Расчет параметров элементов энергокомплекса

Расчеты параметров элементов энергокомплекса выполняются для среднемесячных значений интенсивности солнечной радиации без учета внутрисуточных изменений.

При этом полагается:

- энергия, вырабатываемая СФЭУ и ДЭУ, поступает на зарядку АБ; непосредственное питание потребителя осуществляется за счет заряда АБ;

- АБ осуществляет полное суточное перераспределение энергии, запасенной от СФЭУ и ДЭУ;

- параметры и характеристики АБ обеспечивают необходимый во времени режим питания потребителя и режим разряда;

- потери на аккумулированные энергии, включая заряд и разряд АБ, составляют 25%.

Параметры СФЭУ и ДЭУ определяются из следующих условий:

- максимальная мощность СФЭУ полностью обеспечивает питание потребителя;

- минимальная мощность СФЭУ обеспечивает питание потребителя в месяц с максимальным приходом солнечной радиации;

- всю недостающую энергию вырабатывает ДЭУ.

1.Исходя из графиков электрической нагрузки определяется суточное и месячное потребление электроэнергии автономным потребителем

2.Определение потребляемой электроэнергии с учетом потерь в АБ и инверторе

3.По полученным значениям Еcβi (приход электроэнергии кВт∙ч/м²∙сут на наклонную площадку) найдем вырабатываемую энергию одним СФЭУ за месяц.

Далее определяется необходимая площадь и точное число солнечных моделей, точная площадь для покрытия электрической нагрузки.

Далее округляем до ближайшего целого большего () и пересчитываем приход энергии по новому количеству СФЭУ.

Параметры года	Приход солнечной радиации	Учет КПД модуля и их необходимого количества	Выработка	Учет Графика нагрузки	Потребление
Месяц	Кол-во дней	Еcβ кВт∙ч/м²∙сут	Еcβ кВт∙ч/м²∙мес	Еcβтех кВт∙ч/м²∙мес	Fм необход,м²	n необход	Fм точное, м²	Ес кВт∙ч в мес	Еп кВт∙ч в сут	Еп кВт∙ч в мес	Еп*кВт∙ч в мес
		1,98	61,29	6,19	194,50		194,83	1206,13	26,8	830,8	1204,06
		2,38	66,75	6,74	161,29		161,57	1089,39	26,8	750,4	1087,54
		3,45	106,98	10,81	108,93		109,30	1181,07	26,2	812,2	1177,10
		4,68	140,28	14,17	80,39		80,78	1144,68	26,2		1139,13
		5,73	177,69	17,95	65,58		65,93	1183,43	26,2	812,2	1177,10
		6,47	193,98	19,59	58,14		58,21	1140,60	26,2		1139,13
		6,42	198,90	20,09	58,59		58,81	1181,44	26,2	812,2	1177,10
		5,90	182,75	18,46	63,77		64,15	1184,19	26,2	812,2	1177,10
		5,13	153,87	15,54	73,29		73,66	1144,79	26,2		1139,13
		3,94	121,99	12,32	95,53		95,63	1178,38	26,2	812,2	1177,10
		1,81	54,27	5,48	207,80		207,90	1139,67	26,2		1139,13
		1,52	47,18	4,77	252,64		253,04	1205,97	26,8	830,8	1204,06
год		-	1505,92	152,11	-	-		6704,04	-	4602,6	6670,43
	Выработка n = 839	Выработка n =105	Еcβтех	Выработка n = 200	Выработка n = 300	Выработка n =400	Выработка n =500
	1566,50	360,37	6,19	735,44	1103,17	1470,89	551,58
	1706,18	392,50	6,74	801,02	1201,54	1602,05	600,77
	2734,43	629,05	10,81	1283,77	1925,66	2567,54	962,83
	3585,56	824,85	14,17	1683,36	2525,04	3366,72	1262,52
	4541,81	1044,83	17,95	2132,30	3198,46	4264,61	1599,23
	4958,13	1140,60	19,59	2327,76	3491,64	4655,52	1745,82
	5083,78	1169,51	20,09	2386,75	3580,13	4773,50	1790,06
	4670,96	1074,54	18,46	2192,94	3289,41	4385,88	1644,71
	3932,92	904,76	15,54	1846,44	2769,66	3692,88	1384,83
	3117,94	717,27	12,32	1463,82	2195,73	2927,64	1097,87
	1387,14	319,11	5,48	651,24	976,86	1302,48	488,43
	1205,97	277,43	4,77	566,18	849,28	1132,37	424,64
год	38491,32	8854,81		18071,04	27106,56	36142,08	13553,28

Выработка ЭЭ по месяцам при разных количествах СФЭУ

4.Определяем как максимальную месячную разницу и .

5.Установленная мощность ДЭУ выбирается с округлением вверх по выше предложенной таблице мощностей ДЭУ.

6.Энергетическая емкость АБ определяется формуле;

7. Критерии выбора инвертора и ЗУ

2.3 Выбор оптимального варианта параметров энергокомплекса

Выбор оптимального варианта параметров энергокомплекса осуществляется по критерию минимума суммарных дисконтированных затрат за расчетный период:

где Т_расч – расчетный период;

_j – порядковый номер;

3_j – суммарные затраты по энергокомплексу в год;

ε– норма дисконтирования = 0,1.

З_j = З_СФЭУ +З_ДЭУ +З_АБ +З_ЗУ +З_инв;

Таблица 11. Определение параметров Энергокомплекса для полного покрытия графика электрической нагрузки за счет СФЭУ (n=426)

Параметры года	Выработка СФЭУ	Потребление	Свободная энергия	Eдэу	N ДЭУ	N ДЭУ ном	Tмес ДЭУ
Месяц	кол-во дней	кВт∙ч	кВт∙ч	кВт∙ч	кВт∙ч	кВт	кВт	ч
		1566,50	1204,06	362,44
		1706,18	1087,54	618,64
		2734,43	1177,10	1557,33
		3585,56	1139,13	2446,43
		4541,81	1177,10	3364,71
		4958,13	1139,13	3819,00
		5083,78	1177,10	3906,68
		4670,96	1177,10	3493,86
		3932,92	1139,13	2793,79
		3117,94	1177,10	1940,84
		1387,14	1139,13	248,01
		1205,97	1204,06	1,91

Таблица 12. Параметры комплекса ()

Tгод ДЭУ=		ч
Э год =ДЭУ		кВт
Епсут макс	13,4	кВт*ч
Eаб	26,8	кВт*ч
Nинвер		Вт

Таблица 13. Определение параметров Энергокомплекса для минимального покрытия графика электрической нагрузки за счет СФЭУ (n=98)

Параметры года	Выработка СФЭУ	Потребление	Свободная энергия	Eдэу	N ДЭУ	N ДЭУ ном	Tмес ДЭУ
Месяц	кол-во дней	кВт∙ч	кВт∙ч	кВт∙ч	кВт∙ч	кВт	кВт	ч
		360,37	1204,06	0,00	843,69	4,54	5,00	168,74
		392,50	1087,54	0,00	695,03	4,14	5,00	139,01
		629,05	1177,10	0,00	548,05	2,95	3,00	109,61
		824,85	1139,13	0,00	314,28	1,75	2,00	62,86
		1044,83	1177,10	0,00	132,27	0,71	1,00	26,45
		1140,60	1139,13	1,47	0,00	0,00	0,00	0,00
		1169,51	1177,10	0,00	7,59	0,04	1,00	1,52
		1074,54	1177,10	0,00	102,56	0,55	1,00	20,51
		904,76	1139,13	0,00	234,37	1,30	2,00	46,87
		717,27	1177,10	0,00	459,83	2,47	3,00	91,97
		319,11	1139,13	0,00	820,02	4,56	5,00	164,00
		277,43	1204,06	0,00	926,63	4,98	5,00	185,33

Таблица 14. Параметры комплекса ()

