Розрахунок вітроелектростанції

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Вплив сезонності на ефективність роботи ВЕС

У першому зрізі проаналізуємо вплив сезонності на ефективність роботи вітроелектростанції.

Для цього скористаємося залежністю:

,

для кожного рядка графи січень підраховуємо коефіцієнт використання встановленої потужності. Середнє значення за місяць підрахувала за формулою:

,

де n - кількість електростанцій, якщо виробництво електроенергії в цьому місяці на станції не відбувалося, то в даній формулі її не враховуємо.

Аналогічно підраховуємо значення К для кожного місяця року та визначаємо їх середні значення

Аналіз розрахунку переконує про істотний вплив сезонності на ефективність роботи ВЕС. Відносно ефективним є період з березня по вересень, для якого середнє місячне значення знаходиться в діапазоні 10-19%. Період з жовтня по грудень є більш ефективні: так значення коефіцієнта за грудень (22%) перевищує липневий коефіцієнт(11%) в 2 рази. Найбільш ефективним був місяць лютий його коефіцієнт становить 23%.

Порівнюючи отримані щомісячні середні значення з даними табл. 6.1[1] по країнам Європейського Союзу, робимо наступні висновки:

В аналізованому варіанті найбільш енергоефективними виявились лютий та грудень. Також достатньо ефективними є листопад та жовтень. Значення січня менше ніж в Німеччині, Данії та Швеції в 2,2 рази, а Голландії - 1,5 рази. Коефіцієнти використання встановленої потужності лютого та березня є вищими, але все рівно менші на 1,6-1,5 рази. Значення серпня, вересня та квітня навіть перевищують табличні для Німеччини та Голландії( в серпні майже в два рази, в вересні - 0,7 разів, в квітні - 0,3 разів);

в інших місяцях явно виражена тенденція до зменшення отриманих значень на відміну від табличних. Значення липня майже не відрізняється, а травень та червень менше 1,1 -1,2 рази;

середньорічне значення = 17% в 1,3 рази нижче від показника коефіцієнта використання номінальної потужності (= 23%), при якому досягається рентабельність експлуатації ВЕС.

Таким чином, в результаті аналізу першого зрізу встановлено наступне:

1) Наявний вплив сезонності на ефективність роботи ВЕС;

2) Отримані низькі показники середньомісячних коефіцієнтів встановленої потужності вимагають пояснень або необхідно з'ясувати причини, які призвели до зниження.

2. Вплив діаметра ротора

На даній ВЕС використані ВЕУ двох фірм виробника AN-Bonus і DeWind, що входять до числа світових лідерів з виробництва вітроенергетичного устаткування, однакової одиничної потужності (600кВт) і з різним діаметром ротора 44м і 48м.

Зараз аналізуємо зрізи щодо впливу діаметра ротора,одиничної потужності та фірми виробника.

Аналіз починаємо з менших діаметрів ротора. ВЕУ AN-Bonus з діаметром ротора 44м (рядки 1-17 бланка завдання),яку умовно позначимо як місце розташуваня А.

Визначаємо сумарну потужність ВЕС, розташованої в зоні А.Очевидно,що кількість ВЕУ на ВЕС дорівнює 17 шт.

Тоді сумарна потужність ВЕС буде:

Визначаємо сумарний річний виробіток електроенергії цієї ВЕС,підсумувавши дані рядків з 1-го по 17-й графи бланка завдання «Сума за рік»:

Тепер можна визначити середньорічне значення коефіцієнта використання встановленої номінальної потужності:

- час за весь рік

ВЕУ з діаметром ротора 48м (рядки 18-25 бланка),яку умовно позначимо Б

Абсолютно аналогічно визначаємо

І, відповідно

Робимо висновок, що загальновизнана тенденція про те,що зі зростанням діаметра ротора ВЕУ повинен збільшуватися і показник ефективності роботи ВЕС не дотримано але чому? Відповідь на це питання шукаємо в аналізі наступного зрізу.

3. Вплив висот установок

вітроелектростанція сезонність ротор розташування

Перейдемо до оцінки впливу конструктивних параметрів ВЕУ на ефективність роботи ВЕС.

Різними є висоти ВЕУ, вплив яких і аналізуватимемо в цьому зрізі.

Аналіз починаємо з менших висот. ВЕУ з висотою 42,3 м розташована на одній ВЕС: Wremen-Grau, яку умовно позначимо як місце розташування А.

Визначаємо сумарну потужність ВЕС, розташованої в зоні А. Очевидно, що кількість ВЕУ на ВСЕ 4 шт.

Тоді сумарна потужність ВЕС буде:

Визначаємо сумарний річний виробіток електроенергії цієї ВЕС:

кВт*год.

Т=8760 год.

Тепер можна визначити середньорічне значення коефіцієнта використання встановленої номінальної потужності:

ВЕУ з висотами 50 м розташовані на ВЕС Jeetzel, яку умовно позначимо Б , Hohenhameln - В, Dransfeld-Г.

Абсолютно аналогічно визначаємо

кВт*год

Т=8760 год.

ВЕУ з висотами 58 м розташовані на ВЕС Oedelum,Schel, позначимо через Д, Hoheneggelsen - Е, Haskampsmuhle- Ж, Klein-Solschen-З, Deiderode-K, Ortberg-Л.

кВт*год

Т=8760 год.

ВЕУ з висотами 60 м розташовано на ВЕС Blender, яку позначимо як місце розташування -М.

кВт*год

=8760 год.

Тоді

ВЕУ з висотами 70 м розташовані на ВЕС Neu-Wulmstorf, позначимо через O, Blender- П, Grasberg-P.

Т=8760 год.

Загальновизнана тенденція про те, що зі зростанням висот ВЕУ повинен збільшуватися і показник ефективності роботи ВЕС,дотримана лише для станцій Б-Г,Д-Л та М. Але чому він не зростає для станцій А та О-Р з висотами ВЕУ 42,3 і 70м відповідно?

Для відповіді на це питання ще раз проаналізуємо станції. Різні часові інтервали роботи станції не могли не мати свого впливу. Тому порівняємо ефективність цих станцій в однаковому часовому інтервалі.

Для цього, підсумувавши для станції А виробництво енергії за ХІ і ХІІ місяці,отримаємо:

І відповідно

У станцій Б-Г проаналізуємо ефективність станції Б, у якої є виробіток найбільшим серед станцій з висотою установки 50м:

У станцій Д-Л проаналізуємо ефективність станції К,у якої є виробіток найбільшим серед станцій з висотою установки 58м:

Проаналізуємо ефективність станції М, з висотою установки 60м:

У станцій О-Р проаналізуємо ефективність станції П,у якої є виробіток найбільшим серед станцій з висотою установки 70м:

Зображаємо пунктиром і цей результат на рис.3 і робимо висновок, що місце розташування всіх станцій, так само як і станцій з висотою ВЕУ 70м, впливає на ефективність їх роботи та вимагає спеціального зрізу в загальному аналізі.

Як підсумок аналізу в цьому зрізі констатуємо:

1) для станцій Б-М чітко простежується тенденція зростання КВВП зі збільшенням висот ВЕУ;

2)середнє значення коефіцієнта використання встановленої потужності для станції М і П майже однакові 23,9 і 23,7 і навіть перевищує показник рентабельности експлуатації ВЕС =23%. У станції А потужність майже співпадає (22,7% і 23%), а у станцій Б і К значення коефіцієнта трохи нижче і не перевищує коефіцієнт рентабельності;

3)аналізуючи діаметр ротора 48м разом з їх висотами 60 і 70м, бачимо що показник ефективності повинен бути однаковим,повинно бути збільшення а його немає.

4)відповідь на запитання, чому станції В,Г,Д,Е,Ж,З,Л,О,Р не відповідають цим показникам треба шукати в аналізі наступного зрізу.

4. Вплив місця розташування ВЕС

В цьому зрізі аналізу скористаємося проміжними розрахунками, коли визначали вплив сезонності.

Починаємо з аналізу ВЕС, розташованої в зоні А з висотою ВЕУ 42,3м.

З проміжного розрахунку впливу сезонності вибираємо середньомісячні значення коефіцієнта використання встановленої потужності й визначаємо його середньорічне значення

ВЕУ з висотою 50м розміщенні у місцях Б,В,Г. Зобразимо середньомісячні значення коефіцієнта використання встановленої потужності для станції з найбільшим виробленням енергії () і найменшим виробленням Дані по іншому майданчику наведені в таблиці,а на рис.4 вони зайняли б проміжні положення між майданчиками В і Б.

Аналогічно зображаємо щомісячні зміни коефіцієнта використання встановленої потужності для станцій з висотою 58 м розміщенні у місцях Д,Е,Ж,З,К,Л. Найбільше значення вироблення енергії найменше -

Для станцій з висотою 70 м розміщенні у місцях О,П,Р найбільше і найменше

Також для станції М з висотою 60м і значенням виробленої енергії

Аналіз таблиці свідчить про істотний вплив на ефективність роботи ВЕС їх місця розташування.

Місце розташування вітроелектростанції характеризується перш за все швидкістю вітру,вплив якої - в кубічній залежності.

З розрахунку чітко видно, що вітропотенціал майданчика Р найнижчий з чотирнадцяти місць розташування станцій в аналізованому варіанті. Саме цим і пояснюється значення

менше

На якому ж майданчику найкращий вітропотенціал?

Майданчик Р характеризується найбільшим значенням але це значення отримано по показникам роботи в період листопада і грудня. Якби станція працювала і в інші місяці, то показник був би значно меншим. Тому з цієї причини станцію не можна вважати кращою.

Тому можна зробити висновок, що найбільш ефективна є станція А з виробленням енергії

Станція працювала круглий рік і хоча станція має висоту найменшу 42,3 м її показник майже співпадає з номінальною потужністю

Показник по місцю розташуванню становить

Таким чином,місце розташування станції в зоні А забезпечує найкращий вітропотенціал серед решти місць даного варіанту.

5. Загальний висновок

У результаті виконаного аналізу встановлено чинники, що впливають на ефективність роботи ВЕС (сезонність, діаметр ротора, висота ВЕУ та місцерозташування ВЕС) і надано пояснення відхиленням від загальновизнаних тенденцій.

Размещено на Allbest.ru