автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Автономное электроснабжение фермерских хозяйств на основе использования энергии ветра

На правах рукописи

/

РГВ од

'Ь

ВОРОНИН Александр Сергеевич0

АВТОНОМНОЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ФЕРМЕРСКИХ ХОЗЯЙСТВ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ВЕТРА (для условий Ростовской области)

Специальность 05.20.02- электротехнологии и электрооборудование в

сельском хозяйстве

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Зерноград 2000

Диссертационная работа выполнена в Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии

(АЧГАА)

Научный руководитель

кандидат технических наук, профессор М. А. Таранов

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Н. В. Ксенз кандидат технических наук, старший научный сотрудник В. Т. Фомичев

Ведущее предприятие

Ставропольская государственная сельскохозяйственная академия

Защита диссертации состоится " 15 " ЗекаЬря 2000 г. в " 10 " часов на заседании диссертационного совета К.120.13.01 по присуждению ученой степени кандидата технических наук в Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (АЧГАА).

Адрес: 347740, г. Зерноград Ростовской обл., ул. Ленина, 21. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке АЧГАА.

Автореферат разослан " 15 " наяЗря 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, .

доцент с М. А. Юндин

/7О?Ы0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. С появлением и развитием фермерских хозяйств возникла проблема их электрификация. Значительное удаление этих объектов от энергосистем делает единственно возможным автономное электроснабжение. В настоящее время фермеры для автономного электроснабжения применяют передвижные электростанции. Однако постоянный рост цен на ГСМ вынудил искать альтернативные пути электроснабжения.

Одним из таких путей может стать применение возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Однако применение ВИЭ для автономного (изолированного) электроснабжения также проблематично. Так, многие ВИЭ неуправляемы и являются случайными величинами, что снижает надежность электроснабжения. Кроме того, электроэнергия, получаемая от ВИЭ, в настоящее время достаточно дорогая.

Разработка высоконадежных автономных систем электроснабжения на основе ВИЭ, позволяющих получать электроэнергию по минимально возможной стоимости, позволит заменить передвижные электростанции, что благоприятно скажется как на экономии ископаемого топлива, так и на экологии.

Цель работы. Обеспечение заданной надежности автономного электроснабжения фермерских хозяйств на основе использования энергии ветра при минимальных денежных затратах.

Задачи исследований.

1. Провести анализ потенциальных возможностей ВИЭ и выявить наиболее перспективные для электроснабжения удаленных фермерских хозяйств.

2. Разработать методику оптимизации параметров системы автономного электроснабжения на ВИЭ, включающую преобразователи и аккумуляторы энергии.

3. Исследовать графики потребления электроэнергии фермерскими хозяйствами и их корреляцию с поступающей энергией от ВИЭ.

4. Оптимизировать параметры автономной системы электроснабжения фермерского хозяйства на основе выбранного ВИЭ.

5. Провести теоретические и экспериментатьные исследования преобразователей энергии ВИЭ в электроэнергию.

6. Разработать агрозоотехнические требования на энергоустановки нз ВИЭ и рекомендации промышленности по их производству.

Объектом исследований яшшотся воздушные потоки как источник энергии, ВУ, преобразователи к аккумуляторы энергии, электроприемники фермерских хозяйств.

Предметом исследований являются графики поступления энергии ветра, графики электропотребления, зависимости стоимости электроэнергии и надежности электроснабжения от параметров преобразователей и аккумуляторов энергии.

Методы исследований. Для решения поставленных научных задач использовались методы математического анализа (поиск оптимума функций), методы корреляционно-регрессионного анализа (исследование графиков нагрузки и ветра), метод Монте-Карло (моделирование потоков энергии ветра), методы теории вероятностей и математической статистики (исследования случайных функций), методы машинного моделирования (проверка работоспособности автономной системы электроснабжения). Массовые вычисления проводились с применением стандартных программ Microsoft Excel.

Научная новизна. Разработана методика оптимизации параметров, учитывающая необходимость аккумулирования энергии, и определены оптимальные по стоимости электроэнергии параметры автономной системы электроснабжения фермерских хозяйств, обеспечивающие заданную надежность электроснабжения.

Разработана методика ускоренного получения графиков нагрузки на основе сформулированного правила приведения случайных величин, отличающаяся высокой достоверностью получаемых результатов.

Определены законы распределения ветровых и штилевых периодов. Практическая ценность. Разработана методика оптимизации параметров, позволяющая создавать наиболее дешевые автономные системы электроснабжения на основе использования энергии ветра, конкурентоспособные по отношению к другим системам электроснабжения. На защиту выносятся следующие положения:

• методика оптимизации и оптимальные параметры автономной системы электроснабжения фермерских хозяйств на основе использования энергии ветра;

• правило приведения случайных величин и методика ускоренного получения графиков нагрузки.

Реализация и внедрение результатов. Разработаны и утверждены региональные агрозоотехнические требования на автономные системы электроснабжения на базе ВУ для фермерских хозяйств Ростовской области.

Материалы диссертации включены в рабочие программы АЧГАА по изучению курса "Гидро- ветроэнергетические установки".

Апробация работы. Материалы исследований обсуждались и были одобрены на научно-практических конференциях АЧГАА (1998-2000 г г.), ВНИПТИМЭСХ (г. Зерноград. 1997-1998 г г.), Ставропольского государственного згроинженерного университета (1998 г.). Челябинского государственного агроинженерного университета (2000 г). Работа автора "Применение ВИЭ для электроснабжения сельской усадьбы" участвовала во Всероссийском конкурсе и была отмечена медалью Министерства общего и профессионального образования. За участие в Ростовском областном конкурсе работ аспирантов и молодых ученых получена третья премия. Агрозоотехнические требования докладывались и были утверждены на техническом совете Министерства сельского хозяйства и продовольствия Ростовской области.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 3 работы.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения. Содержит 116 страниц основного текста. 41 рисунок, 12 таблиц, список литературы из 109 наименований, 4 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении анализируются проблемные ситуации в энергетике в целом и при электроснабжении фермерских хозяйств, раскрывается насущная необходимость в применении для электрификации фермерских хозяйств ВИЭ, ставится цель работы.

В первой главе дан анализ использования ископаемого топлива для нужд большой энергетики. Подробно раскрыты проблемы истощения энергоресурсов и экологические проблемы.

Выявлены особенности энергообеспечения фермерских хозяйств. Фермерские хозяйства в Ростовской области представляют собой небольшие сельхозугодья (от нескольких десятков до 2-3 сотен га), удаленные от населенных пунктов и линии электропередач на ¡0-30 км. В этой связи, единственным средством электрификации для них являются автономные системы электроснабжения. При этом применение передвижных электростанций не устраняет проблем использования ископаемого топлива. Сделан вывод о возрастающих перспективах возобновляемых источников энергии (ВИЭ) для автономного электроснабжения фермерских хозяйств. На основании анализа ВИЭ был выбран ветер.

Использованию энергии ветра для вырабатывания электроэнергии посвящены многочисленные исследования как у нас в стране, так и за рубе-

жом. Причем в развитых капиталистических странах эти вопросы решаются комплексно, с учетом не только технико-экономических факторов, но и социальных, экологических, политических. Так, в США ветроэнергетические установки (ВУ) включаются в энергосистему, при этом пользователь ВУ избыточную электроэнергию передает в энергосистему, за которую получает деньги. Такое положение создает весьма благоприятные условия для внедрения средних ветроэлектростанций и тем самым оказывает положительное влияние на экологию.

В России ведущими научными организациями в области исследования ветроэнергетики являются НПО "Ветроэн", ВИЭСХ, ВНИПТИМЭСХ. ЧГАУ и др. Так, ВИЭСХ кроме проведения собственных исследований координирует научные исследования по применению энергии ветра по России. Во ВНИПТИМЭСХ проведены обширные исследования потенциальных возможностей применения ВУ и разработаны рекомендации по их применению для мелких, рассредоточенных с.-х. потребителей. В ЧГАУ профессором Л. А. Саплиным проведены комплексные исследования применения основных ВИЭ для энергообеспечения сельского хозяйства. В результате этих исследований, выполненных на высоком уровне с разработкой многочисленных математических моделей, определены оптимальные по стоимости параметры ветра- и гелиоустановок при их совместной работе с сельскими электросетями.

Однако существующие рекомендации не могут быть использованы при организации изолированного автономного электроснабжения таких объектов, как фермерские хозяйства. Так, применение ВИЭ для некоторых объектов рекомендуется как разгрузочное, что является неэффективным по причине больших капитальных вложений, не окупающихся экономией электроэнергии.

Применение же ВИЭ для электроснабжения изолированных удаленных объектов (дом рыбака и других) рекомендовалось в сильно ограниченных объемах, например, для зарядки аккумуляторов емкостью до 100 А.ч и последующего их использования для электропитания радиоприемников, мини-телевизоров, электробритв и других небольших потребителей. При этом не учитывалось, что на этих объектах производство ведется вахтовым методом, т. е., на эти объекты периодически приходит какой-либо транспорт, который легко может доставлять и менять аккумуляторы такой емкости.

Кроме того, при разработке рекомендаций по применению ВИЭ занижались реальные требования к надежности электроснабжения, что также снижало их конкурентоспособность по сравнению с передвижными электростанциями и сетевым электроснабжением.

В настоящее время удовлетворять потребности в автономных системах электроснабжения на основе ВИЭ призваны ряд промышленных организаций, таких как "Ветроэн", "Роствертол" и др. Однако, основываясь на существующих рекомендациях, отечественная промышленность по перечисленным причинам выпускает энергоустановки, не пользующиеся спросом.

В силу неуправляемости энергии ветра автономная система электроснабжения на основе ВУ может обеспечить высокую вероятность бесперебойного электроснабжения (на уровне энергосистемы) только при резервировании основного источника. В качестве резерва могут применяться передвижные электростанции или электрохимические аккумуляторы. В настоящей работе на основании оценочных расчетов предпочтение отдано автономной системе электроснабжения на основе ВУ с аккумуляторами электрической энергии (рис. 1). При этом в качестве инвертора напряжения используется система "Машина постоянного тока - синхронный генератор". Работа происходит следующим образом.

Потт>сб$гтели I

1 - ветроколесо; 2 - обгонная муфта; 3 - синхронный генераюр; 4 —двигатель постоянного тока; 5 - выпрямитель; 6 - коммутатор; 7 - аккумуляторы

Рис. I, Функциональная схема автономной системы электроснабжения фермерского хозяйства на базе ВУ

При наличии ветра достаточной мощности ветроколесо через обгонную муфту приводит во вращение синхронный генератор, который питает

потребители электроэнергии и заряжает аккумуляторы. При недостаточной скорости ветра обгонная муфта отключает синхронный генератор от ветроколеса и его вращение производится от двигателя постоянного тока получаемого электроэнергию от аккумуляторов.

На основании изложенного была сформулирована цель работы и поставлены научные задачи.

Во второй главе обоснован критерий оптимальности параметров автономной системы электроснабжения фермерских хозяйств на основе использования энергии ветра и сформулирована целевая функция. В качестве критерия оптимальности приняты затраты на создание автономной системы электроснабжения при заданной вероятности бесперебойной подачи электроэнергии. Целевая функция имеет вид

S = NP[ kß (1 + tA Лвцд )/ 0,65 vr3 Лв + 24kA tA / U„ цA j — min, (1)

где S - затраты на создание автономной системы электроснабжения, руб;

NP - средняя мощность потребителя, кВт;

кв - удельная стоимость ВУ, руб/м2;

кА - удельная стоимость аккумуляторов, руб/ А.ч;

vP - рабочая скорость ВУ, м/с;

г|в- кпд ВУ;

т|л - кпд аккумулятора;

1Д - продолжительность непрерывного периода со скоростью ветра менее v>, гарантированная с заданной вероятностью, сут;

tß - продолжительность непрерывного периода со скоростью ветра более гарантированная с заданной вероятностью, сут;

UH - номинальное напряжение двигателя постоянного тока, В.

Как следует из целевой функции (I), рабочая скорость ВУ не обязательно должна быть такой, при которой вырабатывается максимальное количество энергии. Это объясняется тем, что при такой скорости могут быть достаточно продолжительные нерабочие периоды tA, требующие значительной емкости аккумуляторов и завышения мощности самой ВУ, приводящие к увеличению стоимости всей системы электроснабжения.

Таким образом, оптимальные значения рабочей скорости ВУ и емкости аккумуляторов должны определяться случайными величинами 1А и которые могут наступать с различными вероятностями. В общем случае вероятности того, что и и будут находиться внутри заданного интервала, зависят от закона распределения этих величин. В ходе исследований было установлено, что периоды ^ и ^ распределены по нормальному закону с уровнем значимости 0.05.

Вероятность бесперебойного электроснабжения, равная 0,9 (принятый уровень), будет гарантирована в том случае, если гарантируется с вероятностью 0,95, что продолжительность ветрового периода будет не меньше расчетной, а продолжительность штилевого периода 1Л будет не больше расчетной. Именно на эти периоды и надо ориентироваться при определении параметров автономной системы электроснабжения, обеспечивающей заданную вероятность бесперебойной подачи электроэнергии. На рис. 2 показаны тренды гарантированных с надежностью 0,95 периодов и и

Скорость ветра, м/с Рис. 2. Ветровые н штилевые периоды, гарантированные

с надежностью 0.95 1-скорость ветра меньше расчетной; 2-скорссть ветра не менее расчетной

Аппроксимация полученных зависимостей приводит к численным выражениям (2).

tл=0,OOJ4vs-0,0622v4-f-l,0067 у3-6,759 19,677 V- 18,379

1в=0,003у4-0,1365у3+2,250б >2-16,462у + 49,623. (2)

Для реализации целевой функции были выявлены графики нагрузки фермерского хозяйства. Учитывая, что получение графиков нагрузки является трудоемким процессом, было сформулировано правило приведения одной случайной величины к другой и разработана методика получения достоверных графиков нагрузки по экспертным данным.

В соответствии с этим правилом, каждое значение приводимой случайной величины изменяется по формулам (3). На рис. 3 показан пример полученных графиков.

<000 3500

123456769 1011 121314 1515171619 20 2122 23 24 Часы суток

Рис. 3. Графики нагрузки (осень) - экспертный, I I- приведенный

I =а +ах (3)

5 013

«х

где х - приведенное значение случайной величины X: }

ао, - коэффициенты приведения;

У - математическое ожидание генеральной совокупности случай ной величины;

Х- математическое ожидание приводимой случайной величины; оу - стандартное отклонение генеральной случайной величины; су — стандартное отклонение приводимой случайной величины.

Далее была определена корреляционная связь между приведенным графиком нагрузки и среднестатистическим графиком поступления энергии ветра. Проверкз по критерию Стьюлента показала, что корреляционная связь между этими случайными величинами не значима при уровне значимости 0,05. В связи с этим, в дальнейших оптимизационных расчетах учитывались средние значения нагрузки, но при этом проверялась возможность работы при пиковых нагрузках.

Реализация целевой функции (!) при ]Чр = 1,5 и 2,5 кВт обращается в график, приведенный на рис. 4.

Рабочая скорость ветра, м;с

Рис. 4. Зависимость стоимости автаюмнсй системы электроснабжения от рабочей скорости ветра

Как следует из этого графика, для условий Ростовской области наиболее оптимальными являются ВУ с рабочей скоростью ветра 6 м/с. Причем оптимальная рабочая скорость не зависит от средней мощности потребителя. При такой рабочей скорости мощность ВУ составляет 3 кВг (Д-1Я 1,5 кВг), а шгилевые периоды не превышают 4 суток. Для питания потребителей фермерского хозяйства в штилевые периоды потребуется аккумуляторная батарея емкостью 1,4 кА.ч.

Анализ графика целевой функции показал, что при увеличении удельной стоимости ВУ оптимальная рабочая скорость незначительно увеличивается, а при увеличении удельной стоимости аккумуляторов -заметно уменьшается.

В таблице 1 приведены технико-экономические параметры автономных систем электроснабжения фермерских хозяйств на основе отечественных ВУ.

Таблица 1

Технико-экономические параметры энергоустановок на базе ВУ для автономного электроснабжения фермерского хозяйства (мощность 1,5 кВт)

Нера- Емкость Стоимость

бочий аккумуля- энергоуста-

Ветроэнергетическая уста- пери- торов, кА.ч новки

новка од, (при на- (вероятность

сут. пряжении 120 В) энергообеспечения 0,9), тыс. руб.

Производи- N8, Рабочая

тель кВ т скорость, м/с

МКБ "Радуга" 1,5 6 4 1,4 44,0

НПО "Ветро-

эн" 4 9 9 3,5 68,0

АО "Энко- 3 8 5,4 2,1 55,0

рис" 1 5 3,4 1,3 62,0

Тульский

комбайновый

завод 2 4 2 0,8 100,0

АО "Долина"

Для дальнейшего снижения стоимости автономной системы электроснабжения были выдвинуты предложения по коррекции графиков нагрузки. Основанием для такой коррекции послужило согласие фермеров передвигать рабочие периоды некоторых приемников.

Как следует из графика нагрузки (см. рис. 3), пиковая мощность обусловлена одновременным включением следующих электроприемников (по приведенным данным):

- холодильник (600 Вт);

- крупорушка (2200 Вт);

- освещение (300 Вт);

- электрокамин (1000 Вт).

Вместе с тем, если сдвинуть работу крупорушки на период с 17 до 18 часов, то максимальная мощность составит 2.2 кВт. Еще большего эффекта можно достигнуть, перенеся время работы крупорушки на ветровые периоды, увеличив продолжительность ее работы для создания четырехдневного запаса дробленного корма. Перенос работы крупорушки на ветровые периоды позволяет увеличить коэффициент заполнения графика с 0.4 до 0,8 и снизить пиковую мощность в штилевые периоды до 0,9 кВт. Это позволяет уменьшить мощность машины постоянного тока до 1,5 кВт и емкость аккумуляторов до 750 А.ч.

В третьей главе описаны теоретические исследования работы генератора при изменении параметров ветра.

При порывах или провалах ветра изменяется момент на валу генератора, что в переходной период может привести к недопустимому изменению его скорости вращения и частоты напряжения. Такому изменению параметров генератора препятствует динамический момент, т. е. изменение происходит не мгновенно, а за какой-то промежуток времени. Время, необходимое для изменения скорости вращения генератора до допустимого значения, можно определить по формуле

4=-2-0,04юн, (4)

ДМ

где I- момент инерции ВУ с генератором, кг м":

ЛМ - избыточный момент, обусловленный порывом ветра, Нм; «н - номинальная скорость вращения генератора, с"1.

На рис. 5 показаны расчетные графики разгона генератора до допустимой скорости вращения.

Как следует из графика, при порывах ветра до 10% для разгона генератора требуется 4-8 секунд. По статистическим данным 88% порывов ветра на территории Ростовской области имеют продолжительность до 5 секунд, следовательно, генератор будет выдавать напряжение с допустимой частотой в подавляющем большинстве случаев. Однако при увеличении порыва или его длительности частота напряжения станет недопустимой. Для устранения этого недостатка предлагается применять безинерционное регулирование скорости вращения ветроколеса путем поворота лопастей вокруг точки крепления.

Учитывая, что генераторы для ВУ снабжены блоками автоматического регулирования напряжения, влияние порывов ветра на величину напряжения и мощности не исследовалось.

г ю а ш

ё « 51й

а? 2

а. х с &

О

0,1 0,2 0,3 Порыв ветра

Рис. 5. Зависимость времени изменения скорости 1^=10 кгм2,2->15 к™2, 3-Л=20 кгм2

0,4

В четвертой главе представлены экспериментальные исследования по проверке полученных результатов. Исследования проводились в три этапа. На первом этапе была проведена экспериментально-лабораторная проверка теоретических расчетов времени разгона генератора в зависимости от порыва ветра. Для этого использовался лабораторный стенд кафедры электрических машин и эксплуатации электрооборудования АЧГАА, дополненный аналого-цифровым преобразователем (АЦП) и персональным компьютером. АЦП снимал напряжение генератора и регистрировал его в памяти ПЭВМ в функции времени.

Лабораторный эксперимент состоял в следующем. Путем резкого изменения тока возбуждения машины постоянного тока резко увеличивались мощность и момент на валу генератора. Это приводило к увеличению скорости вращения генератора и частоты его напряжения. Таким образом, в лабораторных условиях моделировались порывы ветра и процессы изменения скорости вращения и частоты напряжения синхронного генератора. Экспериментальная проверка показала, что реальное время разгона практически совпадает с расчетным, ошибка составляет менее 2%.

Так как в лабораторной установке использовалось оборудование, имеющее суммарный момент инерции в 10 - 15 раз меньший, чем реальная ВУ. то были проведены аналогичные экспериментальные исследова-

ния на производственной ветроустановке, установленной на фермерском хозяйстве "Калашников" Зерноградского района Ростовской области. Проверка подтвердила теоретические расчеты времени разгона генератора (рис. 6). ошибка составила Т/о. При проведения опыта порыв ветра составлял 10%.

{.с !

Рис. 6. Напряжение синхронного | генератора ВУ !

1-в начале порыва; 2-через 5 сек.

Для проверки работоспособности автономной системы электроснабжения было проведено машинное моделирование, которое состояло в следующем.

■ Моделировался график посту пления энергии ветра.

* Определялась возможность работы генератора ВУ при полученных скоростях ветра.

■ Устанавливалась возможность использования ВУ для электроснабжения потребителей и для зарядки аккумуляторных батарей.

• Устанавливался уровень запасенной в аккумуляторах электроэнергии и достаточность ее для электроснабжения в штилевые перио-

° Определялось количество отказов в электроснабжении.

В результате проведения машинного моделирования были получены следующие результаты (табл. 2).

Таким образом, всесторонняя проверка результатов работы подтвердила их достоверность. На основании этого были разработаны региональные агрозоотехнические требования на автономные системы электроснабжения фермерских хозяйств на основе использования энергии ветра для Ростовской области.

Таблица 2

Результаты машинного моделирования автономного

! | МАХ-) ..... . 1В мин, 1 МАХ, и ! Количест- Надежность !

: С\Т. сут. сут. сут. сут. мин-. ; во дней без электро-

: сут. | электро- снабжения ;

энергии

! 26 ! 41 4 2 ! 7 1 'I 32 0,91

В пятой главе приведены экономические расчеты себестоимости электроэнергии при различных вариантах электроснабжения фермерских хозяйств. В качестве базового варианта принято электроснабжение от передвижной бензиновой электростанции АБ - 4/380 - У1, расчетный период эксплуатации - 10 лет.

Как показали расчеты, себестоимость электроэнергии по предлагаемому варианту при уровне надежности электроснабжения 0,9 составляет 2,3 руб/кВг.ч, что на 20 % меньше, чем по базовому.

В этой же главе установлено, что при удалении фермерского хозяйства от энергосистемы на расстояние 5 км экономически выгоднее становится автономное электроснабжение на базе ВУ по сравнению с электроснабжением от энергосистемы.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

В результате проведенных исследований установлено:

Изменение условий хозяйствования в России привело к многоукладное™ агропромышленного комплекса и появлению фермерских хозяйств, которые, в основном, представляют собой малые сельскохозяйственные предприятия, удаленные от населенных пунктов на значительные расстояния.

Значительное удаление от населенных пунктов и сельских электросетей вынуждает применять для их электроснабжения автономные электростанции. В настоящее время для этих целей применяются передвижные дизельные или бензиновые электростанции, однако их использование противоречит концепции устранения проблем традиционной энергетики. Кроме того, непрерывный рост цен на ГСМ все заметнее переводит их в разряд экономически неэффективных.

Создавшаяся ситуация в электроснабжении фермерских хозяйств повышает перспективы использования ВИЭ. Изучение энергетических и

технико-экономических характеристик ВИЭ в Ростовской области показало. что наиболее перспективным источником энергии является ветер.

В работе были проведены исследования автономных систем электроснабжения фермерских хозяйств на основе ВУ. в результате которых можно сделать следующие выводы.

1. В Ростовской области энергия ветра составляет 70 МВт.ч на одного человека, что достаточно по крайней мере для удовлетворения потребности в электроэнергии сельскохозяйственных объектов. При этом наиболее эффективно применение ВУ для электроснабжения рассредоточенных объектов, имеющих установленную мощность в несколько кВт. К таким объектам относятся фермерские хозяйства.

2. Графики нагрузки фермерских хозяйств характеризуются низким коэффициентом заполнения (кз = 0, 3 - 0,4) и средней мощностью 1,5 кВт, максимальная мощность достигает 4,0 кВт. Перенос времени работы мощных электроприемников на ветровые дни позволяет повысить коэффициент заполнения графика нагрузки до 0,8 и снизить пиковую мощность в штилевые дни до 1,0 кВт.

3. Совместные исследования суточных графиков нагрузки и мощности ветра показали, что эти случайные величины не имеют достоверной корреляционной связи. Это вынуждает в расчетах параметров автономной системы электроснабжения опираться на средние значения мощности нагрузки и ветра.

4. В отличие от известных методов оптимизации параметров ВУ при автономном электроснабжении необходимо учитывать продолжительности непрерывных штилевых и ветровых периодов. Разработанная методика оптимизации параметров автономной системы электроснабжения основывается на целевой функции, которая описывает зависимость стоимости системы от скорости ветра, мощности ВУ, емкости аккумуляторов и мощности нагрузки и учитывает продолжительность ветровых и штилевых периодов.

5. Для реализации целевой функции были исследованы временно-энергетические характеристики ветра, в результате которых установлено, что распределение непрерывных периодов со скоростью ветра больше и меньше рабочей подчиняются нормальному закону распределения. Установлены параметры законов распределения.

6. Реализация целевой функции показала, что для условий Ростовской области оптимальными по затратам являются следующие параметры автономной системы электроснабжения: рабочая скорость ветра 6 м/с, мощность ВУ 3,0 кВт, емкость аккумуляторных батарей 1400 А.ч при напряжений 120 В. При изменении графика работы наиболее мощного

потребителя энергии емкость аккумуляторов можно снизить до 750 А.ч при том же напряжении.

7. Оптимальная рабочая скорость ВУ не зависит от мощности потребителя, но зависит от распределения штилевых и энергетических периодов. При увеличении удельной стоимости аккумуляторов рабочая скорость уменьшается, а при увеличении удельной стоимости ВУ - незначительно увеличивается.

8. Установлено, что автономные системы электроснабжения эффективны при удалении фермерских хозяйств от точки возможного присоединения к энергосистеме на 5 км. В результате применения предлагаемого варианта автономной системы обеспечивается вероятность энергообеспечения 0,9 при затратах около 25 тыс. руб. Это не менее, чем на ! 9 тыс. руб меньше, чем при применении существующих ВУ. Себестоимость электроэнергии при этом составляет 2,3 руб/'кВт.ч, что на 20% меньше, чем при использовании передвижных электростанций.

9. С неизбежным ростом цен на ископаемое топливо и увеличением количества фермерских хозяйств перспективы применения ВИЭ будут расширяться. Кроме того, более реальными станут такие пути дальнейшего повышения эффективности ВИЭ, как совместное использование энергии ветра и солнечного излучения.

Основные результаты диссертации изложены в следующих работах;

1. Таранов М. А., Воронин А. С. Определение параметров энергоустановок на возобновляемых источниках энергии // Совершенствование технологических процессов, машин и аппаратов в инженерной сфере АПК: Материалы науч. конф. - Зерноград,

1999.-Вып.1.-С. 86-87.

2. Таранов М. Д.. Воронин С. М.. Воронин А. С. Правило приведения случайных величин // Адаптивные технологии и технические средства в полеводстве и животноводстве. - Зерноград,

2000.- С. 287-289.

3. Таранов М. А., Воронин С. М., Воронин А. С. Выбор основного и дополнительного возобновляемых источников энергии для электроснабжения сельской усадьбы //' Адаптивные технологии и технические средства в полеводстве и животноводстве. -Зерноград, 2000,- С. 284 - 287.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Описание проблемной ситуации и постановка цели.

1.2. Анализ научно-технических достижений в области использования энергии ветра для автономного электроснабжения.

1.3. Обоснование варианта автономной системы электроснабжения фермерского хозяйства.

2. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ АВТОНОМ НОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК.

2.1. Обоснование критерия оптимальности и целевой функции.

2.2. Исследование графиков потребления электроэнергии.

2.3. Исследования графиков поступления энергии ветра.

2.4. Определение оптимальных параметров автономной системы электроснабжения.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АВТОНОМНОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА БАЗЕ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ.

3.1. Обоснование компановки ветроэнергетической установки.

3.2. Теоретические исследования электрических характеристик автономной системы электроснабжения фермерского хозяйства . 74 4. ПРОВЕРКА РЕЗУЛЬТАТОВ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 .Экспериментальные исследования работы генератора при переменном моменте на его валу.

4.2. Машинное моделирование работы автономной системы электроснабжения

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ.

5.1 .Методика экономических исследований.

5.2.Выбор базового варианта сравнения.

5.3.Расчет экономических показателей

5.4.Определение условий эффективного применения автономной системы электроснабжения фермерского хозяйства.

В настоящее время все более обостряются проблемы в традиционной энергетике, важнейшими из которых являются истощение запасов ископаемого топлива и неблагоприятное воздействие на экологию. Естественно, что возникновение проблем вынудило искать пути их устранения. В результате было предложено несколько направлений их преодоления, таких как освоение энергосберегающих технологий, изыскание и применение новых видов топлива, использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и др.

Анализ этих направлений показывает, что первые два не способны устранить возникшие проблемы полностью. Освоение же ВИЭ в свою очередь встретилось с довольно значительными препятствиями. Так, для многих возобновляемых источников характерно нерегулярное и неуправляемое поступление энергии и высокая стоимость энергетических установок на их основе. Первый сдерживающий фактор приводит к снижению надежности электроснабжения, а второй - к значительному повышению стоимости электроэнергии.

Для увеличения надежности электроснабжения можно прибегнуть к завышению мощности энергоустановок и аккумулированию энергии, но это приводит к росту второго сдерживающего фактора.

На основании изложенного, многие склоняются к мнению, что электростанции на ВИЭ могут найти применение только как разгрузочные для традиционных систем электроснабжения, то есть для выравнивания графиков нагрузки тепловых электростанций. Применение же автономных систем электроснабжения малоперспективно.

Однако, изменение производственно-экономических и социальных условий может привести и к изменению перспектив использования ВИЭ для автономного электроснабжения. Так, в России, в результате перехода на многоукладную экономику в сельском хозяйстве стали появляться и развиваться фермерские хозяйства.

В Ростовской области фермерские хозяйства представляют собой малые производственные предприятия, имеющие в своем составе усадьбу, удаленную от населенных пунктов на значительные расстояния, и сельхозугодья площадью от нескольких десятков до двух — трех сотен гектар. Такие хозяйства ощущают потребность в электроэнергии преимущественно на бытовые цели, для механизации производственных процессов применяется, в основном, автотракторная техника.

Значительное удаление фермерских хозяйств от сельских электрических сетей делает автономное электроснабжение единственно приемлемым вариантом. Причем, в настоящее время для автономного электроснабжения фермеры применяют передвижные бензиновые или дизельные электростанции. Однако, применение передвижных электростанций приводит к обострению упомянутых выше проблем использования ископаемого топлива, а непрерывное его удорожание вынуждает фермеров искать альтернативные способы электроснабжения.

В этой связи, нами было принято решение изыскать возможности использования для автономного электроснабжения фермерских хозяйств ВИЭ. При этом из двух ВИЭ - солнечного излучения и ветра, наиболее перспективных для автономного электроснабжения рассредоточенных объектов в условиях Ростовской области, предпочтение было отдано ветру, как более дешевому источнику энергии.

Учитывая, что надежность электроснабжения от передвижной электростанции достаточно высокая, и сознавая, что альтернативный вариант должен быть предельно дешевым, целью работы является обеспечение заданной надежности автономного электроснабжения фермерских хозяйств на основе использования энергии ветра при минимальных денежных затратах. 7

В ходе выполнения задач, обусловленных поставленной целью, были получены следующие новые научные результаты, которые и выносятся на защиту: методика оптимизации и оптимальные параметры автономной системы электроснабжения фермерских хозяйств на основе использования энергии ветра; правило приведения случайных величин и методика ускоренного получения графиков нагрузки.

Работа выполнялась в рамках Научно-технической программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению АПК Российской Федерации на 1996 - 2000 г.г. в соответствии с научной проблемой 12 "Разработать научные основы развития системы тех-нолого-технического обеспечения сельскохозяйственного производства, создания машин и энергетики нового поколения, формирования эффективного инженерно-технического сервиса в условиях рыночной экономики" и задания 04.02. "Разработать научные основы создания нетрадиционных источников энергии".

Выводы по второй главе.

3 качестве критерия оптимальности автономной системы электроснаб-кения на базе ВУ необходимо принимать стоимость этой системы. При этом автономная система должна обеспечивать надежность электроснабжения не менее 0,9.

Поступающая энергия ветра не коррелирует с суточными графиками нагрузки фермерского хозяйства. В этой связи расчеты надо проводить цля среднесуточной мощности электропотребителей и среднесуточной скорости ветра.

Несмотря на то, что скорость ветра распределена по закону Вейбулла, непрерывные периоды со скоростью ветра больше заданной (ветровые периоды) и со скоростью ветра меньше заданной (штилевые периоды) распределены по нормальному закону.

Проведенные исследования показали, что оптимальная рабочая скорость ветра для ВУ не зависит от среднесуточной мощности нагрузки, котя стоимость всей системы электроснабжения пропорциональна этой мощности. При увеличении удельной стоимости ВУ оптимальная рабочая скорость незначительно увеличивается, а при увеличении удельной стоимости аккумуляторов заметно уменьшается.

68 результате проведенных исследований установлено, что для условий 'остовской области оптимальная рабочая скорость ветра для ВУ со-тавляет 6 м/с. Из серийных ветроэнергетических установок наиболее [риемлемыми для электроснабжения фермерских хозяйств Ростовской >бласти (с нагрузкой 1,5 кВт) являются ВУ, выпускаемые МКБ "Раду-•а".

1еренос работы мощных электроприемников на ветровые дни позволяет ¡низить емкость аккумуляторов до750 А.ч при напряжении 120 В, а мощность электродвигателя постоянного тока, приводящего в действие шнхронный генератор до 1,1 кВт. Это позволит еще более уменьшить стоимость автономной системы электроснабжения фермерского хозяй-;тва и довести ее до 25 тыс. рублей.

3. ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

АВТОНОМНОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА БАЗЕ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ 3.1. Обоснование компановки ветроэнергетической установки

В настоящее время в ВУ малой мощности для электроснабжения бытовых смешанных потребителей электроэнергии применяются, в основном, син-шные генераторы. Асинхронные генераторы не нашли широкого примене-я из-за трудностей поддержания электрических характеристик при измене-и соэф нагрузки (соБср - коэффициент мощности электрической нагрузки), гя исследования в направлении применения этих генераторов продолжаются 45/.

Основным недостатком ветроэнергетических установок с синхронным ге-эатором, является влияние на качество напряжения изменения скорости вра-ния ветроколеса, обусловленное изменениями скорости ветра. Ветер харак-шзуется следующими величинами /4, 100,101/:

- средняя скорость ветра;

- порывистость ветра;

- изменчивость ветра;

- длительность провалов (подъемов) скорости ветра.

Средняя скорость ветра определяет среднюю мощность генератора ВУ. )щность ветрового потока, передаваемая ветроколесом на генератор, опреде-зтся графиком, представленным на рис. 3.1.

Как следует из теории идеального ветроколеса /92, 94, 100, 101/, мощность грового потока, передаваемого ветроколесом до рабочей скорости (на кото-га рассчитаны его лопасти) пропорциональна скорости ветра в третьей степе, с множителем г|в (г|в - к.п.д. ветроколеса). При скорости ветра равной рабо-н скорости ветроколесо должно передавать номинальную мощность, которая изменяется с ростом скорости ветра. В теории идеального ветроколеса это ъясняется тем, что ветроколесо не может поворачиваться на угол, заключен-гй между концами соседних лопастей, за время меньшее 8/у (здесь 5 - толщи-ветроколеса, V - скорость ветра), а г|В является функцией скорости ветра, ко-рая убывает с ростом скорости .на участке V > уР.

Если бы реальное ветроколесо передавало мощность в соответствии с этой орией, то не существовало бы проблемы изменения мощности при еличении скорости ветра больше рабочей. Однако практически ветроколесо редает мощность несколько иначе (см. рис. 3.1), что объясняется обенностями реальной аэродинамики. Это приводит к тому, что, при орости ветра намного больше рабочей, ветроколесо развивает повышенную щность и повышенные обороты, что может неблагоприятно отражаться на абильности электрических характеристик генератора, особенно на частоте «а/92, 100, 101/. скорости ветра теоретическая;---реальная.

Для устранения этого недостатка стремятся поддерживать постоянную сорость вращения. В настоящее время этого добиваются либо поворотом ло-астей (или их концов), либо выводом ветроколеса из ветрового потока без из-енения его конфигурации /4, 23, 29, 95/. Последний способ применяется для оголопастных тихоходных ВУ, которые используются для производства ме-шческой работы, например, для водоподъема. В малолопастных быстроход-х ВУ используется поворот лопастей вокруг своей оси или вокруг точки кре-гния.

Поворот лопастей вокруг своей оси из-за инерционности регуляторов хода обеспечивает стабилизации скорости вращения ветроколеса при порывисто-I ветра /23, 89/. Это приводит к отклонениям электрических характеристик тератора, таких как мощность, напряжение и частота.

Для устранения пульсаций скорости ветроколеса, обусловленных порыви-эстью ветра, применяются инерционные стабилизаторы скорости вращения и гонные муфты /4, 23, 89, 100/. Инерционные стабилизаторы представляют 5ой маховики, насажанные либо непосредственно на вал ветроколеса, либо единенные с ним механической передачей. Последние применяются в ВУ лыиой мощности и, кроме компенсации порывистости ветра, осуществляют (е и роль длительно работающих аккумуляторов механической энергии. Это-типа маховики имеют значительную массу и высокую скорость вращения, за ет чего и могут запасать значительную энергию.

В ветроэнергетических установках малой и средней мощности маховики саживаются на вал ветроколеса и не могут запасать значительной энергии тра. Их назначение ограничивается только устранением колебаний скорости ащения ветроколеса, обусловленных порывистостью ветра/4, 23, 101/.

Однако, при значительной длительности провалов (подъемов) скорости гра и при значительной порывистости и изменчивости скорости ветра, 1ХОвики этого типа могут не справляться с поставленной задачей. >храняющиеся при этом колебания скорости вращения ветроколеса, могут •ивести к изменению мощности, напряжения и частоты тока синхронного нератора.

Следует отметить, что не все потребители электрической энергии предъяв-ют повышенные требования к качеству напряжения. Такие потребители, как жтронагреватели, лампы и т. п. не чувствительны к частоте тока, а колебания фяжения допускают в широких пределах. Электрохимические аккумуляторы )бще рекомендуется заряжать пульсирующим напряжением с разной дли-[ьностью импульсов /2,43, 46/. Наиболее чувствительной к частоте тока являя теле- радиоаппаратура. При значительном изменении частоты тока могут 1вляться такие неполадки, как потеря цветности у телевизоров и видеомагни-[юнов, появление фона электросети и т. п.

Для предотвращения этих явлений теле- радиоаппаратуру необходимо гать напряжением с частотой 50 ± 2 Гц. Такую частоту можно получить от кронного генератора, если он работает в диапазоне рабочих скоростей, или инвертора постоянного тока в переменный.

Если в автономной системе электроснабжения использовать общий инвер-), то он должен быть достаточно большой мощности, порядка 2 -3 кВт и вышивать пусковые токи около 50 А. Такие инверторы будут весьма дорогими, оме того, инверторы преобразуют постоянный ток в переменный с ломаной зусоидой. В этой связи в настоящей работе предлагается использовать син-энный генератор, работающий по схеме, приведенной на рис. 3.2.

При наличии ветра достаточной мощности ветроколесо через обгонную фту приводит во вращение синхронный генератор, который питает гребители электроэнергии и заряжает аккумуляторы. При недостаточной зрости ветра обгонная муфта отключает синхронный генератор от гроколеса и его вращение производится от двигателя постоянного тока, пучаемого электроэнергию от аккумуляторов. Для питания потребителей, здъявляющих высокие требования к качеству напряжения, в период работы яхронного генератора от ВУ можно использовать индивидуальные верторы небольшой мощности. Следует отметить, что индивидуальные верторы уже в настоящее время входят в состав современной теле-адоаппаратуры, особенно импортного производства.

Рис. 3.2. Функциональная схема автономной системы электроснабжения фермерского хозяйства на базе ВУ

1 - ветроколесо; 2 - обгонная муфта; 3 - синхронный генератор; 4 - двигатель постоянного тока; 5 - выпрямитель; 6 - коммутатор; 7 - аккумуляторы

Для реализации предложенной схемы автономного электроснабжения грмерского хозяйства предлагается использовать следующее, серийно выпус-.емое электрооборудование (таблица 3.1). Электрическая принципиальная ;ема показана на рис. 3.3.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований можно сделать следующее резю

Наиболее существенными факторами, сдерживающими широкое внедрение ВИЭ, являются их неуправляемость и высокая стоимость электроэнергии.

Изменение условий хозяйствования в России привело к многоукладно-сти агропромышленного комплекса и появлению фермерских хозяйств, которые, в основном, представляют собой малые сельскохозяйственные предприятия, удаленные от населенных пунктов на значительные расстояния.

Значительное удаление от населенных пунктов и сельских электросетей вынуждает применять для их электроснабжения автономные электростанции. В настоящее время для этих целей применяются передвижные дизельные или бензиновые электростанции, однако их использование противоречит концепции устранения проблем традиционной энергетики. Кроме того, непрерывный рост цен на ГСМ все заметнее переводит их в разряд экономически неэффективных.

Создавшаяся ситуация в электроснабжении фермерских хозяйств повышает перспективы использования ВИЭ. Изучение энергетических и технико-экономических характеристик ВИЭ в Ростовской области показало, что одним из перспективных источников энергии является ветер.

В работе были проведены исследования автономных систем электроснаб-ния фермерских хозяйств на основе ВУ, в результате которых можно сделать г дующие выводы.

1. В Ростовской области энергия ветра составляет 70 МВт.ч на одного человека, что достаточно по крайней мере для удовлетворения потребности в электроэнергии сельскохозяйственных объектов. При этом наиболее эффективно применение ВУ для электроснабжения рассредоточенных объектов, имеющих установленную мощность в несколько кВт. К таким объектам относятся фермерские хозяйства.

2. Графики нагрузки фермерских хозяйств характеризуются низким коэффициентом заполнения (к3 = 0, 3 - 0,4) и средней мощностью 1,5 кВт, максимальная мощность достигает 4,0 кВт. Перенос времени работы мощных электроприемников на ветровые дни позволяет повысить коэффициент заполнения графика нагрузки до 0,8 и снизить пиковую мощность в штилевые дни до 1,0 кВт.

3. Совместные исследования суточных графиков нагрузки и мощности ветра показали, что эти случайные величины не имеют достоверной корреляционной связи. Это вынуждает в расчетах параметров автономной системы электроснабжения опираться на средние значения мощности нагрузки и ветра.

4. В отличии от известных методов оптимизации параметров ВУ при автономном электроснабжении необходимо учитывать продолжительности непрерывных штилевых и ветровых периодов. Разработанная методика оптимизации параметров автономной системы электроснабжения основывается на целевой функции, которая описывает зависимость стоимости системы от скорости ветра, мощности ВУ, емкости аккумуляторов и мощности нагрузки и учитывает продолжительность ветровых и штилевых периодов.

5. Для реализации целевой функции были исследованы временно-энергетические характеристики ветра, в результате которых установлено, что распределение непрерывных периодов со скоростью ветра больше и меньше рабочей подчиняются нормальному закону распределения. Установлены параметры законов распределения.

6. Реализация целевой функции показала, что для условий Ростовской области оптимальными по затратам являются следующие параметры автономной системы электроснабжения: рабочая скорость ветра 6 м/с, мощность ВУ 3,0 кВт, емкость аккумуляторных батарей 1400 А.ч при напряжении 120 В. При изменении графика работы наиболее мощного потребителя энергии емкость аккумуляторов можно снизить до 750 А.ч при том же напряжении.

7. Оптимальная рабочая скорость ВУ не зависит от мощности потребителя, но зависит от распределения штилевых и энергетических периодов. При увеличении удельной стоимости аккумуляторов рабочая скорость заметно уменьшается, а при увеличении удельной стоимости ВУ - незначительно увеличивается.

8. Установлено, что автономные системы электроснабжения эффективны при удалении фермерских хозяйств от точки возможного присоединения к энергосистеме на 5 км. В результате применения предлагаемого варианта автономной системы обеспечивается вероятность энергообеспечения 0,9 при стоимости около 25 т. руб. Это не менее, чем на 19 т. руб меньше, чем при применении существующих ВУ. Себестоимость электроэнергии при этом составляет 2,3 руб/кВт.ч, что на 20% меньше, чем при использовании передвижных электростанций.

9. С неизбежным ростом цен на ископаемое топливо и увеличением количества фермерских хозяйств перспективы применения ВИЭ будут расширяться. Кроме того, более реальными станут такие пути дальнейшего повышения эффективности ВИЭ, как совместное использование энергии ветра и солнечного излучения.

1. А. с. № 1315416. Энергетическая установка. / Саплин J1. А., Орлов В. Л., Юнусов Р. Ф, Шерьязов С. К. Опубл. БИ, 1993, №18.

2. Аккумуляторные батареи. Эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт. / НИИАТ, М.: Транспорт, 1970.

3. Андрианов В. Н. Электрические машины и аппараты. М.: Колос, 1971.

4. Андрианов В.Н., Быстрицкий Д. Н. Вашкевич К. П., Секторов В. Р. Ветроэлектрические станции. -М.-Л.: Госэнергоиздат, 1960.

5. Аполлонов Ю.Е. и др. Перспективы комплексного использования ветроэлектрических станций с другими энергоисточниками. // Энергетика.- 1997.-№2.

6. Астахов Ю.Н. и др. Накопители энергии в электрических системах.-М.: Высшая школа, 1989.

7. Астахов Ю.Н. и др. Функциональные возможности накопителей электроэнергии в энергосистемах. Электричество, 1983, №4, с. 3-7.

8. Атлас Ростовской области. / РТУ, Гл. упр. геодезии и картографии. -М.:1973.

9. Байрамов Р.Б., Сейнткурбанов С.С. Альтернативные источники энергии на службу человеку // Механизация и электрификация с. х.- 1982.-№10.-С. 2-5.

10. Безруких П. П. Об экономической эффективности нетрадиционной энергетики // Энергетическое строительство.- 1992.- №3.- С. 7 12.

11. Берковский Б. М., Кузьминов В. А. Возобновляемые источники энергии на службе человека. -М.: Наука. 1987.

12. Блок контроля и автоматики DKG-203. Авангард Центр, 1998.

13. Бородулин М.Ю., Кадомский Д.Е. Электротехнические проблемы создания преобразовательных установок для солнечных и ветровых электростанций // Электрические станции.- 1997.- № 3.

14. Ветроэнергетика США на подъеме. // Мировая электроэнергетика, 1998, №4.

15. Воронин С. М. Проблемы применения возобновляемых источников энергии в сельском хозяйстве. В сб. Совершенствование технологических процессов, машин и аппаратов в инженерной сфере АПК. Материалы научной конференции. -Зерноград: АЧГАА.- 1999. с. 84 86.

16. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика. -М.: Высшая школа.- 1977.- 479 с.

17. Горшков А. С. Технико-экономические показатели тепловых электростанций. -М.: Энергоатомиздат.- 1984.

18. Гулиа Н.В. Накопители энергии.-М.: Наука.- 1980.

19. Гумницкий В.П., Голубенко Н.С. Метод оперативной оценки технического совершенства ветроэнергетических установок // Энергетическое строительство.- 1992.- № 3.- С. 16-19.

20. Д.де Рензо. Ветроэнергетика. / ( пер. англ.). -М.: Энергоатомиздат. -1982.

21. Дасоян М.А. Химические источники тока. -Д.: Энергия.- 1969.

22. Девинс Д. Энергия. (Пер. с англ.). -М.: Энергоатомиздат.- 1985.

23. ДенисенкоЛ.П. Преобразование и использование ветровой энергии. Киев: Техника.- 1992.- 176 с.

24. Доценко Б.Н., Дубровина И.В. Метод определения выработки электроэнергии ветроэнергетическими установками в месте их размещения // Электрические станции.- 1990.- № 7.- С.86-90.

25. Дрегалин А.Ф. Назыров Р.Р. Альтернативные источники энергии // Научный Татарстан.- 1996.- № 3.- С. 12-15.

26. Зеленов В.Е. Технические аспекты освоения ветровой энергии. Советско-французский коллоквиум по проблемам энергетики, Т.2.-М.: ВИ1. НИТИ,- 1980.

27. Зуев В.М. и др. Математическое моделирование автономной системы электроснабжения // Электричество.- 1993.- № 6.- С. 9-13.

28. Ивашинцев Д. А., Кузнецов М. В., Рекстина Т. А. Выбор режимов работы ветроэлектрических агрегатов // Энергетическое строительство.-1991.- №3.- С. 50-53.

29. Историк Б.Л. Шполянский Ю.Б. Исследование характеристик вертикальной ветроэнергетической установки с аэродинамическим регулированием // Энергетическое строительство.- 1991.- № 3.

30. Историк Б.Л., Шполянский Ю.Б. Исследование прямоточной турбины с осью вращения перпендикулярной потоку // Гидротехническое строительство." 1991.- №1.- С.20-23.

31. К. Ширли. Электрический ветер // Новый фермер и садовод.- 1995.-№4.- С. 18-19.

32. Кажинский Б., Перли С. Ветроэлектростанции. М.: ДОСААФ.- 1966.

33. Каленик Ю. Энергия из воздуха в чистом виде: (о переходе на альтернативные первичные энергоресурсы) // Российская газета 1998.15.05 С.8.

34. Капустина Т.М., Евсюков П.В. Опытно-эксперементальная ВЭС. Прогр. СКНЦ ВШ // Научная мысль Кавказа.- 1997.- №1,- С. 86-90.

35. Караваев Н. М. Альтернативные энергоустановки // Механизация и электрификация с. х.- 1997.- №6.- С. 11-13.

36. Каримбаев Т.Д. Оценка стоимости электроэнергии, вырабатываемой малыми ветроэнергетическими установками // Конверсия в машиностроении." 1995.- №5.- С. 18-20.

37. Кармишин A.B. Как построить ветроэлектрический агрегат для освещения. -М.: МСХ СССР,- 1949.

38. Кирилин В. А. Энергетика. Главные проблемы. -М.: Знание.- 1990.

39. Ковалевский И.И., Пинягин В.Д., Серенко В.А. Нормирование прочности ветроэнергетических установок // Энергетическое строите л ьство.-1991,-№3.

40. Кон Л. Ветроэнергетика: Альтернативный лидер // Мировая электроэнергетика.- 1998.-№3.-С. 18-20.

41. Концепция развития механизации, электрификации и автоматизации селскохозяйственного производства России на 1995 год и на период до 2000 года. / Кормановский Л. П. и др. -М.: Российская академия с. х. наук.- 1992.

42. Кораблев А. Д. Экономия энергоресурсов в сельском хозяйстве. М.: Агропромиздат.- 1988.

43. Коровин Н.В. Электрохимическая энергетика.-М.: Энергоатомиздат.-1991.-264с.

44. Костенко М. П., Пиотровский Л. М. Электрические машины. 4.1. Машины постоянного тока. Трансформаторы. -Л.: Энергия.- 1972.

45. Костенко М. П., Пиотровский Л. М. Электрические машины. 4.2. Машины переменного тока. -Л.: Энергия.- 1972.

46. Кромптон Т. Вторичные источники тока. (Пер. с англ.).-М.: Мир.- 1985.

47. Крошко А.Н. Автономные источники и системы электропитания аппаратуры связи. -М.: Связь.- 1976.

48. Кузнецов М.В. О методике ветроэнергетических расчетов // Электрические станции.- 1992.- № 7.- С. 47-49.

49. Кукушкин В.И. Из опыта разработки ветроагрегатов средней мощности // Энергетическое строительство.- 1991.- № 3.

50. Левин Н.Н., Серебряков А.Д. Индукторные генераторы в маломощных ветроэлектроустановках // Энергетическое строительство.- 1991.- № 3.-С. 53 -55.

51. Левшина О.Н. Ветросиловые установки и их использование в сельском хозяйстве. -М.: ЦПБ 1954.

52. Лидоренко Н. С. Средства, методы и научные проблемы непосредственного преобразования видов энергии в электрическую // Электротехника.- 1977.-№5.

53. Лидоренко Н.С., Мучник Г.Ф. Электрохимические генераторы. -М.: Энергоиздат.- 1982.

54. Душников О.Г. Разработка экспертной системы проектироваеия энергокомплексов на базе возобновляемых источников энергии.- Автореф. дис. к.т.н.- МЭИ. -М.: 1995.

55. Ляхтер В.М., Шполянский Ю.Б. Аэродинамика ортогональных ветро-агрегатов. Тр. Гидропроекта. 1988. Вып.129. с. 113-127.

56. Малышев Н.А., Ляхтер В.М. Ветроэнергетические станции. -М.: Гидропроект.- 1989.

57. Машины электрические. Справочник. Т.2, 4.1. М.: ВНИИ. Стандартэ-лектро.- 1991.

58. Машины электрические. Справочник. Т.2, 4.2. М.: ВНИИ. Стандартэ-лектро.- 1991.

59. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. -М.: ВНИИЭСХ.- 1998.

60. Насредин Хасан Айюб. Методика оценки и оптимизации параметров энергокомплекса на базе ВИЭ (на примере Ливана): Автореф. дис. . . к.т.н. -М.: МЭИ, 1994.

61. Овис Л. Г. Ветроэнергетические комплексы малой мощности для районов Дальнего Востока и Крайнего Севера // Энергетическое строительство.- 1992.- №3. с. 27 -29.

62. Овис Л. Г. Выбор оптимального места размещения ветроэнергетической установки // Энергетическое строительство.- 1992.- №3.- С. 19 -22.

63. Осадчий Г.Б. Альтернативная энергетика и энергетический кризис // Механизация и электрификация с. х.- 1995.- №1, С. 18 19.

64. Перминов Э. М. Ветроэнергетика проблемы и перспективы развития

65. Эл. станции.- 1993.- №8.- С. 41 48.

66. Перминов Э. М. Проблемы и перспективы развития нетрадиционной электроэнергетики // Промышленная энергетика.- 1994.- №2.- С. 36- 39.

67. Перминов Э.М. Нетрадиционная электроэнергетика: состояние и перспективы развития // Энергетик.- 1996.- №5.- С. 10-11.

68. Перминов Э.М. Освоение нетрадиционных и возобновляемых источников энергии в России // Мировая электроэнергетика.- 1995.- №2.- С. 4348.

69. Перфилов О. Л., Шаварин В. Н. Некоторые вопросы развития ветроэнергетики // Энергетическое строительство.- 1991.- №3.- С. 29-33.

70. Пиковский A.B., Титова М.В., Плотникова Т. В. Режимы работы асин-хронизированного синхронного генератора в составе ветроэнергетической установки // Энергетическое строительство.- 1991.- №3.-С. 48 50

71. Пилюгина В.В., Гурьянов В.А. Применение солнечной и ветровой энергии в сельском хозяйстве. Обзорная инф. -М.: ВАСХНИЛ.- 1981.

72. Пискунов Н. С. Дифференциальное и интегральное исчисление. Т.1. -М., Наука,- 1985.

73. Плахтына Е.Г. и др. Математическая модель для исследования динамических режимов ветроустановок // Электричество.- 1991.- № 12.- С.9-15.

74. Попова С.Т. Проблемы развития рынка ветроэнергетических установок в капиталистических странах. -М.: Информэлектро.- 1979.

75. Проблема использования энергии ветра для электрификации. Обзорн. инф. (Энергетика и электрификация. Сер.: Новые виды энергетических установок и использование нетрадиционных источников энергии. Вып.1) / Зубарев В. В. и др. -М.:Информэнерго.- 1980.

76. ПРОНТО. Еженедельный информационный бюллетень товаров и услуг. Ростов Н/Д.- QWERTY.- 2000.

77. Руководящие материалы по проектированию электроснабжения сельского хозяйства. М.: Сельэнергопроект.- 1981.

78. Саплин Л.А. и др. Использование гелиоветроэнергетических установок для энергоснабжения с.х. производства в условиях Южного Урала. Тез. Всесоюзного сем. "Нетрадиционные электротехнологии в с.х. производстве и быту села". -М.: ВИЭСХ.- 1991.

79. Саплин Л.А. Энергоснабжение с.х. потребителей с использованием возобновляемых источников: Автореф. дис . . . д-ра техн. наук.- СПб, 1999.-41 с.

80. Саплин Л.А., Орлов В.Л. Уточненная методика оценки энергетических характеристик ветра для зоны Южного Урала //Повышение надежности эл. оборуд. в сел.хоз-ве.- Челябинск, 1990.- С.71-76.

81. Секторов В.Р. Зарубежная ветроэнергетика. -М.: ВИНИТИ.- 1964.

82. Сидоров В. И. и др. Об использовании ветроэнергетических ресурсов. Известия АН СССР// Энергетика и транспорт.- 1980.- №3,- С. 78 82.

83. Скалкин Ф. В. и др. Энергетика и окружающая среда.- Л.: Энергия.-1981.

84. Соломин С. В. Выбор параметров ветроэнергетической установки // Эл. станции,- 1994,- №8.- С. 46 48.

85. Справочник по климату СССР. Вып. 96. (Северный Кавказ, Нижнее Поволжье). Ветер. Л.: МетеорологияВУ.- 1976.

86. Старик Д. Э. Как рассчитать эффективность инвестиций. -М.: Финста-тинформ.- 1996.

87. Старшинов Ю.М. Мировая энергетика. Прогноз развития до 2020 г. (Пер. с англ.) -М.: Энергия,- 1980.

88. Стребков Д. С. Проблемы развития возобновляемой энергетики // Механизация и электрификация сел. хоз-ве. 1997.- №6.- С. 4 8.

89. Таранов М. А., Воронин А. С. Выбор основного и дополнительного возобновляемых источников энергии для электроснабжения сельской усадьбы. В сб. Адаптивные технологии и технические средства в полеводстве и животноводстве. -Зерноград; 2000.- С. 284 287.

90. Таранов М. А., Воронин С. М. Оптимизация параметров ветроэнергетической установки для фермерского хозяйства // Механизация и электрификация с. X,- 2000.- №5.-С.37-39.

91. Таранов М.А., Воронин С.М., Воронин A.C. Правило приведения случайных величин // Адаптивные технологии и технические средства в полеводстве и животноводстве. Зерноград; 2000.- С. 287-289.

92. Твайделл Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии. (Пер. с англ.). -М.: Энергоатомиздат.- 1990.

93. Тлеулов А.Х. Методы оценки характеристик ветроэнергетических и гелиоустановок с.х. объектов: Автореф. дис. д-ра техн. наук.- Челябинск, 1996.

94. Фатеев Е. М. Ветродвигатели и ветроустановки.- М.: Сельхозгиз.- 1957.

95. Фатеев Е.М. Ветродвигатели и их применение в с.х.-М.: Машгиз.- 1962.

96. Федоров М.П. Опыт применения ветроустановок на опорном пункте. В сб. "Доклады 1 Всесоюзной н-т. конференции по возобновляющимся источникам энергии". -М.: Энергия.- 1972.

97. Харитонов В. П. Ветроэнергетические ресурсы, состояние и перспективы использования энергии ветра // Энергетическое строительство.-1991.-№3. с. 20-23.

98. Хрисанов Н. И., Ветрова Н.В., Гусаров Д. А., Кудряшова И. Г., Клейн-бок М. М. Технико-экономическое обоснование ветроэнергетических установок с учетом экологических факторов // Энергетическое строительство.- 1991,- №3.- С. 27 29.

99. Шефтер Я.И. Ветроэнергетика. Стратегия развития, новые разработки иих использование // Конверсия в машиностроении.- 1995.- № 5.- С.5-10.

100. Шефтер Я.И. Ветроэнергетические агрегаты. -М.: Машиностроение." 1972.

101. Шефтер Я.И. Использование энергии ветра. -М.: Энергоатомиздат.-1983.

102. Шефтер Я.И., Рождественский И.В. Ветронасосные установки ТВ-5 и ДДК-4.- М.: 1956.

103. Штерн В.И., Самойлов А.А. Дизель-генераторы переменного тока напряжением до 400 В. -М.: Энергия.- 1972.

104. Этокабека Арсен Жорж. Повышение уровня энергообеспеченности потребителей сельской местности с использованием источников возобновляющейся энергии (для условий республики Конго): Автореф. дис. канд. техн. наук СПб, 1999.

105. Ljungsrom О. Large scale wind energy conversion system (WECS) design and installation as affected by site wind energy characteristics, grouping and social acceptance. "Wind Eng", 1997, №1, 36 56 (англ.).

106. Musgrove P. J. The variable geometry vertical axis windmill / Proc. Int. Sump, on Wind energy systems. Cambridge. 1976.

107. Wind: future source for electric energy? "Lead", 1976, №1 (англ.).

108. Wind shadaw causes problems. "Elec. Rev.", (Gr. Brit.), 1977. №19. (англ).