Автономные гибридные системы малой мощности

Каждый из нас не раз сталкивался с внезапными отключениями электроэнергии, скачками напряжения в сети, выводящими из строя дорогостоящие электроприборы. Альтернативные источники энергии позволят забыть обо всех неприятностях, связанных с перебоями в электроснабжении. Если еще несколько лет назад, из-за высокой стоимости, такие энергосистемы являлись в нашей стране штучным товаром, то прорыв в начале 21 века в технологиях альтернативных возобновляемых источников энергии и, прежде всего, солнечной, значительно повысил доступность систем экологичной энергии. Собственное независимое электроснабжение, без перебоев, шума и загрязнений окружающей среды – вот неполный перечень преимуществ собственных систем, работающих на возобновляемых источниках энергии.

Введение ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 22
Глава 1. Анализ современного состояния систем электроснабжения ……………………………………………………………… 23
1.1 Анализ и оценка современного состояния использования возобновляемых источников энергии в автодомах
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 23
1.2 Общие географические и климатические сведения для эксплуатации ……………………………………………………….. 28
1.3 Современное состояние аппаратуры………………………………………………………………………………………………………… 29
1.3.1 Типы солнечных батарей, их характеристики ……………………………………………………………………………………. 29
1.3.1.1 Солнечные батареи на основе кремния …………………………………………………………………………………………… 30
1.3.1.2 Батареи из аморфного кремния ………………………………………………………………………………………………………. 32
1.3.1.3 На основе CdTe ……………………………………………………………………………………………………………………………… 34
1.3.1.4 На основе селенида меди-индия ……………………………………………………………………………………………………… 34
1.3.1.5 На основе полимеров ……………………………………………………………………………………………………………………… 35
1.3.1.6 Солнечные панели для автономного электроснабжения автодома ……………………………………………………. 36
1.3.2 Виды ветрогенераторов, их характеристики ………………………………………………………………………………………. 37
1.3.2.1 Горизонтальные ветрогенераторы – виды и описание ……………………………………………………………………… 39
1.3.2.2 Типы вертикальных ветрогенераторов ……………………………………………………………………………………………. 40
1.3.3 Виды инверторов, технические характеристики ………………………………………………………………………………… 44
1.3.3.1 Технические характеристики инверторов ……………………………………………………………………………………….. 45
1.3.4 Виды контроллеров заряда, технические характеристики …………………………………………………………………… 47
1.3.4.1 Виды контроллеров заряда …………………………………………………………………………………………………………….. 48
1.3.4.2 Критерии выбора …………………………………………………………………………………………………………………………… 49
Глава 2. Технический расчет ………………………………………………………………………………………………………………………… 52
2.1. Расчет электрических нагрузок ………………………………………………………………………………………………………………. 52
2.2. Оценка потенциала энергии ветра ………………………………………………………………………………………………………….. 56
2.3. Оценка потенциала использования энергии солнца …………………………………………………………………………………. 57
Глава 3. Выбор оборудования гибридной электростанции. Разработка алгоритма работы системы
электроснабжения ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 63
3.1. Выбор солнечных модулей …………………………………………………………………………………………………………………….. 63
3.2. Выбор инвертора …………………………………………………………………………………………………………………………………… 67
3.3. Выбор контроллера заряда ……………………………………………………………………………………………………………………… 69
3.4. Выбор аккумуляторных батарей, бензогенератора ………………………………………………………………………………….. 70
3.5 Алгоритм работы системы электроснабжения объекта …………………………………………………………………………….. 72
Глава 4. Моделирование в программе Matlab/Simulink ………………………………………………………………………………….. 73
5.1 Производственная безопасность ……………………………………………………………………………………………………………… 80
5.1.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов …………………………………………………………………… 80
5.1.2 Микроклимат …………………………………………………………………………………………………………………………………… 82
5.1.3 Электромагнитное и ионизирующее излучение …………………………………………………………………………………. 84
5.1.4 Освещение ……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 84
5.1.5 Шумы ………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 86
5.1.6 Электрический ток и статическое электричество ……………………………………………………………………………….. 87
Согласно правилам устройства электроустановок (ПУЭ) раздел 1.1.13 бытовые, производственные и торговые
помещения различаются на классы: ………………………………………………………………………………………………………….. 88
5.2 Экологическая безопасность …………………………………………………………………………………………………………………… 89
5.2.1 Анализ воздействий автодома на окружающую среду ……………………………………………………………………….. 89
5.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………………………………………………………………. 90
5.3.1 Пожарная безопасность …………………………………………………………………………………………………………………….. 90
5.3.2 Безопасность при чрезвычайных антропогенных и природных ситуациях ………………………………………….. 92
5.3.3 Правовые и организационные вопросы безопасности ………………………………………………………………………… 93
6 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение …………………………………………………….. 97
6.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных исследований с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения ………………………………………………………………………………………………… 98
6.2 Планирование этапов и выполнения работ проводимого научного исследования ……………………………………. 104
6.2.1 Структура работ в рамках научного исследования …………………………………………………………………………… 104
6.2.1.1 Определение трудоёмкости выполнения проектировочных работ …………………………………………………. 106
6.2.1.2 Разработка графика проведения научного исследования ……………………………………………………………….. 107
6.3 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) ………………………………………………………………………………… 112
6.3.1 Расчет материальных затрат ……………………………………………………………………………………………………………. 112
6.3.2 Полная заработная плата исполнителей темы ………………………………………………………………………………….. 113
6.3.3 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) ………………………………………………………… 115
6.3.4 Накладные расходы ………………………………………………………………………………………………………………………… 116
6.3.5 Формирование сметы технического проекта ……………………………………………………………………………………. 116
Список использованных источников …………………………………………………………………………………………………………… 123
Приложение А ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 124

1. Электронный ресурс: http://stroyday.ru/stroitelstvo-doma/raznoe/dom-na-
kolesax-svoimi-rukami.html
2. Электронный ресурс: http://diz-cafe.com/postroiki/dom-na-kolesax-
dlya-dachi-kak-bystro-i-deshevo-reshit-problemu-komforta.html
3. Электронный ресурс: http://rostovmama.ru/articles/1242-kuda-poehat-v-
rossii.html
4. Электронный ресурс: http://altenergiya.ru/sun/mnogoobrazie-vidov-
solnechnyx-panelej.html
5. Электронный ресурс:
http://www.domastroim.su/articles/electro/electro_1503.html
6. Электронный ресурс: http://generatorvolt.ru/invertornyjj/preobrazovatel-
postoyannogo-napryazheniya-dlya-solnechnykh-panelejj.html
7. Электронный ресурс: http://solarb.ru/kontroller-zaryada-dlya-solnechnoi-
batarei
8. Расчет величины поступления теплоты от солнечной радиации на
поверхность земли: Методические указания/Д.В. Самойлов под
редакцией Ю.В. Пешти; Московский государственный технический
университет. – Москва: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006.-19с.
9. Системыэлектроснабжениясветровымиисолнечными
электростанциями: Учебное пособие/Б.В. Лукутин, И.О. Муравлев,
И.А. Плотников; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-
во ТПУ,2015.-130с.