Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / ДИССЕРТАЦИЯ, ЭЛЕКТРОНИКА, ЭЛЕКТРОТЕХНИКА, РАДИОТЕХНИКА

Разработка и исследование гибридной системы электро- и теплоснабжения малой мощности

kira_moreva 650 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 72 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 17.06.2020
Проведенное диссертационное исследование показало возможность работы гибридной системы электро- и теплоснабжения малой мощности на основе солнечного коллектора с тепловыми трубами и интегрированного с ним фотоэлектрического модуля по принципиально отличающейся от традиционных для СК схем. Схема реализована с использованием датчиков температуры установленных для определения моментов падения температуры и возможности перехода на режим дополнительного подогрева. При этом функционирование системы согласно разработанной схеме позволяет повысить технические характеристики гелиоустановки на основе СК с тепловыми трубами в сравнении с подобными установками с принудительной и естественной циркуляцией теплоносителя, разработанными и приведенными в других работах.
Введение

При нынешнем развитии техники трудно представить, как можно обходиться без привычных благ цивилизации. Современные достижения обеспечивают высокий уровень жизни и комфорта для человека, проживающего в странах с развитой и развивающейся экономикой. Чтобы поддерживать этот уровень необходимо большое количество энергии. В соответствии с нормативами потребления услуг жилищно- коммунального хозяйства, разработанными Институтом экономики ЖКХ совместно с Управлением социально-экономического развития Министерства экономики Российской Федерации [1], минимальная норма горячей воды, расходуемой на санитарно-гигиенические и хозяйственные нужды, на одного человека составляет 105 л в сутки (при температуре горячей воды +55 °С), а потребление электрической энергии в среднем на одного человека в сутки составляет около 1,4 кВт-ч. Большая часть затрачиваемой на эти нужды энергии производится, в основном, на генерирующих станциях, работающих на органическом ископаемом топливе. Ресурсы ископаемых видов топлива расходуются высокими темпами. Уже в этом столетии их дефицит может существенно сказаться на жизни людей, в связи с чем в качестве альтернативы особое внимание уже сейчас уделяется возобновляемым источникам энергии (ВИЭ) [2]. Основными преимуществами возобновляемых источников являются неисчерпаемость и экологическая чистота эксплуатации большинства установок на их основе. Именно эти свойства определяют перспективность данного направления. Более того, в связи с огромным потенциалом, которым обладает солнечная энергия, учитывая оптимистичные прогнозы развития и наблюдаемые темпы снижения стоимости ФЭП, важно сегодня развивать исследования в области солнечной энергетики, чтобы в будущем не возникало зависимости от импортных установок, как это наблюдается в некоторых отраслях нашей промышленности. Нарастающие проблемы в традиционной энергетике делают необходимым широкое внедрение технических средств для использования возобновляемых источников энергии в быту различного назначения. Повышение эффективности использования солнечной энергии в преобразователях имеет важное народнохозяйственное значение. Проводимые в настоящее время исследования в данном направлении не в полной мере охватывают актуальные вопросы. Объектом исследования являются методы и технические средства для повышения эффективности солнечных преобразователей. К задачам диссертационной работы относятся: 1. Критический обзор и анализ существующих конструкций гибридных систем, на основе солнечного коллектора и фотоэлектрического модуля, а так же перспектив их использования. 2. Математическое моделирование гибридной системы электо- и теплоснабжения. 3. Выбор и обоснование конструкции гибридной системы электро- и теплоснабжения, с учетом данных математического моделирования. 4. Анализ основных энергетических параметров разработанной гибридной системы электро- и теплоснабжения. В работе будут предложены новые технические решения, позволяющих повысить эффективность преобразования за счет снижения потерь.
Содержание

Введение………………………………………………………………………….4 ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО ГИБРИДНЫМ СИСТЕМАМ ЭЛЕКТРО- И ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ 1.1. Способы преобразования солнечной энергии в электрическую и тепловую……………………………………………………………………........6 1.2. Анализ существующих прототипов гибридных систем …………………13 1.3. Влияние температуры на характеристики гибридных систем электро- и теплоснабжения…………………………………………………………………26 ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИССЛЕДУЕМОЙ ГИБРИДНОЙ СИСТЕМЫ 2.1. Процессы протекающие в гибридной системе электро- и теплоснабжения ………………………………………………………………..29 2.2. Математическая модель и методика расчета параметров системы.......32 2.3. Разработка математической модели…………………………………......43 ГЛАВА 3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ГИБРИДНОЙ СИСТЕМЫ 3.1. Обоснование и принцип работы разработанной гибридной системы ..57 3.2. Анализ основных энергетических параметров разработанной гибридной системы электро- и теплоснабжения………………………………………….62 3.3. Результаты исследования разработанной модели гибридной системы электро- и теплоснабжения с учетом данных математического моделирования …………………………………………………………………64 Заключение………………………………………………………………………68 Библиографический список……….…………………………………………...69
Список литературы

1) Гременок В.Ф., Тиванов М.С., Залетекий В.Б. Солнечные элементы на основе полупроводниковых. Минск: Центр БГУ, 2010. 2) Стребков Д.С. Безруких П.П. Возобновляемая энергетика: стратегия, ресурсы, технологии. М.: ГНУ ВИЭСХ. 3) Ефимов В.П. Фотопреобразователи энергии солнечного излучения нового поколения // Физическая инженерия поверхности. 2016. 4) Photovoltaic Cells. ITACA. URL: http://www.itacanet.org/a-guide-to-photovoltaic- panels/photovoltaic-pv-cells 5) Тарнижевский Б.В. Оценка эффективности применения солнечного теплоснабжения в России // Теплоэнергетика. 2001. 6) Васильев Л.Л., Гракович Л.П., Хрусталев Д.К. «Тепловые трубы в системах с возобновляемыми источниками энергии» Минск «Наука и техника» 7) Гибридные солнечные коллекторы (PV/T). ALTENERGO. URL: http://www.altenergo.lv/ru/prods/SolarCollectors/Hybride 8) Стребков Д.С., Тверьянович Э.В. Концентраторы солнечного излучения. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2007. 9) Шадрин В.И. Автономные солнечные установки с концентраторами солнечного излучения // Лазерно-оптические системы и технологии: сб. статей ФГУП НПО АСТРОФИЗИКА. М., 2015 10) Патент RU 2 594 279. «Система тепло - и электроснабжения жилых домов». Гусаров В.А. , Андреев В.Н., Юрченко И.Н. 11) Патент RU 2 546 332. «Гибридный фотоэлектрический модуль». Стребков Д.С., Иродионов А.Е., Персиц И.С., Филиппченкова Н.С. 12) Патент RU 2 654 886. «Когенерационная система энергоснабжения кустовой буровой установки». Леушева Е.Л., Лебедев В.А., Карабута В.С., Моренов В.А. 13) Патент RU 2 612 725 «Гибридная кровельная солнечная панель». Стребков Д.С., Кирсанов А.И. 14) Патент RU 2 626 182. «Система генерирования электрической и тепловой энергии». Абрамович Б.Н., Сычев Ю.А., Моренов В.А. 15) Патент RU 172 976 «Устройство выработки постоянного электрического тока и тепловой энергии на основе эффектов Пелтье и Зеебека». Азнабаев Р.Р. 16) Патент RU 2 643 910 «Оптимизированная комплексная система для гибридного генерирования электроэнергии на основе солнечной энергии и энергии биомассы». ЧЭНЬ Илун, ЧЖАН Яньфэн, ЛЮ Вэньянь. 17) «Перспективы применения алюминиевых тепловых труб в солнечных коллекторах водонагревательных установок» Рассамакин Б.М., Хайрнасов С.М., Зарипов В.К. 18) Патент RU 93 048 655. «Совмещенная система отопления с солнечной установкой горячего водоснабжения». Иванов Н.М., Иванов В.Н. 19) Патент RU 85 989. «Комбинированная система теплоснабжения». Штым А.С., Хвостик П.Е., Журмилов А.А., Маркелова И.А., Путилина Е.О. 20) Патент RU 95 104 514. «Солнечная комбинированная электрическая станция». Волков Э.П., Поливода А.И., Поливода Ф.А. 21) Патент RU 162 663. «Ограждающий элемент с солнечным коллектором». Кобелев Н.С., Емельянов С.Г., Семеринов В.Г., Ноздратенко С.А., Жмакин В.А. 22) Патент RU 2 330 218. «Солнечный тепловой коллектор». Меликов Э.Н., Юров А.И., Бурик В.А. 23) Патент RU 2 657 209. «Теплонасосная система отопления и горячего водоснабжения помещений». Сучилин В.А., Кочетков А.С., Губанов Н.Н. 24) Патент RU 2 486 415. «Солнечный коллектор». Казанджан Б.И. 25) Патент RU 2 137 990. «Устройство для утилизации солнечной энергии». Евгенов А.М., Плеханов И.Д. 26) Патент RU 2 164 721. «Охлаждаемый модуль солнечной батареи». Ефремов Г.А., Трушков В.Н., Лизунов А.А., Смирнов А.В. 27) Патент RU 2 164 722. «Многоцелевая солнечная батарея». Ефремов Г.А., Минасбеков Д.А., Трушков В.Н., Лизунов А.А., Смирнов А.В. 28) Патент RU 30 181. «Поглощающая панель плоского воздушного солнечного коллектора». Лычагин А.А. 29) Патент RU 2 197 687. «Солнечный абсорбер». Дударев Н.В., Куранов Е.Г., Никитин В.И., Реш Г.Ф. 30) Патент RU 2 158 436. «Устройство для регулирования избыточной мощности солнечной батареи». Микушин Е.Г., Тищенко А.К. 31) Арбузов Ю.Д., Евдокимов В.М. Основы фотоэлектричества. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2007. 292 c. 32) Васильев А.М., Ландсман А.П. Полупроводниковые фотопреобразователи. М.: Сов. радио, 1971. 148 c. 33) Buresch M. Photovoltaic Energy Systems: Design and Installation. New York: McGraw- Hill, 1983. 336 c. 34) Ефимов В.П. Фотопреобразователи энергии солнечного излучения нового поколения // Физическая инженерия поверхности. 2010. Вып 8. № 2. С. 100-115. 35) Skoplaki E., Palyvos J. Operating temperature of photovoltaic modules: a survey of pertinent correlations // Renew Energy. 2009. № 34. P. 23-29. 36) Skoplaki E., Palyvos J. On the temperature dependence of photovoltaic module electrical performance. A review of efficiency/power correlations // Solar Energy. 2009. № 83. P. 614-624. 37) Fraisse G., Menezo C., Johannes K. Fraisse G., Menezo C., Johannes K. Energy performance of water hybrid PV/T collectors applied to combisystems of Direct Solar Floor type // Sol Energy. 2007. № 81. V. 11. P. 1426-1438. 38) Даффи Дж, А., Бекман У.А. Тепловые процессы с использованием солнечной энергии. М., 1977. 420 с. 39) Михеев М.А. , Михеева И. М. Основы теплопередачи. М., 1973. 320с 40) Zondag H.A., deVries D.W., van Helden W.G.J., van Zolengen R.J.C., Steenhoven A.A. The yield of different combined PV-thermal collector designs // Solar Energy. 2003. № 74 (3). C. 253-269. 41) Zondag H.A., De Vries D.W., Van Helden W.G.J., Van Zolingen R.J.C., Van Steenhoven A.A. The thermal and electrical yield of a PV-thermal collector // Sol Energy. 2002. №72(2). P. 113¬128. 42) Теплопроводный клей АлСил-5. URL: http://www.kurskline.ru/catalog/ coolers/44384 (дата обращения: 01.03.2019). 43) Технические характеристики вспененного полиэтилена.ISOLUX group. URL: http://www.tsstrade.ru/catalogue/insulation/polietilen/teplofol/ (дата обращения: 01.03.2019). 44) Сендвич-панели ПВХ. URL: http://www.tk-pragma.ru/index.php?page= prod&pid= 100018 (дата обращения: 01.03.2019) 45) Даффи Дж.А., Бекман У.А. Тепловые процессы с использованием солнечной энергии: пер. с англ. М: Мир, 1977. 410 c 46) Pei G, Fu H, Ji J, Chow T, Zhang T. Annual analysis of heat pipe PV/T systems fordomestic hot water and electricity production. Energy Convers Manage 47) Peterson GP. An introduction to heat pipes—modeling, testing and applications.New York: John Wiley & Sons; 1994.
Отрывок из работы

ГЛАВА1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО ГИБРИДНЫМ СИСТЕМАМ ЭЛЕКТРО- И ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ 1.1 Способы преобразования солнечной энергии в электрическую и тепловую В малой энергетике традиционное использовании солнечной энергии осуществляется в двух направлениях: - выработка электрической энергии с использованием солнечных элементов, скоммутированных в батареи и модули; - выработка тепловой энергии с помощью гелионагревательных систем. Фотоэлектрический преобразователь представляет собой устройство, которое преобразует солнечный свет непосредственно в электричество на основе фотоэлектрического эффекта. Также распространенным является название солнечный элемент (англ., solar sell) или фотоэлемент. Существуют различные типы ФЭП. Наиболее широко используемыми в наземных фотоэлектрических установках являются кремниевые ФЭП трех типов - на основе поликристаллического, монокристаллического и аморфного кремния. Большинство модулей изготавливаются с использованием поликристаллического и монокристаллического кремния. В настоящее время эффективность коммерчески доступного ФЭМ из монокристаллического кремния составляет около 14–19%, усовершенствованные модули достигают 21,5% [3]. Для поликристаллического кремния эти значения равны 14-17%, для аморфного кремния - около 5-8%. В области солнечной энергетики одним из наиболее перспективных материалов для создания высокоэффективных ФЭМ является арсенид галлия (GaAs). Такие модули имеют высокий КПД (для ФЭП с одним переходом около 28% [4]), повышенную поглотительную способность СИ, стабильную производительность при высоких рабочих температурах и ряд других важных особенностей.
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Диссертация, Электроника, электротехника, радиотехника, 82 страницы
3000 руб.
Диссертация, Электроника, электротехника, радиотехника, 61 страница
1525 руб.
Диссертация, Электроника, электротехника, радиотехника, 87 страниц
2610 руб.
Диссертация, Электроника, электротехника, радиотехника, 83 страницы
2075 руб.
Диссертация, Электроника, электротехника, радиотехника, 79 страниц
2370 руб.
Диссертация, Электроника, электротехника, радиотехника, 143 страницы
4290 руб.
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg