, устройства, географических и климатических условий размещения фотоэлектрических систем;

  2. исследовать основные требования к существующим системам уличного освещения и изучить их характеристики;

  3. рассмотреть технические характеристики основных элементов, необходимых для построения эффективных систем уличного освещения;

  4. на основе полученных экспериментальных данных провести расчет миниСЭС для системы уличного освещения, и подобрать для её построения соответствующее оборудование.

Новизна: уникальность заключается в том, что с помощью специально разработанного программного обеспечения и «умного» светильника, имеется возможность контролировать все параметры системы, программировать её работу, изменять режимы работы, определять уровень загрязнения солнечной батареи и т.д. Подключение компьютера к системе уличного освещения производится посредством последовательного интерфейса по стандарту USB 2.0.

Практическая значимость:

1. Провести экспериментальные исследования, которые позволят разработать научную основу и создать практическую базу для энергоэффективного использования осветительных установок на основе экспериментальных данных;

2. Предложить алгоритм работы программируемых логических контроллеров, управляющих режимом освещенности, который позволит более эффективно расходовать энергоресурсы за счет учета влияния;

Смотрите также файлы