Розрахунок вітроелектростанції

 

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.

РTQKсічень60074471832166007447576616,96007446814315,26007446490714,5600744422639,4600744413939,2600744435449,76007448912019,96007447902017,76007447831417,56007449044420,26007445712912,76007446214913,96007446011313,46007447024415,76007446461014,46007440060074400600744006007448911819,96007449426621,16007449182220,56007444663210,46007440060074400середнє значення за січень15,4лютий6006729120822,660067210747626,660067210474325,96006728707221,56006726521216,16006726548016,26006726440815,960067211397728,26006729318823,16006729377723,2600672104926266006729172922,76006729220022,86006728754721,76006727708219,16006727205617,860067200600672006006720060067210388425,760067211121927,56006729786824,260067210816226,86006720060067200середнє значенняза лютий22,7березень60074484844196007448701619,46007448726619,56007447418116,66007444990011,16007445884413,16007445645612,6600744102710236007448475218,96007448811719,76007449656421,66007448451918,96007448602119,26007447013115,76007446382414,26007446001413,46007440060074400600744006007449792121,96007441162392660074410200422,860074412474227,96007440060074400середнє значенняза березень18,7квітень6007207514017,36007208694820,16007208279619,16007207449917,26007205099511,86007205052811,66007205267712,16007207944518,36007207000516,26007207123516,46007207434917,26007205869613,56007206196814,36007206451714,96007206615115,36007205927513,76007205875213,66007200060072082426196007208730820,26007208791820,36007208749420,260072073798176007200060072000середнє значення за квітень16,3травень6007445760812,96007447250216,26007447210616,160074462548146007444662810,46007444535910,16007444741310,66007446334314,16007445241011,76007445692812,76007445785312,9600744494141160074449181116007444863610,86007444658510,460074449443116007444579210,2600744006007446638514,86007447046315,76007446743515,16007446465414,46007446881015,46007440060074400середнє значенняза травень12,8червень6007206783015,760072073758176007207591117,56007206587715,2600720397319,1600720402789,360072039291960072060860146007205377212,46007205795213,46007205905713,66007204876411,26007205021311,66007203919096007204563610,5600720420829,7600720384558,9600720006007207330316,96007206366514,76007205893013,66007206194414,36007206295214,56007200060072000середнє значенняза червень12,6липень6007445120311,46007445565812,46007445548412,46007445055011,3600744271996,600744292316,5600744312126,96007445125411,4600744431359,66007444782510,76007444932111600744389558,7600744401258,9600744415649,36007444761210,6600744436349,7600744360548600744006007446198913,86007446384714,36007446457714,46007445770312,96007446040213,56007440060074400середнє значення за липень10,6серпень6007446851815,36007447492416,76007447101915,96007446743115,1600744426039,5600744428779,6600744419569,36007446653014,96007445605512,56007445926613,26007446601614,76007444889810,96007445306211,860074444982106007445161911,56007444617610,36007444062096007447690517,260074410641123,86007446936015,56007446519414,66007446892015,46007448002517,96007440060074400середнє значенняза серпень13,7вересень6007207516817,46007208156618,86007208203418,96007207297916,86007205767413,36007205592512,96007205711513,260072095247226007209029320,96007209239221,36007209342621,66007207073416,36007208280319,16007208194618,96007208895220,56007207872918,26007207221616,76007208274019,16007209707822,46007205849013,56007205027011,66007206355214,76007205004111,56007200060072000середнє значенняза вересень17,4жовтень600744120574276007441163352660074411764226,360074410882024,36007446055313,56007445996413,46007446194313,860074410544823,66007449110220,460074410111522,660074410957724,56007448202418,36007448587419,26007447682117,26007448107918,16007447327316,46007446954115,560074415770935,360074414738133600744006007440060074400600744006007440060074400середнє значенняза жовтень21,5листопад60072010113023,460072011123325,760072010957125,360072099563236007206302814,56007206846415,86007206822815,760072010451724,16007209415521,760072099713236007209869222,86007208833020,46007208564519,86007206478614,96007207267716,86007206675615,46007205732313,26007200060072012497028,96007209894522,96007209828222,7600720385408,96007209737822,56007209318721,56007209109121середнє значенняза листопад20,2грудень60074493804216007449720121,76007449515021,36007449061620,26007448922019,960074485116196007448977820,160074411993226,860074411305625,360074411232125,160074410213222,860074410154622,760074410824824,26007447440016,6600744103043236007449232120,66007448241018,46007440060074412006026,860074413117329,360074411916626,660074411940026,760074411274025,260074411492825,76007447910,1Середнє значенняза грудень22,1

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

,% Січень15,4Лютий22,7Березень18,7Квітень16,3Травень12,8Червень12,6Липень10,6Серпень13,7Вересень17,4Жовтень21,5Листопад20,2Грудень22,1Середнє значення за рік17

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 зясувати причини, які призвели до зниження.

. 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.

. 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:

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

)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;

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

)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

Місце розташуванняМісяцьІІІІІІІVVVIVIIVIIIIXXXIXIIА15.724.218.718.514.816.411.915.81825.924.421.118.8Б9.516.112.311.910.49.26.59.513.113.615.419.712.3В13.422.819.113.91111.58.911.417.818.820.123.516Г13.521.715.714.910.999.310.118.917.214.916.714.4Д19.928.32318.414.214.111.514.92223.624.226.920.1Е17.723.118.916.211.712.49.712.620.920.421.825.317.6Ж17.523.319.716.512.813.410.713.321.422.723.125.218.3З20.32621.617.212.913.71114.821.624.522.822.919.1К15.118.513.914.510.810.210.210.919.417.316.121.914.9Л_________13.610.38.98916.715.613.318.512.7М10.426.827.917.115.414.613.517.911.6___22.525.318.5О_________9.57.48.56.920.520.834.114.513.415П20.625.923.620.315.114.213.915.213.3___18.227.618.9Р______________________________21.325.823.6

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.

1.Вплив сезонності на ефективність роботи ВЕС У першому зрізі проаналізуємо вплив сезонності на ефективність роботи вітроелектростанції. Для цього ско

Больше работ по теме: