Автономные источники электрической энергии

Под невозобновляемыми источниками понимаются передвижные дизельные и бензиновые электростанции. Возобновляемые источники - это ветроэлектрические станции (ВЭС), гелиоэлектрические станции (ГелЭС), малые и микрогидроэлектрические станции (МГЭС).

12.1. Автономные дизель-электрические и бензоэлектрические агрегаты и станции

Автономные источники электроэнергии - дизельные или бензиновые электроагрегаты и электростанции - могут быть использованы для временного или постоянного электропитания потребителей, удаленных от питающих линий электропередач энергосистемы. Агрегат представляет собой установленные на общей раме или платформе и соединенные между собой муфтой дизель (бензиновый двигатель) и синхронный генератор с системой управления.

Дизельэлектрические агрегаты и электростанции

Дизельэлектрические агрегаты и электростанции выпускаются отечественной промышленностью серийно в соответствии с ГОСТ 13822-82 в диапазоне мощностей от 4 до 5000 кВт, на напряжения от 230 до 10500 В.

Таблица 12.1.1

Дизельные электроагрегаты и электростанции

Число фаз	Напряжение, В	Частота, Гц	Мощность, кВт
Электроагрегаты передвижные
			8, 16, 30, 60, 100, 200
			4. 8, 16, 30, 60, 100, 200, 500, 630, 1000
Электроагрегаты стационарные
			4. 8, 16, 30, 60
			8, 16, 30, 60, 100, 200, 315, 500, 630
Электростанции
			8, 16, 30, 60, 100, 200
		50.	8, 16. 30, 60
			8, 16, 30, 60, 100, 200, 3t5, 500, 1000

Примечание. Значения мощностей приведены для индуктивно-активной нагрузки при номинальном коэффициенте мощности cos j = 0,8.

Бензиновые электроагрегаты и электростанции

В бензоэлектрических агрегатах используются большей частью однофазные и трехфазные синхронные генераторы серии ГАБ, а также генераторы постоянного тока.

Таблица 12.1.2

Бензиновые электроагрегаты и электростанции

Род тока	Напряжение, В	Частота, Гц	Мощность, кВт
Электроагрегаты
~ однофазный			0.5; 2; 4
~ однофазный			0,5; 1; 2; 4
~ трехфазный			1; 2; 4; 8; 16; 30
- трехфазный			2; 4; 8; 16; 30
постоянный	28,5	-	0,5; 1; 2; 4; 8
постоянный		-
Электростанции
~ однофазный			0,5; 1; 2; 4;
~ трехфазный			4; 8; 16; 30;
~ трехфазный			16:30
~ трехфазный			16; 30
постоянный	28,5	-	0.5; 1; 2; 4

Примечание. Значения мощностей приведены для индуктивно-активной нагрузки при номинальном коэффициенте мощности cos j = 0,8.

12.2. Ветроэлектрические станции

• Разработка ветроэлектрических станций (ВЭС) в СССР началась в предвоенные годы. Были выпущены промышленные образцы ВЭС мощностью до 100 кВт.

ВЭС и водоподъемные устройства (ВПУ) были разработаны и до последних лет серийно выпускались отечественной промышленностью. Лидерами в этой отрасли являлись НПО «Ветроэн» Минсельхоза СССР и НПО «Азимут» Всероссийского института электрификации сельского хозяйства.

Таблица 12.2.1

Технические данные унифицированных ветроэлектрических и ветромеханических водоподъемных устройств

Технические характеристики	УВЭВ-6	АВЭУ-4	УВЭВ-1	УВМв-4	УВМ-2
Производительность, м/ ч	6.0	-	0,8	2,0	0,5
Высота подъема воды, м		-
Диаметр ветроколеса, м	6,0	6,6	2,4	4,0	2,6
Расчет. Скорость ветра, м/с	7.5	9,0	6.0	6,0	7.0
Номинальная мощность, кВт	3-4	4,0	-	1,6	0,4

Унифицированные установки типа УВЭВ-6, АВЭУ-4м, УВЭВ-1 используются как для подъема воды из шахтных колодцев и скважин с помощью электрических насосов, так и для целей электроснабжения и теплоснабжения автономных потребителей.

Установки типа УВМ предназначены для подъема воды из шахтных колодцев с помощью механического насоса винтового типа.

Выпускаются также маломощные (до 160 Вт) ВЭС типов КВФУ-100, Ветэн-0,16, Ветен-8, АВЭ-0,14 и другие.

Таблица 12.2.2

Характеристики современных ВЭС

Мощность, кВт	Расчетная скорость ветра, м/с	Напряжение, В	Изготовители
	13,5	паралл. с сетью	МКБ «Радуга», г. Дубна, АО ТМЗ, Москва
	7,2		то же
1,5-	5,6		то же
2,5			СП «ЛМВ Ветроэнергетика»,
3.6			г. Хабаровск
0.25			АО «Молинос», г. Москва
	7,2		НПО «Энергия», г. Воронеж

12.3. Комплектные фотоэлектрические солнечные системы

В России разработаны и выпускаются комплектные фотоэлектрические солнечные системы и солнечные элементы. Первые - в ВИЭСХ г. Москва, вторые - в НПО «Муссон» и НПФ «Солнечный ветер» г. Краснодар.

Сведения о комплектных фотоэлектрических солнечных системах приведены в табл. 12.3.1, а сведения о кремниевых солнечных элементах - в табл. 12.3.2.

Таблица 12.3.1

Комплектные фотоэлектрические солнечные системы

Тип	Мощность, Вт	Напряжение, В	Емкость буферного аккумулятора, А.ч
ФЭСК-15
ФЭСК-30
ФЭСК-60	60.

Таблица-42.3.2

Кремниевые солнечные фотоэлементы элементы

Тип элементов	Напряжение холостого хода, В	Ток короткого замыкания, А	Напряжение при максимальной нагрузке, В	Ток при максимальной мощности, А	КПД, %
Псевдоквадратные 100х100мм с диагональю 125 мм	0,59-0,6	2,8-3,2	0,48-0,5	2,6-2,8	13-14
Круглые с диаметром 100 мм	0,59-0,6	2,1-2,2	0,48-0.5	1.9-2,0	12-13

12.4. Малые ГЭС и микроГЭС

Разработка и выпуск отечественных малых ГЭС и микроГЭС в России осуществляется в последние годы рядом производителей.

Малыми называют комплектные гидроэлектростанции в пределах мощностей от 100 до нескольких тысяч кВт. Малые ГЭС классифицируют в зависимости от типа гидроагрегата. Соответственно различают гидроагрегаты с пропеллерными турбинами, с радиально-осевыми турбинами и с ковшовыми турбинами. В табл.12.4.1 приведены данные о некоторых типах малых ГЭС

МикроГЭС имеют мощность от 100 кВт и ниже - до нескольких сотен ватт.

Таблица 12.4.1

Малые ГЭС (Номинальная частота тока, 50 ± 2,5 Гц)

Параметры	Тип гидроагрегата
ГА1	ГА8	Пр15	ПрЗО
Гидроагрегаты с пропеллерными турбинами
Мощность, кВт	100-130	150-1350	до 130	до 290
Напор, м	3,5-9.0	10-25	2-12	4-30
Расход, куб.м /с	2,3-6,2	2,2-7	0.44-1.5	0,38-1,3
Частота вращения ротора турбины, об/мин	200-350	500; 600	600; 750; 1000	750:1000 1500
Номинальное напряжение, В	400; 6000	400; 6000 1000	230/400	230/400
Гидроагрегаты с радиально-осевыми турбинами
	ГА2	ГА4	ГА9	ГА11
Мощность, кВт
Напор,м	30-100	25-60	70-120	80-160
Расход, куб. м /с	0,4-1,2	0,4-1,4	0,8-3,2	1-4,3
Частота вращения ротора турбины, об/мин	1000; 1500		750; 1000	750; 1000
Номинальное напряжение, В	400; 6000	400; 6000	6000; 10000	6000; 10000

Таблица 12.4.2

Микро ГЭС

Типы микро ГЭС	Параметры (при fН, =50 ± 2,5 Гц)
Мощность, кВт	Напор, м	Расход, куб.м/с	пн, об/мин	uh, В
Микро ГЭС с пропеллерными турбинами
МикроГЭС 10ПР	0.6-4	2-4,5	0,07- 0,14		230 ± 20
МикроГЭСЮПР	2,2-10	4,5-8	0,10- 0,21		230 ± 20
Микро ГЭС с диагональными турбинам
МикроГЭС500	10-50	10-25	0,05-0,28		230 ±20
МикроГЭС 1000		25-55	0,19-0,25		230 ±20

12.5. Аккумуляторы

Свинцовые стационарные аккумуляторы используются на электрических станциях и подстанциях, телефонных узлах связи в режимах постоянного подзаряда и разряда. Стартерные - главным образом, для запуска двигателей внутреннего сгорания.

Таблица 12.5.1

Свинцовые кислотные стационарные аккумуляторы

Тип батареи	uh, В о	Он, А×ч	Масса, кг	Тип батареи	uh, В	Он, А×ч	Масса, кг
СК-6	2,0		45,5	СК-64	2,0
СК-8	2.0		51,5	СК-68	2.0
СК-16	2,0			СК-84	2.0
СК-18	2.0		32,6	СК-88	2.0
СК-20	2,0			СК-92	2,0

Таблица 12.5.2

Свинцовые стартерные аккумуляторные батареи

Тип батареи	uh В	Он, а×ч	Iразр, А	Масса, кг	Тип батареи	uh В	Qн, а×ч	Iразр, А	Масса, кг
МТС-9				3,25	6СТ-75ЭМ				30,5
6СТ-44А				14,5	6СТ-77А1				20,5
6СТ-55ТМ					6СТ-132П				43,6
6СТ-60П				20,5	6СТ-132ЭМ				51,0
6СТ-66А1				18,5	6СТ-182ЭМ				42.5

Примечание. Масса указана с учетом залитого электролита. Ток разряда приведен для температуры -18° С.

Щелочные никель-кадмиевые никель-железные аккумуляторы используются для питания приборов и аппаратов средств связи, электрооборудования на железнодорожном транспорте, трамваях, троллейбусах и метрополитене. Буквы в обозначениях расшифровываются: Т - тяговый, ТП - тепловозный, В - вагонный, ВН - высокий, модернизированный, У и Т - климатическое исполнение.

Таблица 12.5.3

Щелочные никель-кадмиевые аккумуляторы

Тип батареи	uh,b	Qн,А×ч	Масса, кг	Тип батареи	uh,b	Qн,А×ч	Масса, кг
НК-13	1,2		0.75	5НК-80	28,8		26,30
5НК-13	6.0			НК-125	1.2		6,70
НК-55	1,2		2,78	5НК-125	6,0		46,8
5НК-55	6.0		16,8	75КН-150Р			-

Примечание. Масса указана с учетом залитого электролита.

Таблица12.5.4

Никель-железные аккумуляторы

Тип батареи	UНВ	Qн, а×ч	Масса, кг	Тип батареи	UНВ	Qн, а×ч	Масса, кг
ТНЖ-250 У2	1.2			ТНЖ-400У2	1.2
22ТНЖ-250МУ2	26,4			40ТНЖ-400У2
ТНЖ-ЗООУ2	1.2		15,5	40ТНЖ-450У2
27ТНЖ-320У2				90ВНЖ-350У2
ВНЖ-350У2	1.2			48ТН-450У2

Более подробные сведения об автономных источниках электрической энергии читатель найдет также в [37, 39, 40, 44, 45, 46, 48].

Дата добавления: 2015-08-18