Файл: Отчет по дисциплине Современные методы научных исследований и основы подготовки диссертаций.docx
Добавлен: 05.12.2023
Просмотров: 37
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Рисунок 1 – Структурная схема экономичной системы уличного освещения
1 – солнечная батарея, 2 – блок датчиков, 3 – светильник со ступенчатой регулировкой светового потока, 4 – блок управления, 5 – блок аккумулятора, 6 – диагностический разъем, 7 – корпус, 8 – опора
3. Обоснование технического результата:
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.
4. Формула полезной модели:
Структурная схема экономичной системы уличного освещения, содержащая солнечную батарею, установленную на опоре, корпуса, содержащего, блоки датчиков, блока управления, блока аккумулятора и диагностического центра, отличающегося тем, что система имеет диагностический разъем 6, который позволяет с помощью специально разработанного программного обеспечения контролировать все параметры системы, а светильник «умный фонарь» имеет встроенный блок индикации, который отображает состояние режимов работы миниСЭС и уровня заряда аккумуляторов.
Описание полезной модели:
В предлагаемой схеме представленная на рисунке 1 схема, явилась основой для дальнейших разработок, и впоследствии, в неё были внесены изменения и дополнения. Принцип работы предлагаемой системы фактически не отличается от прочих систем, использующих в своем составе солнечные батареи. Уникальным является блок управления (4), и «умный фонарь» – светильник со ступенчатой регулировкой мощности светового потока. Постоянный электрический ток напряжением, около 18 В генерируется солнечной панелью (1) и поступает в блок управления 4, в составе которого находится контроллер зарядки аккумулятора. Свинцово-кислотный аккумулятор емкостью 55 А/ч, по расчетам, обеспечивает работу всей системы без подзарядки не менее 30 часов, что с учетом работы в темное время, составляет ориентировочно, в летний период – 3 суток, в зимний – 1 сутки, в осенний и весенний период, примерно 2 суток. Так как свинцовокислотные аккумуляторы чувствительны к низким температурам, изначально, в системе был предусмотрен подогрев аккумуляторного блока. Подогрев автоматически включается в холодное время года, при понижении температуры ниже 20 °С, и при условии, что аккумулятор полностью заряжен. Таким образом, вырабатываемая солнечной батареей электроэнергия не пропадает зря, а используется для поддержания оптимальной для работы аккумулятора температуры, что повышает как экономичность, так и долговечность всей системы.
Позже, в ходе экспериментальных исследований, для защиты аккумулятора от воздействия низких температур, решено было разместить его на некотором углублении в грунте рядом с опорой, в результате чего необходимость в подогреве отпала. Блок управления 4 получает данные о температуре окружающей среды и её освещенности посредством блока 2 который состоит из датчиков температуры и освещенности. Датчик температуры позволяет системе достаточно точно определять время года без привязки по времени, и управлять таким образом режимом работы светильника. В зависимости от времени года, интенсивности солнечного излучения и уровня зарядки 42 аккумулятора, светильник может работать в трех режимах: в режиме максимальной мощности, средней мощности, и в экономичном режиме. Кроме того, при длительной работе светильника в экономичном режиме, система оценивает уровень заряда аккумулятора, и переходит на режим работы по таймеру. В этом режиме, после захода солнца, светильник включается в работу в экономичном режиме на время T1, после чего отключается, и включается за время T2 до восходя солнца. Время T1 и T2 может изменяться в сторону уменьшения или увеличения, в зависимости от уровня зарядки аккумуляторной батареи. Датчик освещенности (блок 2) служит для включения светильника при наступлении темного времени суток, и отключения при появлении первых лучей солнца. Система имеет диагностический разъем 6, который позволяет с помощью специально разработанного программного обеспечения 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.
Морфологический метод исследования.
Автономная система с солнечной мини-электростанцией
| № | Признаки | Возможные варианты исполнения | ||
| 1 | 2 | 3 | ||
| А | Материал корпуса | стальная | пластиковая | алюминиевая |
| Б | Материал опоры | металлическая | железобетонная | пластиковая |
| В | Способы крепления солнечных батарей к опоре | В 4 точках | В 3 точках | В 2 точках |
| Г | Аккумулятор | Гелевый | Свинцовокислотного | Щелочные |
| Д | Угол наклона солнечной панели, град. | 15 | 30 | 45 |
А3+Б1+В1+Г1+Д2 Выбираем материал корпуса из алюминия; металлическую опору; солнечная батарея, закрепленная в 4 точках к опоре; гелевый аккумулятор; солнечная панель, наклоненную к солнцу на 30 градусов.
Список литературы
-
Возобновляемая энергетика [Электронный ресурс] - Режим доступа. - URL: http://www.greenpeace.org/russia/ru/campaigns/energy/ (дата обращения 22.04.2023г.). -
Тарик, Р. Создаем нейронную сеть / Р. Тарик – пер. с англ. – СПб. ООО “Альфа-книга” 2017. – 272 с. -
Руководство по выполнению выпускных квалификационных работ на факультете энергетики и электрификации: учебное пособие / П.Л. Лекомцев, А.М. Ниязов, Н.П. Кондратьева, Л.А. Пантелеева. – Ижевск: ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА, 2020. – 46 с. -
Рост тарифов на эл энергию в России [Электронный ресурс] - Режим доступа. - URL: http://www.wattrouter.ru/infa/tariffs.htm (дата обращения 22.04.2023г.). -
Бурмистров А. А., Виссарионов В. И., Дерюгина Г. В., Кузнецова В. А. Методы расчета ресурсов возобновляемых источников энергии. – М.: МЭИ, 2009. – 144 с. -
Симанков В. С., Бучацкий П. Ю. Оценка эффективности вовлечения нетрадиционных возобновляемых источников энергии в энергобаланс региона / / Вестник Адыгейского государственного университета. – 2012. – № 2. – С. 127–136. -
Возобновляемые источники энергии. [Электронный ресурс] - Режим доступа. - URL: .htpp://minenergo.gov.ru. (дата обращения 22.04.2023г.). -
Расписание погоды [Электронный ресурс] - Режим доступа. - URL:https://rp5.ru. (дата обращения 22.04.2023г.). -
Четошникова Л.М. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии:учеб.пособие / Л.М. Четошникова.- М.:Издательский центр ЮУрГУ , 2014. – 278 с. -
Electric info. Информационный портал [Электронный ресурс] - Режим доступа. - URL:http://electrik.info/main/news/401-kak-ustroeny-irabotayut-solnechnye-batarei.html (дата обращения 22.04.2023г.). -
Фотоэлектрические системы [Электронный ресурс] - Режим доступа. - URL:http://www.proektstroy.ru/publications/view/15822?bigid=8 (дата обращения 22.04.2023г.). -
Коннекторы МС4. Комплектующее для солнечных батарей [Электронный ресурс] - Режим доступа. - URL:http://realsolar.ru/560.html (дата обращения 22.04.2023г.). -
Solnechnye.ru Интернет-магазин [Электронный ресурс] - Режим доступа. - URL:http://www.solnechnye.ru/batareya/vybor-solnechnoybatarey.htm (дата обращения 22.04.2023г.). -
Naked Science. Научно-популярный портал [Электронный ресурс] - Режим доступа. - URL:http://naked-science.ru/comment/reply/4360 (дата обращения 22.04.2023г.). -
СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение/ Минстрой России - М.: ГП «Информрекламиздат», 2017. – 35 с. -
СП 131.13330.2012. Свод правил. Строительная климатология. Актуализированная редакция взамен СНиП 23-01-99 (дата обращения 22.04.2023г.). -
Таблица инсоляции для расчета ФЭС [Электронный ресурс] - Режим доступа. - URL:http://www.solbat.su/meteorology/insolation/ (дата обращения 22.04.2023г.). -
Солнечный модуль TopRaySolar 100M [Электронный ресурс] - Режим доступа. - URL:http://solarcrown.ru/magazin2/product/solnechnyy-modultopraysolar-100m. (дата обращения 22.04.2023г.). -
Солнечная энергия [Электронный ресурс]. Режим доступа. - URL: www.wikipedia.org/Солнечная энергия/80 (дата обращения 22.04.2023г.). -
Цырук С. А. Развитие светодиодных технологий в системах освещения мегаполисов / С. А. Цырук, М. А. Рашевская // Энергосбережение – теория и практика : тр. 4 Междунар. шк.-семинара молодых ученых и специалистов, Москва, 20-24 окт. 2008 г. – М., 2008. – С. 46-48. -
Сидоров Е.Л. Сравнительный анализ выбора оптимального типа солнечных коллекторов для комбинированных гелиосистем горячего водоснабжения и отопление города Ижевск / Е. Л. Сидоров, Т.А. Широбокова // Возобновляемые источники энергии:учеб.пособие / Л.М. Четошникова.- М.:Издательский центр ЮУрГУ , 2014. – 3 с. -
Патент РФ №2009109839 на изобретения патента, МПК: F03B 3/00. СОЛНЕЧНАЯ МИНИ-ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ / Каскулов М.Х., Каскулов А.М., / заявка на изобретение №2009109839 от 2009.03.18. – Опубл. 2012.01.10 Федеральное государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования КАБАРДИНО-БАЛКАРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени В.М. КОКОВА (RU) (дата обращения 2009.03.18). -
Алборов Р.А. Развитие учета и контроля в системе управления сельскохозяйственным производством: спец. 08.00.12 «Бухгалтерский учет, статистика»: автореф. дис. … д-ра экон. наук . Казань, 2004. 53 с. -
Сидоров Е.Л. Разработка эффективной системы наружного освещения с питанием от солнечной мини-электростанции учебного корпуса № 3 ФГБОУ ВО «УДМУРТСКИЙ ГАУ»: автореф… дис. – И.: 2023. – 6 с.