1.alternative energy

ГАПОУ «Орский машиностроительный
колледж»
ТЕМА: ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ
ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ В ОРЕНБУРГСКОЙ
ОБЛАСТИ
Выполнили:
Мазунов Александр,гр.13 ТА
Тыщенко Иван,гр.13 ТА
Руководитель проекта : Абрамова Е.Л,преподаватель
физики
Орск ,2015 г
ЦЕЛЬ:
изучить возможности использования
альтернативных и восполняемых источников
энергии в Оренбургской области
 создать автономный ветрогенератор
небольшой мощности, преобразующий
механическую энергию ветра в
электрическую

ЗАДАЧИ:
•
•
•
•
Рассмотреть климатические
условия и Розы ветров
Оренбургской области для
использования
альтернативных и
восполняемых источников
энергии;
Изучить принцип работы
ветровой установки;
Создать действующую модель
ветрогенератора;
Найти применения для
маломощного
ветрогенератора в быту
МЕТОДЫ :




Сбор и анализ информации;
Подборка материалов;
Сборка модели;
Проверка работоспособности
АКТУАЛЬНОСТЬ :




Исчерпаемость традиционных
источников энергии — нефть, газ,
каменный уголь, дрова ;
Кроме перспективы истощения
традиционных источников
существует еще и проблема
экологическая-ухудшение сферы
обитания;
Поэтому в последние десятилетия
использование возобновляемых
источников энергии не
связанные с углеводородным или
ядерным топливом, все чаще
приветствуются и становится
темой различных научных
исследований, совещаний,
ассамблей;
фактор энергосбережения и
энергоэффективности.
АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
являются возобновляемым ресурсом, и
заменяет собой традиционные источники
энергии, функционирующие на нефти,
добываемом природном газе и угле :
 солнечные,
 ветряные,
 приливные,
 волновые,
 геотермальные
генераторы
ЭНЕРГИЯ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ






еще называется«регенеративная энергия» и
«зеленая энергия»
электромагнитное
излучение Солнца;
кинетическая энергия
ветра;
движение воды в реках, в
океанах и морях;
энергия волн морей и
океанов;
тепловая энергия горячих
источников планеты
РОЗЫ ВЕТРОВ ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Роза ветров («Роза компаса»)
- это повторя-емость
направления
ветров,выраженная в
процентах.
Схематично изображается
Векторной диаграммой, в
виде многоугольника, по
длине лучей построенного
многоугольника можно
выявить направление
преобладающего ветра, со
стороны которого чаще всего
приходит воздушный поток в
данную местность.
Красная линия относится к летним
месяцам; синяя – зимним.
ВЕКТОРНАЯ ДИАГРАММА РОЗЫ
ВЕТРОВ
Оренбург
Кувандык
Акбулак
Орск
СРЕДНЕГОДОВАЯ
СКОРОСТЬ ВЕТРА ПО
РАЙОНАМИ И ГОРОДАМ
ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ
Расположение
метеостанции
Орск
Красноярский
(Кваркенский район)
Абдулино
Оренбург
Энергетик (Новоорский
район)
Тюльган
Соль-Илецк
Илек
Сорочинск
Акбулак
Новосергиевка
Бузулук
Домбаровский
Бугуруслан
Кувандык
Первомайский
Среднегодовая
скорость ветра
(на высоте 10м)
4,4
4,0
3,2
3,1
3,1
3,1
3,0
2,8
2,6
2,6
2,6
2,5
2,5
2,4
2,3
2,2
ВЕТРОУСТАНОВКИ ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ

РАЙОНЫ:









Ветрогенератор (ветроэлектрическая установка
или сокращенно ВЭУ) — устройство для
преобразования кинетической энергии ветрового
потока, в механическую вращения ротора и
преобразования её, в электрическую.
1 Тюльган;
2. поселок Каргала;
3) поселок
Самородово;
4) Кувандыкский
район(поселок Сара);
5) Гайский район;
6) Соль-Илецкий район;
7) Орск;
8)Оренбург;
9)п.Энергетик
КАРТА
ПАРАМЕТРЫ ВЕТРОГЕНЕРАТОРОВ В
ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ
№ местоположение
1
Тюльган
(электромеханический
завод)
Вид
Средняя
Мощност
ветрогенер
скорость ветра
ь кВт/час
а-тора
м/с
Трехлопастной
Горизонтальный
одна -200
три мини
по 100кВт
3,5
Полностью обеспечивает автономное энергоснабжение «Тюльганского
электромеханического завод» .
«Тюльганский электромеханический завод» (ООО «ТЭМЗ») активно участвует в
реализации проектов энергосбережения. За участие в выставке «Европа-Азия.
Сотрудничество без границ», которая недавно проходила в Актобе, экспозиция
ООО «ТЭМЗ» награждена дипломом.
№ местоположение
2
п.Каргала(Дзержинский район
г.Оренбурга)
п.Самородово
3 (агрофирма
Промышленная г.
Оренбурга)
Вид
ветрогенератора
Трехлопастной
Горизонталь-ный
Средняя
Мощност
скорость ветра
ь кВт/час
м/с
200
3,1
55
3,1
Запуск в эксплуатацию планируется на ближайшее время.
№ местоположение
4
Кувандыкский район
(п.Сара)
5
Гайский район
Вид
Мощность Средняя скорость
ветрогенеракВт/час
ветра м/с
тора
Трехлопастной
Горизонтальный
Общая
мощность
150000
2,3
3
В мае 2009 года в Кувандыкском и Гайском районах Оренбуржья были
установлены три ветроизмерительные мачты,.В настоящее время подготовлен
дизайн-проект ветропарка.
Ветряные электростанции могут генерировать в среднем 150 МВт энергии, срок
реализации 7-10 лет.
№ местоположение
6 Соль-Илецк (ветропарк)
Вид ветрогенера- Мощность Средняя скорость
тора
кВт/час
ветра м/с
Трехлопастной
Горизонталь-ный
Общая
мощность
300000
3
Соль-Илецкий район одним из первых в области начал внедрять новые
технологии в производство. в Соль-Илецком районе Полученные
альтернативным путём энергоресурсы направлены на полив посевных
площадей, освещение посёлка Тамар-Уткуль Соль-Илецкого района и на
нужды производственных помещений.
ЭНЕРГОПАРК В СЕЛЬХОЗПРЕДПРИЯТИИ «ДЕЛЬФИН»

Фермер Рихард Нойбауэр,
директор сельхозпредприятия
"Дельфин". в качестве
эксперимента решил перевести
свое хозяйство на энергию
солнца и ветра. В хозяйство
закупили девять установок,
четыре из них уже запущены.
Пространство между
ветроустановками закроют
солнечными батареями и
биогазовыми ,чтобы при
определённых погодных
условиях могли друг друга
заменять.
№ местоположение
7
Орск
Вид
Мощность Средняя скорость
ветрогенеракВт/час
ветра м/с
тора
Трехлопастной
Горизонтальный
200 -250
в Орске установлены уже три ветрогенератора.:
1.ветроэлектроустановка на улице Дорожной,
11а , для обеспечения электроэнергией
производственной базы;
2.в районе улицы Союзной, в северо-западном
промузле ;
3.в поселке ОЗТП, принадлежит ООО
«Геосервис» и установлена на его территории и
обеспечивает работоспособность предприятия .
3,8
НОВАЯ ДОСТОПРИМЕЧАТЕЛЬНОСТЬ П. ЭНЕРГЕТИК
с 2012 ветровая
турбина мощностью
200кВт. расположена в
базе отдыха «Вишневые
горки», которая
относится к
новаторскому
предприятию ОАО
"Синтиспирт".
ТЕРРИТОРИЯ БОТАНИЧЕСКОГО САДА ОГУ
(ОРЕНБУРГ)

Исследовательская группа
студентов ,под
руководством Виталия
Юрьевича Соколова,
заведующего кафедрой
теплоэнергетики ОГУ,
кандидата технических
наук, доцента, проводят
качественную оценку силы
ветра и определяет
количество
вырабатываемой
электроэнергии
В. Ю. СОКОЛОВ СО СТУДЕНТАМИ ОКОЛО
ВЕТРОУСТАНОВКИ
КАТЕГОРИИ ВЕТРОГЕНЕРАТОРОВ
Категория
мощность
применение
Промышленные
от 10кВт –
100кВт и
более
1)промышленный комплекс
2)малые производства
3)электроснабжение много этажного дома
4)для сети централизованного электроснабжения
Домашние
Маломощные от
20-300 Вт
подзарядки аккумуляторов,
в гаражах,в огородах,подсобных помещениях
От 200-600
Вт
освещение, телевизор, связь, радио, для
дачных участков;
От 1,5- 5 кВт
для электроснабжения почти полностью
потребителей в типом загородном доме,
включая стиральную машину, холодильник,
компьютеры и т.п
5кВт –
10кВт
для коттеджей, частных домов,
фермах, для отопления помещений
СХЕМА ГИБРИДНОЙ ВЕТРО –СОЛНЕЧНОЙ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ.
Варианты использования
ветрогенератора в системе
электроснабжения:
•с аккумулятором в
автономном режиме;
• с солнечными батареями;
• с использованием
резервного (дизельного,
бензинового или газового)
генератора;
КОМПОНЕНТЫ ВЕТРОГЕНЕРАТОРА
Основные :
•Генератор
•Лопасти
•Башня
Дополнительные :
•Контроллер
•Аккумуляторные батареи
• АВР – автоматический
переключатель источника
питания
•Инвертор
ПРИНЦИП РАБОТЫ ВЕТРОГЕНЕРАТОРА
Вращения ротора генератора происходит под действием подъемной силы,
возникающей при обтекании ветром лопастей. При этом генератор
вырабатывает переменный ток, который выпрямляется в контроллере.
Постоянный ток контроллера предназначен для заряда аккумуляторов.
Одновременно к аккумуляторам подключен инвертор, преобразующий
постоянное напряжение аккумуляторов в переменное напряжение 220 В
,50 Гц, используемое потребителем для питания нагрузки.
ГЛАВНЫЕ ЦЕННОСТИ
И
ВЕТРОУСТАНОВОК
Экологичность
Возобновляемость
Автономия независимости
Экономическое превосходство
ветроустановок по
сравнению с электросетью
минимум в 2 раза
НЕДОСТАТКИ
Главный недостаток – нестабильность
ветра
Ландшафтные проблемы
Шумовое и электромагнитное
воздействие на природу и человека
Последнее, что, несомненно,
тормозит распространение ветряков
в России — немалая цена.
Модель ветрогенератора:
Основным элементом конструкции является вентилятор
охлаждения процессора компьютера, работающего в
режиме генератора..
РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ КОНСТРУКЦИИ
ФОРМУЛУ РАСЧЕТА ЭНЕРГИИ ВЕТРА:





P = 0,6 × S × V 3
0,6 - КИЭВ (коэффициент использования энергии ветра)
S - площадь (м2), на которую перпендикулярно дует ветер
V - скорость ветра (м/с)
P – мощность (Вт)
Приводим расчеты для нескольких значений скоростей ветров с учетом площади
лопастей ветряка
V(м/с)
S (м2),
(3лоп)
P(Вт)
V(м/с)
S (м2),
(5 лоп)
P(Вт)
V(м/с)
S (м2),
(7лоп)
P(Вт)
1
0.27
0.162
1
0.45
0.27
1
0.63
0.38
3
0.27
0.32
3
0.45
5.29
3
0.63
7.402
5
0.27
20.25
5
0.45
33.25
5
0.63
47.25
Для увеличения мощности (выходного напряжения) генератора
необходимо увеличивать площадь лопастей ветряка
ВЫВОДЫ:




Оренбургская область имеет огромный потенциал в
использовании альтернативных и восполняемых
источников энергии.
В настоящее время промышленная установка
автогенератора в качестве альтернативного источника
энергии для большинства районов является
дорогостоящей.
Данная модель может быть использована в качестве
индикатора определения оптимального положения
автогенератора.
На базе предложенной модели можно сконструировать
передвижной автогенератор и использовать его в
качестве альтернативного источника, например на даче
круглый год.