Расчет и выбор ветроустановки

Расчет и выбор ветроустановки

    Расчет ветроустановки для горячего водоснабжения сельскохозяйственного потребителя. Данные для расчета те же, что и для гелиоустановки. Расчет ведется на примере двух ветроустановок АВЭУ6-4М и BWC-3, которые эксплуатируются на Южном Урале.

1. Определение  количества вырабатываемой энергии 

1.1. Выписываем  необходимые технические данные  ветроустановок: для АВЭУ6-4М  
Р_н = 4 кВт; D = 6,6 м; v_min = 4 м/с; v_p = 9 м/c; для BWC-3 Рн = 9 кВт; D = 7,0 м; v_min = 3 м/с; v_p = 12 м/c.

1.2. Данные о повторяемости скорости ветра в Брединском районе и заносим в табл.2.1. Обычно выписываются повторяемости скорости ветра начиная от vmin. В нашем примере начнем с градации 2-3 м/с;

1.3. Определяем  количество удельной вырабатываемой  энергии для каждого месяца по выражению

,

где Т – число часов в месяце.

.

Таблица 2.1

Таблица 2.2

Количество  удельной вырабатываемой энергии

 
 
 
 
 

2. Определение количества  ветроустановок  
для удовлетворения потребности в энергии.

    2.1. 2.2. Оцениваем обеспеченность потребной энергии от одной установки:

где h_эл – КПД электрического нагревателя (ТЭНы), принимается равным единице;

      Q_п – потребное количество энергии.

    В мае ветроустановка АВЭУ6-4М может обеспечить 58% потребной энергии, установка BWC-3 – 94%:

    

    

    Для полного обеспечения потребителя  необходимой энергией в мае можно  предложить две установки АВЭУ6-4М  или одну BWC-3. Результаты расчетов для остальных месяцев приведены в табл.2.3.

    Анализ  полученных результатов показывает, что установка АВЭУ6-4М обеспечивает потребность в энергии в среднем  на 38%, и для полного обеспечения в зависимости от месяца их потребуется две три или даже пять. Установка BWC-3 в среднем обеспечивает потребность в энергии на 71%. Таких установок требуется одна, две или четыре.

    2. Определение энергетических показателей ВЭУ

    Для этого определим коэффициенты использования ВЭУ и обеспеченности потребителя необходимой энергией.

    2.1. Коэффициент использования вырабатываемой энергии определяется для каждого месяца и рассматриваемого варианта. Например, в мае при использовании двух установок АВЭУ6-4М количество энергии WВЭУ = 1800·2 = 3600 МДж. При потребной энергии Q_п = 3100 МДж полезно используемая энергия принимается равной потребной (Q_пол = Q_п), так как тепловая энергия получаемая от ВЭУ больше потребной энергии: .

Таблица 2.3

 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Коэффициент использования вырабатываемой энергии 

 

    При использовании BWC-3 ; принимается .

    Результаты  расчетов сведены в табл.2.4.

    3.2. Коэффициент обеспеченности потребителя  оцениваем также для каждого  месяца в зависимости от вида  и количества ВЭУ. 

    Результаты  расчетов заносим в табл.2.5.

Таблица 2.5

 

    Значит, для полного удовлетворения потребности  в энергии нужны пять ветроустановок типа АВЭУ6-4М или четыре установки BWC-3. Коэффициент их использования составляет 0,58 и 0,52  

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    4. Определение экономической эффективности  ветроустановки 

    4.1. Рассчитываем количество полезно  используемой энергии за сезон и количество сэкономленного топлива:

 
или

    При использовании двух установок АВЭУ6-4М:

      МДж