Tгод ДЭУ	1016,87	ч
Эгод ДЭУ	5084,34	кВт*ч
NДЭУ ном	5,00	кВт
ресурс двигателя		ч
срок службы	9,83	год
кап ремонт		ч
время кап ремонта	5,90	Год
Стоимость топлива	5674,13	$
Епсут макс	13,4	кВт*ч
Eаб	26,8	кВт*ч
Nинвер		Вт
Eзу	308,88	кВт

Таблица 15. Определение параметров Энергокомплекса для покрытия графика электрической нагрузки ()

Параметры года	Выработка СФЭУ	Потребление	Свободная энергия	Eдэу	N ДЭУ	N ДЭУ ном	Tмес ДЭУ
Месяц	кол-во дней	кВт∙ч	кВт∙ч	кВт∙ч	кВт∙ч	кВт	кВт	ч
		1103,17	1204,06	0,00	100,89	0,54	1,00	50,45
		1201,54	1087,54	114,00	0,00	0,00	0,00	0,00
		1925,66	1177,10	748,56	0,00	0,00	0,00	0,00
		2525,04	1139,13	1385,91	0,00	0,00	0,00	0,00
		3198,46	1177,10	2021,35	0,00	0,00	0,00	0,00
		3491,64	1139,13	2352,51	0,00	0,00	0,00	0,00
		3580,13	1177,10	2403,03	0,00	0,00	0,00	0,00
		3289,41	1177,10	2112,31	0,00	0,00	0,00	0,00
		2769,66	1139,13	1630,53	0,00	0,00	0,00	0,00
		2195,73	1177,10	1018,63	0,00	0,00	0,00	0,00
		976,86	1139,13	0,00	162,27	0,90	1,00	81,14
		849,28	1204,06	0,00	354,78	1,91	2,00	177,39

Таблица 14. Параметры комплекса ()

Tгод ДЭУ	308,97	ч
Эгод ДЭУ	617,94	кВт*ч
NДЭУ ном	2,00	кВт
ресурс двигателя		ч
срок службы	32,37	год
кап ремонт		ч
время кап ремонта	19,42	год
Стоимость топлива	778,61	$
Епсут макс	13,4	кВт*ч
Eаб	26,8	кВт*ч
Nинвер		Вт
Eзу	118,26	кВт

Таблица 17. Определение параметров Энергокомплекса для покрытия графика электрической нагрузки ()

Параметры года	Выработка СФЭУ	Потребление	Свободная энергия	Eдэу	N ДЭУ	N ДЭУ ном	Tмес ДЭУ
Месяц	кол-во дней	кВт∙ч	кВт∙ч	кВт∙ч	кВт∙ч	кВт	кВт	ч
		551,58	1204,06	0,00	652,47	3,51	4,00	130,49
		600,77	1087,54	0,00	486,77	2,90	3,00	97,35
		962,83	1177,10	0,00	214,27	1,15	2,00	42,85
		1262,52	1139,13	123,39	0,00	0,00	0,00	0,00
		1599,23	1177,10	422,13	0,00	0,00	0,00	0,00
		1745,82	1139,13	606,69	0,00	0,00	0,00	0,00
		1790,06	1177,10	612,96	0,00	0,00	0,00	0,00
		1644,71	1177,10	467,60	0,00	0,00	0,00	0,00
		1384,83	1139,13	245,70	0,00	0,00	0,00	0,00
		1097,87	1177,10	0,00	79,24	0,43	1,00	15,85
		488,43	1139,13	0,00	650,70	3,62	4,00	130,14
		424,64	1204,06	0,00	779,42	4,19	5,00	155,88

Таблица 18. Параметры комплекса ()

Tгод ДЭУ	572,57	Ч
Эгод ДЭУ	2862,87	кВт*ч
NДЭУ ном	5,00	кВт
ресурс двигателя		Ч
срок службы	17,46	Год
кап ремонт		Ч
время кап ремонта	10,48	Год
Стоимость топлива	3194,97	$
Епсут макс	13,4	кВт*ч
Eаб	26,8	кВт*ч
Nинвер		Вт
Eзу	259,81	кВт

Таблица 19. Определение параметров Энергокомплекса для покрытия графика электрической нагрузки ()

Параметры года	Выработка СФЭУ	Потребление	Свободная энергия	Eдэу	N ДЭУ	N ДЭУ ном	Tмес ДЭУ
Месяц	кол-во дней	кВт∙ч	кВт∙ч	кВт∙ч	кВт∙ч	кВт	кВт	Ч
		735,44	1204,06	0,00	468,61	2,52	3,00	117,15
		801,02	1087,54	0,00	286,51	1,71	2,00	71,63
		1283,77	1177,10	106,67	0,00	0,00	0,00	0,00
		1683,36	1139,13	544,23	0,00	0,00	0,00	0,00
		2132,30	1177,10	955,20	0,00	0,00	0,00	0,00
		2327,76	1139,13	1188,63	0,00	0,00	0,00	0,00
		2386,75	1177,10	1209,65	0,00	0,00	0,00	0,00
		2192,94	1177,10	1015,84	0,00	0,00	0,00	0,00
		1846,44	1139,13	707,31	0,00	0,00	0,00	0,00
		1463,82	1177,10	286,72	0,00	0,00	0,00	0,00
		651,24	1139,13	0,00	487,89	2,71	3,00	121,97
		566,18	1204,06	0,00	637,87	3,43	4,00	159,47

Таблица 20. Параметры комплекса ()

Tгод ДЭУ	470,22	Ч
Эгод ДЭУ	1880,89	кВт*ч
NДЭУ ном	4,00	кВт
ресурс двигателя		Ч
срок службы	21,27	Год
кап ремонт		Ч
время кап ремонта	12,76	Год
Стоимость топлива	2200,64	$
Епсут макс	13,4	кВт*ч
Eаб	26,8	кВт*ч
Nинвер		Вт
Eзу	212,62	кВт

Таблица 21. Определение параметров Энергокомплекса для покрытия графика электрической нагрузки ()

Параметры года	Выработка СФЭУ	Потребление	Свободная энергия	Eдэу	N ДЭУ	N ДЭУ ном	Tмес ДЭУ
Месяц	кол-во дней	кВт∙ч	кВт∙ч	кВт∙ч	кВт∙ч	кВт	кВт	Ч
		1470,89	1204,06	266,83	0,00	0,00	0,00	0,00
		1602,05	1087,54	514,51	0,00	0,00	0,00	0,00
		2567,54	1177,10	1390,44	0,00	0,00	0,00	0,00
		3366,72	1139,13	2227,59	0,00	0,00	0,00	0,00
		4264,61	1177,10	3087,51	0,00	0,00	0,00	0,00
		4655,52	1139,13	3516,39	0,00	0,00	0,00	0,00
		4773,50	1177,10	3596,40	0,00	0,00	0,00	0,00
		4385,88	1177,10	3208,78	0,00	0,00	0,00	0,00
		3692,88	1139,13	2553,75	0,00	0,00	0,00	0,00
		2927,64	1177,10	1750,54	0,00	0,00	0,00	0,00
		1302,48	1139,13	163,35	0,00	0,00	0,00	0,00
		1132,37	1204,06	0,00	71,69	0,39	1,00	71,69

Таблица 22. Параметры комплекса ()

Tгод ДЭУ	71,69	Ч
Эгод ДЭУ	71,69	кВт*ч
NДЭУ ном	1,00	кВт
ресурс двигателя		Ч
срок службы	139,49	Год
кап ремонт		Ч
время кап ремонта	83,69	Год
Стоимость топлива	98,07	$
Епсут макс	13,4	кВт*ч
Eаб	26,8	кВт*ч
Nинвер		Вт
Eзу	23,90	кВт

Таблица 23. Приведенные затраты для Энергокомплекса ()

№ года	Зсфэу, $	Здэу, $	Зз.у., $	За.б., $	Зинв., $	Зj, $	ΣЗj, $
покупка	Ремонт	топливо	обслуж.
		-	-	-	-	-				55127,3
	-	-	-	-	-	-	-	-		0,0
	-	-	-	-	-	-	-	-		0,0
	-	-	-	-	-	-		-		1098,3
	-	-	-	-	-	-	-	-		0,0
	-	-	-	-	-	-	-			1580,5
	-	-	-	-	-	-		-		825,2
	-	-	-	-	-	-	-	-		0,0
	-	-	-	-	-	-	-	-		0,0
	-	-	-	-	-	-		-		620,0
	-	-	-	-	-	-	-			981,4
	-	-	-	-	-	-	-	-		0,0
	-	-	-	-	-	-		-		465,8
	-	-	-	-	-	-	-	-		0,0
	-	-	-	-	-	-	-	-		0,0
	-	-	-	-	-	-				959,3
	-	-	-	-	-	-	-	-		0,0
	-	-	-	-	-	-	-	-		0,0
	-	-	-	-	-	-		-		262,9
	-	-	-	-	-	-	-	-
Остаточная стоимость									ЗΣ, $	61384,6

Таблица 24. Приведенные затраты для Энергокомплекса ()

№ года	Зсфэу, $	Здэу, $	Зз.у., $	За.б., $	Зинв., $	Зj, $	ΣЗj, $
покупка	ремонт	топливо	обслуж.
			-	5674,13		308,9			25437,0	23124,5
	-	-	-	5674,13		-	-	-	5684,1	4697,6
	-	-	-	5674,13		-	-	-	5684,1	4270,6
	-	-	-	5674,13		-		-	7292,1	4980,6
	-	-	-	5674,13		-	-	-	5684,1	3529,4
	-	-		5674,13		308,9	-		9423,0	5319,0
	-	-	-	5674,13		-		-	7292,1	3742,0
	-	-	-	5674,13		-	-	-	5684,1	2651,7
	-	-	-	5674,13		-	-	-	5684,1	2410,6
	-		-	5674,13		-		-	9392,1	3621,1
	-	-		5674,13		308,9	-		9423,0	3302,7
	-	-	-	5674,13		-	-	-	5684,1	1811,1
	-	-	-	5674,13		-		-	7292,1	2112,3
	-	-	-	5674,13		-	-	-	5684,1	1496,8
	-	-	-	5674,13		-	-	-	5684,1	1360,7
	-	-		5674,13		308,9			11031,0	2400,7
	-	-	-	5674,13		-	-	-	5684,1	1124,6
	-	-	-	5674,13		-	-	-	5684,1	1022,3
	-		-	5674,13		-		-	9392,1	1535,7
	-	-	-	5674,13		-	-	-	5684,1	844,9
Остаточная стоимость		605,20							ЗΣ, $	74217,8

Таблица 25. Приведенные затраты для Энергокомплекса ()

№ года	Зсфэу, $	Здэу, $	Зз.у., $	За.б., $	Зинв., $	Зj, $	ΣЗj, $
покупка	ремонт	топливо	обслуж.
			-	778,61	-	118,3			46104,9	41913,5
	-	-	-	778,61		-	-	-	783,6	647,6
	-	-	-	778,61	-	-	-	-	778,6	585,0
	-	-	-	778,61		-		-	2391,6	1633,5
	-	-	-	778,61		-	-	-	783,6	486,6
	-	-	-	778,61	-	118,3	-		3696,9	2086,8
	-	-	-	778,61		-		-	2391,6	1227,3
	-	-	-	778,61	-	-	-	-	778,6	363,2
	-	-	-	778,61		-	-	-	783,6	332,3
	-	-	-	778,61		-		-	2391,6	922,1
	-	-	-	778,61	-	118,3	-		3696,9	1295,7
	-	-	-	778,61		-	-	-	783,6	249,7
	-	-	-	778,61		-		-	2391,6	692,8
	-	-	-	778,61	-	-	-	-	778,6	205,0
	-	-	-	778,61		-	-	-	783,6	187,6
	-	-	-	778,61	-	118,3			5304,9	1154,5
	-	-	-	778,61		-	-	-	783,6	155,0
	-	-	-	778,61		-	-	-	783,6	140,9
	-	-	-	778,61	-	-		-	2386,6	390,2
	-	-		778,61		-	-	-	1143,6	170,0
Остаточная стоимость		458,47							ЗΣ, $	53844,9

Таблица 26. Приведенные затраты для Энергокомплекса ()

№ года	Зсфэу, $	Здэу, $				Зз.у., $	За.б., $	Зинв., $	Зj, $	ΣЗj, $
		покупка	ремонт	топливо	обслуж.
			-	3194,97		259,8			29767,8	27061,6
	-	-	-	3194,97		-	-	-	3200,0	2644,6
	-	-	-	3194,97		-	-	-	3200,0	2404,2
	-	-	-	3194,97		-		-	4808,0	3283,9
	-	-	-	3194,97		-	-	-	3200,0	1986,9
	-	-	-	3194,97		259,8	-		6259,8	3533,5
	-	-	-	3194,97		-		-	4813,0	2469,8
	-	-	-	3194,97		-	-	-	3200,0	1492,8
	-	-	-	3194,97		-	-	-	3200,0	1357,1
	-	-	-	3194,97		-		-	4808,0	1853,7
	-	-		3194,97		259,8	-		6889,8	2414,8
	-	-	-	3194,97		-	-	-	3200,0	1019,6
	-	-	-	3194,97		-		-	4808,0	1392,7
	-	-	-	3194,97		-	-	-	3205,0	844,0
	-	-	-	3194,97		-	-	-	3200,0	766,0
	-	-		3194,97		259,8			7867,8	1712,3
	-	-	-	3194,97		-	-	-	3200,0	633,1
	-		-	3194,97		-	-	-	5300,0	953,2
	-	-	-	3194,97		-		-	4808,0	786,1
	-	-	-	3194,97		-	-	-	3200,0	475,7
Остаточная стоимость		296,39							ЗΣ, $	58253,2

Таблица 27. Приведенные затраты для Энергокомплекса ()

№ года	Зсфэу, $	Здэу, $				Зз.у., $	За.б., $	Зинв., $	Зj, $	ΣЗj, $
		покупка	ремонт	топливо	обслуж.
			-	2200,64	-	212,6			35121,3	31928,4
	-	-	-	2200,64		-	-	-	2205,6	1822,8
	-	-	-	2200,64		-	-	-	2205,6	1657,1
	-	-	-	2200,64		-		-	3813,6	2604,8
	-	-	-	2200,64		-	-	-	2205,6	1369,5
	-	-	-	2200,64		212,6	-		5218,3	2945,6
	-	-	-	2200,64		-		-	3813,6	1957,0
	-	-	-	2200,64		-	-	-	2205,6	1028,9
	-	-	-	2200,64		-	-	-	2205,6	935,4
	-	-	-	2200,64		-		-	3813,6	1470,3
	-	-	-	2200,64		212,6	-		5218,3	1829,0
	-	-	-	2200,64		-	-	-	2205,6	702,8
	-	-		2200,64		-		-	4383,6	1269,8
	-	-	-	2200,64		-	-	-	2205,6	580,8
	-	-	-	2200,64		-	-	-	2205,6	528,0
	-	-	-	2200,64		212,6			6826,3	1485,6
	-	-	-	2200,64	-	-	-	-	2200,6	435,4
	-	-	-	2200,64		-	-	-	2205,6	396,7
	-	-	-	2200,64		-		-	3813,6	623,6
	-	-	-	2200,64		-	-	-	2205,6	327,9
Остаточная стоимость		113,15							ЗΣ, $	55250,3

Таблица 28. Зависимость суммарных дисконтированных затрат от

n	ЗΣ, $
	74217,8
	58253,2
	55250,3
	53844,9
	59194,2
	61384,6

Выводы:

1) По критерию минимума дисконтированных затрат из числа рассмотренных вариантов оптимальных оказался тот, в составе которого 300 СФЭУ.

Дата добавления: 2015-08-18