автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Повышение эффективности энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей с использованием ветродизельной установки

003470423

На правах рукописи

АВЕРИН Алексей Александрович

с

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЕТРОДИЗЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Специальность 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

9 и

Челябинск - 2009

003470423

Работа выполнена на кафедре «Электроснабжение сельского хозяйства» Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Челябинский государственный агроинженерный университет».

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Шерьязов Сакен Койшыбаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Щеклеин Сергей Евгеньевич

кандидат технических наук, доцент Банин Роман Валерьевич

Ведущее предприятие ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»

Защита состоится 18 июня 2009 г., в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.069.01 при ФГОУ ВПО «Челябинский государственный агроинженерный университет» по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 75.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Челябинского государственного агроинженерного университета.

Автореферат разослан «15» мая 2009 г. и размещен на официальном сайте ФГОУ ВПО «ЧГАУ» http://www.csau.ru «15» мая 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор „($д!Р'

Басарыгина Е.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Особенностями энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей электрической и тепловой энергии являются малая мощность, удаленность от централизованного энергоснабжения и применение автономных источников энергии, работающих на привозном топливе, в частности дизельных электростанций (ДЭС).

Ограниченные запасы топлива и постоянный рост затрат на его использование создают определенные сложности при энергоснабжении, которое должно быть надежным, качественным и экономичным. Для экономии органического топлива и снижения затрат на энергоснабжение широко используется энергия ветрового потока.

В мире установленная мощность ветроэнергетических установок (ВЭУ) составляет около 95 ГВт, однако по разным причинам энергия ветра в России используется незначительно, несмотря на то, что экономический потенциал ветрового потока составляет 10 млн т у.т.

Эффективное энергоснабжение сельскохозяйственных потребителей, особенно, использующих автономные источники, возможно и целесообразно при применении комбинированных установок, сочетающих ДЭС и ВЭУ. При этом требуются обоснование основного параметра ВЭУ в составе ветродизельной установки (ВДУ), и оценка условия эффективного энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей.

Работа выполнена в соответствии с перечнем приоритетных направлений, утвержденным Межведомственной координационной программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса РФ на 2006-2010 гг. «Технологии, оборудование и проекты энергетического, тепло- и хладообеспечения сельского хозяйства, в том числе с использованием солнечной и ветровой энергии», «Государственной программой развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008-2012 годы», областной целевой программой реализации национального проекта «Развитие агропромышленного комплекса» в Челябинской области на 2006-2010 годы» и планом НИР ЧГАУ на 2004-2008 гг.

Цель работы: повышение эффективности энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей от ВДУ путем рационального использования традиционных энергетических ресурсов, за счет замещаемой ВЭУ энергии.

Задачи исследования

1. Установить зависимость показателя энергообеспеченности потребителя от энергетической характеристики ветрового потока и основного параметра ВЭУ в составе ВДУ.

2. Определить показатель, позволяющий оценить долю замещаемой энергии, вырабатываемой ВЭУ в составе ВДУ, разработать метод ее оценки.

3. Обосновать энергетическую характеристику ветрового потока для оценки количества энергии, вырабатываемой ВЭУ в составе ВДУ, и замещаемой энергии с учетом вероятностного характера поступления энергии ветра.

4. Разработать ветродизельную установку, обеспечивающую эффективное использование ветровой энергии для энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей.

5. Определить основные параметры и условия использования ветродизельной установки в зависимости от технических, экономических показателей установки и климатических характеристик района.

Объект исследования: условия использования ВЭУ в составе ВДУ в энергообеспечении сельскохозяйственных потребителей.

Предмет исследования: зависимости, связывающие условия энергообеспечения сельскохозяйственных потребителей и замещения потребной энергии с основными параметрами ВДУ.

Научная новизна основных положений, выносимых на защиту

1. Зависимость суточного коэффициента энергообеспеченности от энергетической характеристики ветрового потока и основного параметра ВЭУ в составе ВДУ.

2. Метод оценки доли замещаемой энергии от ВЭУ в составе ВДУ.

3. Энергетическая характеристика ветрового потока, позволяющая оценить количество энергии вырабатываемой ВЭУ в составе ВДУ, с учетом вероятностного характера поступления энергии ветра.

4. Схемное решение ветродизельной установки для эффективного использования энергии ветра, защищенная патентом РФ.

5. Методика определения оптимальной площади ветроколеса ВЭУ в зависимости от технико-экономических показателей ВДУ.

Практическая значимость работы и реализация ее результатов

На основе результатов диссертационной работы разработаны рекомендации по применению системы комплексного энергоснабжения от ВДУ с использованием ВЭУ, принятые к использованию в

ОАО «Челябинскагропромэнерго», ОАО «Челябэнерго» и ОАО «Че-лябоблкоммунэнерго». Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе при подготовке студентов по специальности «Электрификация и автоматизация сельскохозяйственного производства».

Апробация работы. Основные положения работы обсуждались и получили одобрение на научно-технических конференциях ЧГАУ в период 2005 - 2008 гг., на всероссийской научно-практической конференции УГТУ-УПИ (г. Екатеринбург, 6-9 декабря 2005 г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 14 научных работах, в том числе получены два патента Российской Федерации.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы из 136 наименований, приложений. Основное содержание работы изложено на 139 страницах, содержит 49 рисунков, 23 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, изложены основные положения, выносимые на защиту, дана общая характеристика работы.

В первой главе «Особенности энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей с использованием ветроэнергетических установок» приведены результаты анализа системы энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей, рассмотрены состояние и опыт использования дизельных электростанций, ветроэнергетических и ветродизельных установок.

В настоящее время сельскохозяйственные потребители получают энергоснабжение от централизованных сетей или автономного источника. Централизованное электроснабжение осуществляется от шин 20 - 110 кВ районных подстанций энергосистем или тяговых подстанций электрифицированных железных дорог, теплоснабжение осуществляется от районной котельной.

В качестве автономного источника электроэнергии для удаленных сельскохозяйственных потребителей (летние полевые станы, выпасы, хутора и дома фермеров) широко используются ДЭС, работающие на привозном органическом топливе, с доставкой которого

появляются дополнительные затраты. С ростом цен на органическое топливо увеличиваются затраты на энергоснабжение.

Использование энергии ветра позволит экономить органическое топливо и снизить себестоимость вырабатываемой энергии. Проблемами ветроэнергетики в нашей стране занимались В.Н. Андрианов, Н.Е. Жуковский, Г.Х. Сабинин, Л.А. Саплин, Я.И. Шефтер, Е.М. Фатеев и другие.

Целесообразно применение комбинированных установок, сочетающих ВЭУ и традиционный источник энергии, где ВЭУ применяется как дополнительный источник энергии к дизельной электростанции или централизованной энергосети. Энергоснабжение сельскохозяйственных потребителей, удаленных от централизованных энергосетей, возможно при помощи ВДУ.

В мире и России накоплен определенный опыт использования ВДУ. Существует достаточно много схем совместной работы ВЭУ и ДЭС в зависимости от характера потребителя. Однако основные параметры ВЭУ в этих схемах зачастую не обоснованы. Поэтому необходимо определить основной параметр ВЭУ - ометаемую площадь вет-роколеса ВЭУ - в составе ВДУ.

Проведенный анализ позволил сформулировать цель и задачи исследования.

Во второй главе «Определение условий энергообеспечения потребителей от ВЭУ с учетом энергетической характеристики ветрового потока» установлена зависимость энергообеспеченности от характеристик ветрового потока и основных параметров ВЭУ, получен показатель, позволяющий оценить долю замещаемой энергии, показана зависимость суточного коэффициента энергообеспеченности потребителя от ВЭУ и доли замещаемой энергии за расчетный период.

Выработка энергии от ВЭУ и ее потребление носят случайный характер. Для эффективного использования ветроустановки необходимо согласовать режимы выработки и потребления энергии от ВЭУ.

Согласование этих режимов производится на основе суточных показателей. Для обеспечения потребного количества энергии от ВЭУ необходимо определить необходимую ометаемую площадь вет-роколеса (ВК) для каждого ¡-го месяца расчетного периода:

. ^П.суг1 2 /14

а«й = п—— ,М (1)

^<в.уд.суп

где Оп.суп - потребная суточная энергия, МДж; Скудсу« - суточная удельная вырабатываемая энергия от ВЭУ, МДж/м2.

Обеспеченность потребной энергией того или иного расчетного периода (месяц, сезон, год) зависит от площади ВК, следовательно, для каждого месяца площадь ветроколеса должна быть дифференцированной.

С увеличением площади ВК растет количество вырабатываемой энергии. Может наступить момент, когда энергии больше, чем требуется, значит, следует ожидать неполного использования установленной площади ВК и потерь энергии.

Для оценки обеспеченности потребителя суточной потребной энергией при различной площади ВК используется коэффициент энергообеспеченности Коб. Исследование энергоснабжения потребителей в течение расчетного периода позволило установить зависимость средней величины Коб от площади ВК ВЭУ (рис.1).

Приведенную зависимость условно можно разделить на две части: первая часть - изменение площади от 0 до А0, вторая часть - от А0 до Ат. В первой части зависимость носит линейный характер. Вид такой зависимости объясняется возможностью полного использования вырабатываемой энергии в любой месяц расчетного периода.

Рис. 1. Зависимость коэффициента энергообеспеченности от площади ветроколеса ВЭУ

Коэффициент энергообеспеченности в этом случае

п

в.уд.суп

К*^-Авк. (2)

X Рп.суп ¡=1

На второй части графика наблюдается нелинейный рост коэффициента К^ с увеличением площади ВК относительно А0. Вид такой зависимости объясняется наличием в отдельные месяцы расчетного периода излишков энергии, которые теряются.

В идеальном случае, когда отсутствуют потери энергии, максимальное обеспечение потребной энергией возможно при площади ВК

п

Ас =

с п

¡=1

, М

(3)

ЕРв.

1=1

удсут!

В действительности коэффициент энергообеспеченности с ростом площади ВК относительно А0 асимптотически приближается к максимальному значению. При этом скорость роста доли энергообеспечения пропорциональна уменьшающейся разнице (Кобт-Коб):

<1Коб

~ Ь (^об.т " Коб) •

(4)

ё(А-Ао)

Решение дифференциального уравнения имеет вид:

Коб=Коб.т-Се-Ь(А"Л»>. (5)

Для определения значений С и Ь рассмотрим начальное условие, когда А = А0; Коб =Коб0:

С = Коб т - Коб0; 1

Ь = -

Ас-А0

(6) (7)

После преобразования коэффициент энергообеспеченности при-

мет вид

(

1-

! _ коб0

К,

Коб ~ Коб т

"об.т У

где площадь ВК принимается из условия

ОоСуТ

А - А„ > "А -А,

(8)

А0 = шт:

Ат = тах:

Рв.удхут Qп.cyт

(9)

св.уд.суг _

Расчетная потребная площадь ВК для каждого месяца принимается

из условия максимального энергообеспечения потребителей, т.е. Коб.т=1. Тогда коэффициент энергообеспеченности

/ ч А-А„ А„

Коб -1 -

А

Ас -А0

(10)

с /

Таким образом, коэффициент энергообеспеченности можно определить по условию

п

—-, если А<А„

Коб -

ZQn i=l

(И)

1-

/ А 4

I о

Асу

А-А„ А -А„

если А > А„

Для оценки энергообеспеченности потребителей за расчетный период необходимо ввести показатель, с одной стороны, учитывающий случайный характер поступающей энергии от ветра, с другой -характеризующий долю потребной энергии, замещаемой ВЭУ.

Тогда условия энергообеспеченности за расчетный период можно оценить коэффициентом замещения, учитывающим случайный характер поступающей энергии ветра:

*ВЭУ =КобР(уср.„)> (12)

где р(уср м) - вероятность появления заданной скорости ветра.

По скорости ветра уср м определяются среднесуточная мощность, вырабатываемая ВЭУ, и соответствующая суточная энергообеспеченность К^ потребителя. Скорость ветра усрм представляется как энергетическая характеристика ветрового потока, обеспечивающая среднесуточную удельную мощность Рвуд, вырабатываемую ВЭУ:

Рв.уд = Р^3)ср=РУ^м,Вт/м2 (13)

где /8 - постоянный коэффициент, учитывающий использование энергии ветра и КПД ВЭУ.

Величина усрм определяется по данным многолетних наблюдений за скоростью ветра.

По удельной среднесуточной вырабатываемой мощности можно определить выработку энергии за более длительный период с учетом

изменчивости v.

ср. м-

Руд = Рв.удТ Р(уср.м), кВт-ч/м'

,2

(14)

где Т - число часов в рассматриваемый период.

Обеспеченность заданной скорости ветра уср м при использовании двухпараметрического уравнения Вейбулла определяется по выражению

Для эффективного применения ветроустановки необходимы согласование режимов выработки и потребления энергии и разработка схемы ветродизельной установки.

В третьей главе «Обоснование и разработка схемы ветродизельной установки» приведены методы согласования режимов выработки и потребления энергии, описана разработанная ветродизельная установка для энергоснабжения автономных потребителей, приводятся основные параметры устройств, входящих в данную схему, а также выражения для математического моделирования самой установки и параметров окружающей среды.

Для согласования режимов выработки и потребления энергии от ВЭУ предлагаем использовать комбинированный метод, включающий методы аккумулирования и согласования нагрузки. Применение данных методов управления целесообразно при разработке ветродизельной установки для энергоснабжения автономных потребителей (рис. 2).

Разработанная ветродизельная установка, на которую получен патент РФ, позволяет максимально использовать энергию ветра для эффективного энергоснабжения.

Возможны следующие режимы работы установки.

1. При v>v0 и когда вырабатываемая мощность Рв больше потребной качественной электрической мощности Рпэ (Рв >РПЭ). ВЭУ вырабатывает электроэнергию, которая поступает сначала в стабилизатор напряжения, затем в выпрямитель. Выпрямленный ток поступает в автономный инвертор для преобразования в трехфазный ток стандартной частоты. Между выпрямителем и автономным инвертором подключена АКБ, работающая в буферном режиме для сглаживания колебаний мощности. Часть вырабатываемой ВЭУ энергии поступает потребителю, часть через контроллер заряда - на заряд АКБ. При этом стабилизатор поддерживает требуемое для потребителя напряжение.

(15)

Рис. 2. Ветродизельная установка: 1 - ВЭУ; 2 - стабилизатор напряжения; 3 - выпрямитель; 4 - автономный инвертор; 5 - аккумуляторная батарея; 6 - бак-аккумулятор; 7 - двигатель внутреннего сгорания; 8 - синхронная машина, 9 - потребитель электрической энергии; 10 - потребитель тепловой энергии; 11 - электрические шины; 12 - регулятор мощности ДВС; 13 - реле запуска; 14 - регулятор мощности тепловой нагрузки; 15 - система управления стабилизатором напряжения; 16 - система управления автономным инвертором; 17 - датчик мощности; 18,27 - датчики напряжения; 19 - нагревательный элемент; 20 - датчик температуры; 21 - блок управления; 22 - контроллер заряда; 23 - реле обратного тока; 24 - 26 - выключатели; 28 - датчик мощности

2. При у>у0 и РВ<РП.Э АКБ начинает разряжаться. Подается сигнал в реле запуска для включения в работу ДВС, вра,цающего син_ хронную машину, которая вырабатывает электроэнергии, для поддержания номинального напряжения на шинах потребителя. Потребитель получает электроэнергию от ВЭУ и синхронной машины. При этом происходит заряд АКБ от ВЭУ. При скорости ветра, не обеспечивающей требуемое напряжение на выходе ВЭУ, вырабатываемая энергия поступает в бак-аккумулятор. Потребляемая нагревательным элементом мощность контролируется регулятором мощности.

3. При у<Уо потребитель получает энергию от синхронной машины, приводимой во вращение ДВС. При необходимости энергия, вырабатываемая синхронной машиной, используется для теплоснабжения.

Необходимые параметры данной установки контролируются, а переключения происходят в автоматическом режиме.

ВЭУ в зависимости от ее параметров и скорости ветра вырабатывает качественную или некачественную электроэнергии. Качественная электроэнергия может использоваться для электроснабжения, некачественная - для теплоснабжения.

Доли вырабатываемой качественной и некачественной электроэнергии:

Ч

У3р

э

р

В-УД-ЭЛ =_!г_; (16)

Фв.уд V. V 1 у3иу(1у + у3р ¡и^у V V 1л1п * р

Фв.уд.т _ /у3иуёу Уш1л

Чт=^1 =-Гш-, (17)

где Скудел - качественная удельная вырабатываемая электроэнергия, кВт-ч/м2; С?вуд - полная удельная вырабатываемая энергия, кВт-ч/м2; ур - расчетная скорость ветра ВЭУ, м/с; утах - максимальная скорость ветра ВЭУ, м/с; К - повторяемость скорости ветра; ут;п - минимальная скорость ветра ВЭУ, м/с; (Звудт - некачественная удельная вырабатываемая электроэнергия, кВт;ч/м2.

Применение стабилизатора напряжения в данной установке позволит увеличить выработку ВЭУ качественной электроэнергии. При использовании стабилизатора доли качественной и некачественной электроэнергии определяются по выражениям

У„ V

Р - « пи«

Оау£элс=^^--^--(18)

3 Г» У„ V

ВУД „3, Л,.,„3 Ц

ур

где уст - скорость ветра, при которой стабилизатор обеспечивает качественное напряжение, м/с; (5в.уД.элс - качественная удельная вырабатываемая электроэнергия при использовании стабилизатора напряжения, кВт-ч/м2; (Зв.уд.тс - некачественная удельная вырабатываемая электроэнергия при использовании стабилизатора напряжения, кВт-ч/м2.

Для проверки предлагаемой методики оценки вырабатываемой ВЭУ энергии и доли замещаемой энергии для зоны Южного Урала необходимо экспериментальное исследование.

В четвертой главе «Экспериментальное исследование ветроэнергетической установки и имитационное моделирование ветроди-зельной установки» приводятся методика экспериментальных исследований, имитационная модель ветродизельной установки, результаты экспериментального исследования ВЭУ и имитационного моделирования ВДУ.

Реализация и экспериментальное исследование предложенной схемы ВДУ требуют значительных материальных и временных затрат. Поэтому эксперимент был разделен на натурный и имитационный. Натурный эксперимент предполагает исследование ветроэнергетической установки с целью подтверждения теоретических разработок и получения необходимых зависимостей для использования их в имитационном эксперименте. При имитационном моделировании исследуется работа ВДУ.

Натурные испытания ВЭУ проводились непосредственно в производственных условиях с июля 2007 г. по сентябрь 2008 г. Целью эксперимента было решение следующих задач:

- получение внешних характеристик: зависимости величины напряжения и частоты тока от величины скорости ветра;

- определение соответствия паспортной мощностной характеристики - зависимости мощности, вырабатываемой установкой, от величины скорости ветра;

- проверка предлагаемой методики оценки вырабатываемой ВЭУ энергии и доли замещаемой энергии для зоны Южного Урала;

Для решения поставленных задач исследовалась ветроэнергетическая установка В\УС-3 «Вещеу \VinciPower». В ходе экспериментальных исследований велись наблюдения за скоростью ветра, напряжением, частотой, мощностью и количеством энергии, вырабатываемых ВЭУ. Результаты исследований представлены на рис. 3-5. Срав-

нение экспериментальных и расчетных данных показывает на сходимость на уровне 90% по критерию Пирсона (рис. 6).

и, в

120 80 40 0

у=16,3х-37,3 И" = 0,94

да? 1,'

60 40 20 0

у = 7,3е0,2*

Я2 = 0,93

8

0

9 V, м/с

Рис. 3. Зависимость напряжения от скорости ветра

Рис. 4. Зависимость частоты тока от скорости ветра

2 4 б 8 V, м/с

Рис. 5. Мощностная характеристика ВЭУ BWC-3 при работе на нагрузку

№

**

0 0,1 ОД 0,3 0,4 0,5 0,6 расчетные

Рис. 6. Опытные и расчетные значения вырабатываемой ВЭУ энергии, кВт-ч

Характеристика синхронного генератора с постоянными магнитами схожа с характеристикой тахогенератора, т. е. вырабатываемое напряжение увеличивается пропорционально увеличению скорости вращения вала генератора.

Частота тока обусловлена возможностью регулирования лопастями частоты вращения ветроколеса ВЭУ. Лопасти ветроколеса установлены под углом атаки, позволяющим обеспечить максимальный пусковой момент. При повышении скорости ветра лопасти самопроизвольно поворачиваются, обеспечивая максимальную быстроходность.

Результаты натурного эксперимента применяются в имитационном моделировании на ПК. Для проведения расчетов на ПК разработана имитационная модель ВДУ в программе БтиПпк (рис. 7).

—И'-Ч I Ко б

-7~ТП| 1Т

1Л11

Коб

В]

Рис. 7. Блок-диаграмма модели ВДУ, реализованной в БтиНпк

кВгч

0,6

и в и

| 0,4 К с, а

I 0,2

о

0

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 кВтч моделирование

Рис. 8. Данные, полученные при реальном эксперименте и имитационном моделировании

Исследования на имитационной модели позволили получить ряд требуемых данных. Для проверки соответствия имитационной модели реальным условиям проведен сравнительный анализ. В качестве критерия сравнения принято количество энергии, вырабатываемой ВЭУ за сутки. Результаты сравнения показывают на сходимость на уровне 90% по критерию Пирсона (рис. 8).

Для определения возможности использования ВДУ в условиях Южного Урала была рассмотрена работа данной установки на имита-

элсюрический аккумулятор

— ВЭУ стабилизатор выпрямитель инвертор

№

хч

дэс

ш

время работы

потребитель

электрической

энергии

количество

затраченного

топлива

0

ционной модели в четырех ветроэнергетических районах. В качестве примера приводим данные эмпирической повторяемости скорости ветра метеостанции Аргаяш (И ветроэнергетический район, уср=3,5 м/с). Рассматривались три срока использования установки: круглогодичное, март-сентябрь, май-август, суточная потребная энергия составляла 10 кВт-ч. Результаты исследований представлены в виде графиков расчетных и опытных коэффициентов энергообеспеченности и замещения на рис. 9. Площадь ВК ВЭУ для удобства представлена в относительных единицах.

Коб, { 1.0 0,8 0.6 0,4 0.2 0.0

0,3 0,4 0.5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

А/А.

а

Коб,1Г

о!б—---—

0.4--------Л-

0.2--■=*»==!=

0,0 +——1------------

ОД 0,4 0,3 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

б .«И__

0,8 0,6 0.4 0,2 0.0

0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

, -»-Коб-рлечетный ■ Коб-опытиый А/А»

¿расчетный * Т-опытный в

Рис. 9. Графики зависимости коэффициентов Коб и Г от ометаемой площади ВК ВЭУ. Срок использования ВЭУ: а - круглогодичное; б - март-сентябрь; в - май-август.

г-*"'' Ч*

{

(

*-**=

А/А.

а

Г

"Коб

А

/

\

Клб

Анализ приведенных данных показывает сходимость расчетных и опытных данных по критерию Пирсона на уровне 95%. Доля замещаемой энергии при использовании ВЭУ в различных ветровых зонах колеблется от 20 до 45 %.

В пятой главе «Технико-экономическое обоснование основных параметров ветродизельной установки» представлены методика оценки экономической эффективности использования ветродизельной установки, метод определения оптимальной площади ветроколе-са ветроустановки для получения требуемого количества электрической и тепловой энергии, результаты исследования режимов работы ветродизельной установки в условиях Южного Урала, а также методика выбора ветродизельной установки.

Издержки на ВЭУ с увеличением ее площади ВК возрастают линейно. При этом экономия органического топлива с увеличением площади ВК ВЭУ возрастает по экспоненциальной зависимости, поскольку зависит от коэффициента £ Существует некоторый оптимум, когда разница между экономией топлива и издержками максимальна (рис. 10).

Издержки,

ЭКОНОМЯ топлива

^ и ад ряски

Площадь, м

Рис. 10. Динамика издержек на обслуживание и эксплуатацию ВЭУ и экономии топлива ВЭУ в зависимости от ометаемой площади

ветроколеса

Экономический эффект при использовании ВЭУ

" ^ (А-А0) "

АЗ = Втр7

А

(А.-А,)

С У

p(v)-aK^A,py6. (20)

где Вт - количество органического топлива на выработку потребной энергии, т у.т; /Зт - стоимость органического топлива, руб./т у.т;

а- амортизационные отчисления на реновацию и затраты на текущий ремонт ветроэнергетической установки, %; К®дУ - удельные капиталовложения в ВЭУ, руб./м2.

Для определения экстремума найдена производная экономического эффекта по площади ВК ВЭУ:

(А-А)

ЙДЗ ртВтр(у)-е (А<'Ло) -аК®дУ =0. (21)

dABK Ас -А0 уд

Оптимальная площадь ветроколеса

АОПТ = А0-(АС-А0)1п

, м2 (22)

p(v)ßTB.

ч ✓

Данное выражение имеет смысл при Аопт 52 Ао. Это возможно при условии, что выражение под знаком логарифма находится в диапазоне

0<-г-й1, (23)

p(v)ßTBT

Величина оптимальной площади ветроколеса тесно связана с удельными капиталовложениями и стоимостью традиционного топлива. Условия, при которых возможно использование ВЭУ:

К-У<^Мил,руб./м2 (24)

а<ЗрЛэк

где Qp - теплотворная способность топлива, кВт-ч/т у.т.; 7?Эк - эксплуатационный коэффициент полезного использования топлива;

«к^ руб

По представленным выражениям получены зависимости удельных капиталовложений от изменения стоимости традиционного органического топлива, когда эффективно использовать ВЭУ, для различных ветроэнергетических районов в условиях Южного Урала. В качестве примера на рис. 11 приведены полученные зависимости для II и III ветроэнергетических районов. Так, при |8Т=35 руб./кг у.т. и Куд=2000 руб./м оптимальная площадь ВК на единицу потребной энергии для II и III ветроэнергетического района составит 7,3 и 11 м2/Вт-ч.

руб./м2

3000

2000

1000 0

10 13 20 25 30 35 40 fc,

руб./ту.т.

Рис. 11. Зависимость удельных капиталовложений в ВЭУ от стоимости традиционного органического топлива

Для условий Южного Урала определена оптимальная площадь ВК ВЭУ в зависимости от параметров, влияющих на экономический эффект: удельных капиталовложений, стоимости традиционного топлива. На рис. 12 приведены результаты исследования для II ветроэнергетического района при различных исходных значениях.

Диапазон площади В 35-45 В 45-55 □55-65

35

|iT, руб./кг у.т.

Рис. 12. Зависимость оптимальной площади ВК ВЭУ от удельных капиталовложений и стоимости традиционного органического топлива

(д„=5000 кВт-ч)

Анализ зависимости на рис. 12 показывает, что с уменьшением удельных капиталовложений и увеличением стоимости традиционного топлива оптимальная ометаемая площадь ВК увеличивается. Для заданных условий в зависимости от Куд и /Зт оптимальная площадь изменяется от 36 до 58 м2. При этом отношение полученной площади к количеству органического топлива на выработку потребной энергии составит 40.. .64 м2/ту.т.

При проектировании расчетная оптимальная площадь ВК может отличаться от стандартных площадей ветроколес, выпускаемых промышленностью. В этом случае необходимо выбрать стандартную ометаемую площадь ВК ВЭУ, которая обеспечит максимальный экономический эффект.

Проведенные исследования изменения экономического эффекта от величины ометаемой площади ВК ВЭУ показывают, что следует принимать ближайшую наибольшую площадь относительно оптимальной (рис. 13).

АЗ, руб.-

2600 -2400 2200 -2000 -

В* 1 1 '—-ж 1

—г| {— --Ч V

1 1 1

1

40

50

60

70 А, м2

Рис. 13. Зависимость экономического эффекта от ометаемой площади ВК ВЭУ

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. В существующих ветродизельных установках не обоснованы параметры ветроустановки для эффективного энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей. В составе ВДУ необходимо согласовать режимы выработки и потребления энергии от ВЭУ, а также определить показатели энергообеспечения потребителя и замещения потребной энергии от ветроустановки.

2. Полученная зависимость показателя суточного энергообеспечения потребителя от энергетических характеристик ветрового

потока и параметра ВЭУ (ометаемой площади ветроколеса) позволила получить аналитическое выражение для определения коэффициента энергообеспеченности (К0б), представляющего среднюю величину за расчетный период (месяц, сезон, год).

3. Предлагаемый коэффициент замещения £ определяемый показателем суточного энергообеспечения К^ и вероятностью поступления энергии ветрового потока р(у), позволяет оценить за расчетный период (месяц, сезон, год) долю потребной энергии замещаемой ВЭУ, в составе ВДУ.

4. Основной энергетической характеристикой ветрового потока, обеспечивающей его среднесуточную мощность, является величина усрм, позволяющая определить суточную выработку и долю замещаемой энергии ВЭУ за расчетный период с учетом вероятности поступления ветрового потока. Скорость ветра уср м в условиях Южного Урала изменяется от 2,7 м/с (в IV ветроэнергетическом районе) до 10,4 м/с (в I ветроэнергетическом районе) и превышает среднюю скорость ветра в 1,2... 1,5 раза.

5. Разработанное схемное решение ветродизельной установки путем согласования режимов работы ВЭУ и ДЭС позволит увеличить выработку качественной электроэнергии от ветроэнергетической установки на 15% - 50% в зависимости от ветроэнергетического района Южного Урала.

6. Разработанная методика имитационного моделирования режима работы ВДУ на основе натурного эксперимента ВЭУ подтверждает основные теоретические положения по определению выработки ВЭУ, доли замещаемой энергии в зависимости от ометаемой площади ВК. Использование ВДУ в условиях Южного Урала позволяет экономить 6% - 45% органического топлива на выработку потребной энергии.

7. Получены аналитическое выражение, позволяющее определить оптимальную площадь ВК и условие использования ветроустановки в зависимости от климатических, технических и экономических показателей ВЭУ в составе ВДУ. Данное условие позволяет определить максимальные капиталовложения на ВЭУ и минимальную стоимость органического топлива, которые являются определяющими при проектировании ветродизельной установки.

8. Сравнительная оценка предлагаемой ВДУ для энергоснабжения летней доильной площадки на 100 голов КРС, расположенной во II ветроэнергетическом районе Южного Урала, показала, что выработка энергии с удельной ометаемой площади ВК превышает выработку от существующих установок SWD20 в два раза, от ВДЭУ-10 -1,2 раза.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

Публикации в изданиях, рекомендуемых ВАК

1. Шерьязов С.К., Аверин A.A. Определение оптимального параметра гелио- и ветроэнергетической установки для энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей // Вестник КрасГАУ. Вып. 6. - Красноярск: КрасГАУ, 2007. - С. 214-221.

2. Шерьязов С.К., Аверин A.A. Оценка энергообеспеченности потребителя за счет возобновляемого источника // Вестник КрасГАУ. Вып. 6. - Красноярск: КрасГАУ, 2007. - С. 221-226.

3. Шерьязов С.К., Аверин A.A., Шелубаев М.В. Согласование условий использования возобновляемых источников в энергообеспечении потребителей // Ползуновский вестник. - АлтГТУ, 2008, №1-2. -С. 163-168.

Публикации в других изданиях

1. Шерьязов С.К., Аверин A.A. Использование солнечной и ветровой энергии для энергоснабжения автономных потребителей // Материалы XLIV международной научно-технической конференции ЧГАУ. -Челябинск: ЧГАУ, 2005. - Ч. 2. - С. 217-221.

2. Шерьязов С.К., Аверин A.A. Энергоснабжение автономных сельскохозяйственных потребителей с использованием энергии ветра и солнца // Сборник материалов всероссийской студенческой олимпиады, научно-практической конференции и выставки студентов, аспирантов и молодых ученых. - Екатеринбург: УГТУ - УПИ, 2005. -С. 509-511.

3. Аверин A.A. Применение ветродизельных установок для энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей // Вестник ЧГАУ Т. 48. - Челябинск: ЧГАУ, 2006. - С. 5-8.

4. Шерьязов С.К., Аверин A.A. Влияние условий энергообеспечения на выбор ветроустановок // Труды 5-й Международной научно-технической конференции ГНУ ВИЭСХ Ч. 4. - М.: ГНУ ВИЭСХ, 2006.-С. 211-216.

5. Шерьязов С.К., Аверин A.A. Использование гелиоветроди-зельных установок в системе децентрализованного энергоснабжения // Материалы юбилейной XLV международной научно-технической конференции ЧГАУ Ч. 4, - Челябинск: ЧГАУ, 2006. - С. 234-238.

6. Шерьязов С.К., Аверин A.A. Методика определения доли потребной энергии, замещаемой ветроустановкой // Ползуновский вестник вып. 4, №2. - Барнаул: АлтГТУ, 2006. - С. 440-444.

7. Патент 2325551 Российская Федерация, МПК7 F03D9/00. Устройство для автономного энергоснабжения потребителей / С.К. Шерьязов, A.A. Аверин; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «Челябинский государственный агроинженерный университет». №2006146769; приоритет 26.12.06. БИ №15, 2008.

8. Патент 65150 Российская Федерация, МПК7 F03D9/00. Гелио-ветродизельгенераторная установка для энергоснабжения / С.К. Шерьязов, A.A. Аверин, P.A. Ахметжанов; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «Челябинский государственный агроинженерный университет». №2007109144; заявл. 12.03.07; приоритет. 27.07. БИ №21, 2007.

9. Шерьязов С.К., Аверин A.A. Оценка доли потребной энергии, замещаемой ветроэнергетической установкой // Материалы XLVI международной научно-технической конференции ЧГАУ. Ч. 3. - Челябинск: ЧГАУ, 2007. - С. 272-276.

10. Шерьязов С.К., Аверин A.A. Гелиоветродизельгенератор-ная установка для энергоснабжения автономных потребителей // Вестник ЧГАУ. Т. 52. - Челябинск: ЧГАУ, 2008. - С. 108-109.

11. Шерьязов С.К., Аверин A.A., Чернов H.A. Экспериментальное исследование ветроэнергетической установки BWC-3 в условиях Челябинской области // Материалы XLVIII международной научно-технической конференции ЧГАУ. - Челябинск: ЧГАУ, 2009. -С. 160-166.

Подписано в печать 07.05.2009 г. Формат А5. Объем 1,0 уч.-изд.л. Тираж 100 экз. Заказ № 131 УОП ЧГАУ

Введение.

Глава 1. Особенности энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей с использованием ветроэнергетических установок

1.1. Анализ состояния энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей.

1.1.1. Анализ состояния электроснабжения сельскохозяйственных потребителей.

1.1.2. Анализ состояния теплоснабжения сельскохозяйственных потребителей.

1.2. Опыт использования дизельных электростанций.

1.2.1. Использование дизельных электростанций.

1.2.2. Классификация дизельных электростанций.

1.2.3. Выбор мощности дизельной электростанции.

1.3. Опыт использования ветровой энергии.

1.3.1. Состояние ветроэнергетики.

1.3.2. Методика расчета вырабатываемой ВЭУ энергии.

1.4. Опыт использования ветродизельных установок.

Выводы и постановка задач исследования.

Глава 2. Определение условий энергообеспечения потребителя от

ВЭУ с учетом энергетической характеристики ветрового потока

2.1. Исследование режимов энергообеспечения потребителя.

2.2. Характеристики ветрового потока.

2.3. Исследование изменчивости скорости ветра.

2.4. Определение энергетических характеристик ветрового потока.

Выводы.

Глава 3. Обоснование и разработка схемы ветродизельной установки

3.1. Согласование режимов выработки и потребления энергии.

3.2. Разработка схемы энергоснабжения от ветродизельной установки.

3.3. Обоснование параметров ветродизельной установки.

3.4. Математическое моделирование режима работы ветродизельной установки.

3.4.1. Определение параметров внешней среды внутри суток.

3.4.2. Определение вырабатываемой ВЭУ мощности и энергии.

3.4.3. Определение расхода топлива ДЭС.

3.4.4. Определение емкости электрического аккумулятора.

3.4.5. Определение емкости теплового аккумулятора.

3.4.6. Определение теплопроизводительности ВЭУ и доли замещаемой потребной энергии.

3.4.7. Определение доли вырабатываемой ВЭУ качественной и некачественной энергии.

Выводы.

Глава 4. Экспериментальное исследование ветроэнергетической установки и имитационное моделирование ветродизельной установки

4.1. Методика экспериментальных исследований.

4.2. Экспериментальное исследование ВЭУ в условиях Южного Урала.

4.2.1. Методика экспериментального исследования ВЭУ.

4.2.2. Приборы и аппаратура для исследований.

4.3. Результаты экспериментального исследования ВЭУ.

4.4. Разработка имитационной модели ветродизельной установки.

4.5. Результаты имитационного моделирования.

Выводы.

Глава 5. Технико-экономическое обоснование основных параметров ветродизельной установки

5.1. Методика оценки экономической эффективности использования ветродизельной установки.

5.2. Определение оптимальной площади ветроколеса ветроустановки для получения электрической и тепловой энергии.

5.3. Исследование режимов работы ветродизельной установки в условиях Южного Урала.

5.4. Методика выбора комбинированной ветро дизельной установки.

Выводы.

Актуальность темы. Сельское хозяйство является энергоемкой отраслью народного хозяйства, которая потребляет до 15 % всего добываемого органического топлива [23]. Энергоснабжение отрасли основано на использовании топливно-энергетических ресурсов.

Сельскохозяйственные потребители электрической и тепловой энергии имеют ряд особенностей: малая мощность и удаленность от централизованного энергоснабжения. Затраты на энергоснабжение существенно возрастают для потребителей, использующих автономные источники энергии. Автономные источники энергии, в частности, дизельные электростанции (ДЭС) чаще всего работают на привозном топливе.

Однако ограниченные запасы топлива и постоянный рост затрат на их использование создают определенные сложности для эффективного энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей, которое должно быть надежным, качественным и экономичным.

Для экономии органического топлива и снижения затрат на энергоснабжение в очень многих странах широко используется энергия ветрового потока.

В мире установленная мощность ветроэнергетических установок (ВЭУ) составляет около 95 ГВт. По разным причинам использование энергии ветра в России незначительно, несмотря на то, что экономический потенциал ветрового потока составляет 10 млн т у.т. [108]. Следовательно, применение энергии ветрового потока является актуальной проблемой.

Непостоянство поступления энергии ветра не позволяет использовать ВЭУ в качестве основного источника энергии. Поэтому наиболее целесообразно создание комбинированных ветродизельных установок (ВДУ), сочетающих ДЭС и ВЭУ [26,34].

В настоящее время методика выбора ВЭУ в составе комбинированных установок разработана недостаточно. Известные методы расчета ВЭУ не учитывают условия использования установки в энергообеспечении потребителей.

Таким образом, для эффективного энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей, особенно требующих автономные источники, необходимо использовать ВЭУ совместно с ДЭС. При этом требуется обоснование основных параметров ВЭУ.

Работа выполнена в соответствии с перечнем приоритетных направлений, утвержденным Межведомственной координационной программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса РФ на 2006 - 2010 гг. «Технологии, оборудование и проекты энергетического, тепло- и хладообеспечения сельского хозяйства, в том числе с использованием солнечной и ветровой энергии», с «Государственной программой развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008 — 2012 годы» и областной целевой программой реализации национального проекта «Развитие агропромышленного комплекса» в Челябинской' области на 2006 - 2010 годы», а также планом НИР ЧГАУ на 2004 - 2008 гг.

Цель работы: повышение эффективности энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей от ВДУ путем рационального использования традиционных энергетических ресурсов, за счет замещаемой ВЭУ энергии.

Объект исследования: условия использования ВЭУ в составе ВДУ в энергообеспечении сельскохозяйственных потребителей.

Предмет исследования: зависимости, связывающие условия энергообеспечения сельскохозяйственных потребителей и замещения потребной энергии с основными параметрами ВДУ.

Задачи исследования

1. Установить зависимость показателя энергообеспеченности потребителя от энергетической характеристики ветрового потока и основного параметра ВЭУ в составе ВДУ.

2. Определить показатель, позволяющий оценить долю замещаемой энергии, вырабатываемой ВЭУ в составе ВДУ, разработать метод ее оценки.

3. Обосновать энергетическую характеристику ветрового потока для оценки количества энергии, вырабатываемой ВЭУ в составе ВДУ, и замещаемой энергии с учетом вероятностного характера поступления энергии ветра.

4. Разработать ветродизельную установку, обеспечивающую эффективное использование ветровой энергии для энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей.

5. Определить основные параметры и условия использования ветроди-зельной установки в зависимости от технических, экономических показателей установки и климатических характеристик района.

Научная новизна основных положений, выносимых на защиту

1. Зависимость суточного коэффициента энергообеспеченности от энергетической характеристики ветрового потока и основного параметра ВЭУ в составе ВДУ.

2. Метод оценки доли замещаемой энергии от ВЭУ в составе ВДУ.

3. Энергетическая характеристика ветрового потока, позволяющая оценить количество энергии, вырабатываемой ВЭУ в составе ВДУ, с учетом вероятностного характера поступления энергии ветра.

4. Схемное решение ветродизельной установки для эффективного использования энергии ветра, защищенное патентом РФ.

5. Методика определения оптимальной площади ветроколеса ВЭУ в зависимости от технико-экономических показателей ВДУ.

Практическая значимость работы и реализация ее результатов

Разработанные на основе результатов диссертационной работы рекомендации по применению системы комплексного энергоснабжения от ВДУ с использованием ВЭУ приняты к использованию в ОАО «Челябинскагро-промэнерго», ОАО «Челябэнерго» и ОАО «Челябоблкоммунэнерго». Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе при подготовке студентов по специальности «Электрификация и автоматизация сельскохозяйственного производства».

Апробация работы. Основные положения работы обсуждались и получили одобрение на научно-технических конференциях ЧГАУ в период 2005 - 2008 гг., на всероссийской научно-практической конференции УГТУ-УПИ (г. Екатеринбург, 6-9 декабря 2005 г.).

Публикации. По основным положениям диссертации опубликовано 14 научных работ, в том числе получены два патента Российской Федерации.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы из 136 наименований, приложений. Основное содержание работы изложено на 150 страницах, содержит 49 рисунков, 23 таблицы.

Основные выводы

1. В существующих ветродизельных установках не обоснованы параметры ветроустановки для эффективного энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей. В составе ВДУ необходимо согласовать режимы выработки и потребления энергии от ВЭУ, а также определить показатели энергообеспечения потребителя и замещения потребной энергии от ветроустановки.

2. Полученная зависимость показателя суточного энергообеспечения потребителя от энергетических характеристик ветрового потока и параметра ВЭУ (ометаемой площади ветроколеса) позволила получить аналитическое выражение для определения коэффициента энергообеспеченности (KoG), представляющего среднюю величину за расчетный период (месяц, сезон, год).

3. Предлагаемый коэффициент замещения f, определяемый показателем суточного энергообеспечения K0q и вероятностью поступления энергии ветрового потока p(v), позволяет оценить за расчетный период (месяц, сезон, год) долю потребной энергии замещаемой ВЭУ, в составе ВДУ.

4. Основной энергетической характеристикой ветрового потока, обеспечивающей его среднесуточную мощность, является величина vcp.M, позволяющая определить суточную выработку и долю замещаемой энергии ВЭУ за расчетный период с учетом вероятности поступления ветрового потока. Скорость ветра vcp.M в условиях Южного Урала изменяется от 2,7 м/с (в IV ветроэнергетическом районе) до 10,4 м/с (в I ветроэнергетическом районе) и превышает среднюю скорость ветра в 1,2. 1,5 раза.

5. Разработанное схемное решение ветродизельной установки путем согласования режимов работы ВЭУ и ДЭС позволит увеличить выработку качественной электроэнергии от ветроэнергетической установки на 15% - 50% в зависимости от ветроэнергетического района Южного Урала.

6. Разработанная методика имитационного моделирования режима работы ВДУ на основе натурного эксперимента ВЭУ подтверждает основные теоретические положения по определению выработки ВЭУ, доли замещаемой энергии в зависимости от ометаемой площади ВК. Использование ВДУ в условиях Южного Урала позволяет экономить 6% — 45% органического топлива на выработку потребной энергии.

7. Получены аналитическое выражение, позволяющее определить оптимальную площадь ВК и условие использования ветроустановки в зависимости от климатических, технических и экономических показателей ВЭУ в составе ВДУ. Данное условие позволяет определить максимальные капиталовложения на ВЭУ и минимальную стоимость органического топлива, которые являются определяющими при проектировании ветродизельной установки.

8. Сравнительная оценка предлагаемой ВДУ для энергоснабжения летней доильной площадки на 100 голов КРС, расположенной во II ветроэнергетическом районе Южного Урала, показала, что выработка энергии с удельной ометаемой площади ВК превышает выработку от существующих установок SWD20 в два раза, от ВДЭУ-10 - 1,2 раза.

1. Аверин А.А. Применение ветродизельных установок для энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей // Вестник ЧГАУ. Т. 48. — Челябинск: ЧГАУ, 2006. С. 5-8.

2. Алексеев А.П., Кудряшов Г.Ф., Чекменев Е.Е. Дизельные и карбюраторные электроагрегаты и станции: Справочник / Под ред. В.А. Андрейко-ва. М.: Машиностроение, 1973. — 544 с.

3. Амерханов Р.А., Бессараб А.С., Драганов Б.Х. и др. Теплоэнергетические установки и системы сельского хозяйства. М.: Колос-пресс, 2002. - 424 с.

4. Амерханов Р.А., Драганов Б.Х. Проектирование систем теплоснабжения сельского хозяйства: учебник для студентов вузов по агроинженерным специальностям / Под ред. Б. X. Драганова. Краснодар, 2001. - 200 с.

5. Анапольская JI.E. Режим скоростей ветра на территории СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1961. -200 с.

6. Анапольская Л.Е., Гандин Л.С. Ветроэнергетические ресурсы и методы их оценки // Метеорология и гидрология, 1978, № 7. С. 9-17.

7. Андрианов В.Н., Быстрицкий Д. Н., Вашкевич К. П. и др. Ветроэлектрические станции / Под ред. В.Н. Андрианова. М.-Л.: Энергоиздат, 1960.-320 с.

8. Атлас ветрового и солнечного климатов России / Под ред. М.М. Бо-рисенко, В.В. Стадник. СПб., 1997. - 173 с.

9. Ахметжанов Р.А. Повышение эффективности использования солнечной и ветровой энергии для теплоснабжения сельскохозяйственных потребителей. Дис. . канд. техн. наук. Челябинск, 2005. - 159 с.

10. Балагуров В.А., Галтеев Ф.Ф. Электрические генераторы с постоянными магнитами. М.: Энергоатомиздат, 1988 - 280 с.

11. П.Банин Р.В. Экспериментальное исследование и гармонический анализ выходного напряжения автономного инвертора ВЭУ // Вестник ЧГАУ. Т. 52. -Челябинск: ЧГАУ, 2008. С. 16-20.

12. Безруких П.П. и др. Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников энергии в России. СПб.: Наука, 2002. — 314 с.

13. Борисенко М.М., Заварина М.В., Цверава В.Г. Вертикальные профили скорости ветра по наблюдениям на метеорологической мачте в Обнинске. JL: Гидрометеоиздат, 1969. - С. 56-62.

14. Брагинская JI.JI. О распределении климатических ветроэнергоресур-сов по территории СССР : Тр. / ГТО, вып. 468. 1983. - С. 120-128.

15. Будзко И.А., Гессен В.Ю., Левин М.С. Электроснабжение сельскохозяйственных предприятий и населенных пунктов. — М.: Колос, 1975. 287 с.

16. Будзко И.А., Лещинская Т.Б., Сукманов В.И. Электроснабжение сельского хозяйства. М.: Колос, 2000. - 536 с.

17. Васильев Б.Н., Хрисанов Н.И. Экология использования возобновляющихся энергоисточников. Л.: Изд. ЛГУ, 1991. - 343 с.

18. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных М.: Колос, 1973. 199 с.

19. Вейбулл В. Усталостные испытания и анализ их результатов. — М.: Машиностроение, 1964.— 275 с.

20. Велькин В.И., Пуркин Д.А., Шестак А.Н. и др. Основы ветроэнергетики / Под ред. проф. С.Е. Щеклеина. Екатеринбург: ИД «Уралюриздат», 2006. - 92 с.

21. Ветроустановки / www.lmv.ru

22. Ветроэнергетика / Под ред. Д. де Рензо; пер. с англ. под ред. Я. И. Шефтера. М.: Энергоатомиздат, 1982. - 272 с.

23. Водянников В.Т. Организационно-экономические основы сельской электроэнергетики: учебное пособие для вузов по агроинженерным специальностям. — М., 2002. — 312 с.

24. Вольдек А.И. Электрические машины. -М.: Энергия, 1974. — 840 с.

25. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М.: Аст-рель-АСТ, 2006.-991 с.

26. Гагач Д.К., Мальцев В.К., Костюков И.П. и др. Первая ветродизель-ная электростанция на Таймыре // Энергетик, 2001, №9. С. 10-12.

27. Герасимович JI.C., Цубанов А.Г., Драганов Б.Х. и др. Справочник по теплоснабжению сельского хозяйства. Минск: Ураджай, 1993. -368 с.

28. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика: учеб. пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1997. - 497 с.

29. ГОСТ 13109-97 Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Минск: Изд-во стандартов, 1997.

30. ГОСТ 13822-82 Электроагрегаты и передвижные электростанции, дизельные. М.: Изд-во стандартов, 1982.

31. ГОСТ 26881-86 Аккумуляторы свинцовые стационарные. М.: Изд-во стандартов, 1986.

32. Гребень И. И., Ларин В. Т., Перфилов М. А. Передвижная дизельная электростанция ПЭС-50. M.-JI.: Гослесбумиздат, 1951. - 152 с.

33. Гриневич Г.А. Основы энергетической характеристики режима ветра. Методы разработки ветроэнергетического кадастра. — М.: Изд-во АН СССР, 1963.-С. 26-84.

34. Гром Ю. И., Захаренко В. А., Лазарев А. Н. и др. Новая ветроди-зельная электрическая установка // Энергосбережение, 2005, №5. С. 62-66.

35. Гультяев А. Визуальное моделирование в среде MATLAB. СПб.: Питер, 2000. - 432 с.

36. Данилов А.И. Компьютерный практикум по курсу «Теория управления». Simulink моделирование в среде Matlab: Уч. пособие / Под ред. А.Э. Софиева. -М.: МГУИЭ, 2002. - 128 с.

37. Джус И.Н. Мощности инвертора в соответствии с нагрузкой // Энергетик, 2005, №5. С. 36-37.

38. Дизельные электростанции, дизель-генераторы, энергетические установки / www.zaovpk.narod.ru

39. Дизельный генератор SDMO J130K 120 кВА / www.grandmotors.ru

40. Дмитриев Г. С. Что несет с собой развитие ветроэнергетики (экологические аспекты) // Энергия: экономия, техника, экология, 2004, №8. С. 11-19.

41. Дробышев А.Д. Аппроксимация рядов распределения скоростейветра в Сибири // Труды ЗСРНИГМИ, 1976, вып. 20. С. 47-59.

42. Дьяконов В., Круглов В. Matlab. Анализ, идентификация и моделирование систем. Специальный справочник. — СПб.: Питер, 2001. — 448 с.

43. Дьяконов В., Круглов В. Математические пакеты расширения MATLAB. Специализированный справочник СПб.: Питер, 2001. - 480 с.

44. Елисеева И. И., Юзбашев М. М. Общая теория статистики / Под ред. И. И. Елисеева. -М.: Финансы и статистика, 2003. 480 с.

45. Забродин Ю.С. Промышленная электроника: учебник для вузов. — М.: Высшая школа, 1982. 496 с.46.3акржевский Э. Р. Ветродигатели для механизации животноводческих ферм. Минск: Госиздат БССР, 1959. - 198 с.

46. ИБП-ЦР8 с двойным преобразованием малой и средней мощности схемотехника и технические характеристики / www.ups-info.ru

47. Ильин Е. В. Монтаж аккумуляторных батарей и зарядных устройств — М.: Стройиздат, 1964. 116 с.

48. Ильковский К.К., Ливинский А.П., Парников Н.М. и др. Проблемы малой энергетики в энергоизолированных районах Сибири и Дальнего Востока // Горный журнал: специальный выпуск, 2004. С. 15-21.

49. Инверторные системы/ www.I-techno-k.ru

50. Кабанов И.Д., Рудакова Т.И. Резервирование электроснабжения сельскохозяйственных потребителей с помощью автономных источников: уч. пос. Челябинск: ЧГАУ, 1992. - 72 с.

51. Керимов Э.З. Разработка и исследование гелиоветроэнергетической установки с тепловым насосом. Дис. . канд. техн. наук. — Ашхабад, 1987.- 157 с.

52. Клавдиенко В. П., Тарасов А. П. Нетрадиционная энергетика в странах ЕС: экономическое стимулирование развития // Энергия: экономика, техника, экология, 2006, №9. С. 42-46.

53. Кобышева Н.В., Степанская Г.А., Чмутова З.Е. Оценка потенциальных ветроэнергетических ресурсов на территории СССР // Труды ГГО, 1983, вып. 475.-С. 7-12.

54. Комаров Д.Т., Молоснов Н.Ф. Резервные источники электроснабжения сельскохозяйственных потребителей-М.: Энергоатомиздат, 1990. — 88 с.

55. Кондрашов В.Е., Королев С.Б. MATLAB как система программирования научно-технических расчетов. М.: Мир; Ин-т стратегической стабильности Минатома РФ, 2002. - 350 с.

56. Константиновский Ю.А., Заваров А.И., Рабинович М.Д. и др. Использование солнечной энергии для теплоснабжения зданий / Под ред. Э.В. Сарнацкого. — Киев: Будивельник, 1985. 104 с.

57. Копылов И.П. Электрические машины: учеб. для вузов. М.: Высшая школа, 2004. - 607 с.

58. Лещинская Т.Б., Князев П.В. Электроснабжение сельскохозяйственного района от автономного источника электрической энергии // Вестник МГАУ, 2004, №3. С. 43-51.

59. Лисов О. Альтернативные источники энергии // Обозреватель-observer, 2005, №6. С. 69-78.

60. Лосюк Ю.А., Малевич Ю.А., Процкий А.Е. Ветроэнергетика в мире // Известия вузов. Энергетика, 1991, № 12. С. 80-85.

61. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул: учеб. пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1988. - 239 с.

62. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. М.: ВНИИЭСХ, 1998. - 219 с.

63. Миловзоров О.В., Панков И.Г. Электроника: учеб. для вузов. — М.:

64. Высшая школа, 2004. 288 с.

65. Митрапольский А.К. Техника статистических вычислений. — М.: Наука, 1971.-576 с.

66. Михалин Г.И. Эксплуатация дизельных электрических станций. — М.: Энергия, 1968. 360 с.

67. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Сер.З. Многолетние данные, ч. 1-6. Вып. 9 / Госком. СССР по гидрометеорологии. — М.: Гидрометеоиздат, 1990. 557 с.

68. АО «ЭЛЕКТРО АГРЕГАТ» г. Курск генераторы / www.electroagregat.ru

69. Орлов В.Л. Использование гелиоветроэнергетических установок для энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей Челябинской области. Дис. . канд. техн. наук. Челябинск, 1993. — 227 с.

70. Перминов Э.М. Развитие ветроэнергетики в европейских странах // Энергетик, 2004, №6. С. 30.

71. Перминов Э.М. Состояние и перспективы развития мировой ветроэнергетики // Энергетик, 2005, №7. С. 32-33.

72. Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления: для втузов. Т.1. -М.: Наука, 1968. 552 с.

73. Плаксин A.M. Энергетика мобильных агрегатов в растениеводстве: учеб. пособие для студентов вузов. — Челябинск: ЧГАУ, 2005. — 204 с.

74. Потемкин В.Г. Введение в Matlab. М.: Диалог-МИФИ, 2000. - 247 с.

75. Правила устройства электроустановок: ПУЭ: утв. М-вом энергетики РФ 08.07.02. М.: Дизайн-БЮРО, 2001. - 670 с.

76. Прикладная статистика. Правила определения оценок и доверительных границ для параметров распределения Вейбулла. ГОСТ 11.007-75.

77. Рекомендации по определению климатических характеристик ветроэнергетических ресурсов. Д.: Гидрометеоиздат, 1989. — 80 с.

78. Розанов Ю. К. Основы силовой преобразовательной техники: учебник для техникумов. — М.: Энергия, 1979. — 392 с.

79. Руководящие материалы по проектированию электроснабжения сельского хозяйства. — М.: Сельэнергопроект, 1985. 101 с.

80. Саплин JI.A. Энергоснабжение сельскохозяйственных потребителей с использованием возобновляемых источников. Дис. . .д-ра техн. наук. Челябинск, 1999.-318 с.

81. Саплин JI.A., Шерьязов С.К., Пташкина-Гирина О.С. и др. Энергоснабжение сельскохозяйственных потребителей с использованием возобновляемых источников : Учебное пособие для вузов. Челябинск, 2000. - 203 с.

82. Секторов В.Р. Ветроэлектрические станции мощностью 25 кВт с дизельным резервом // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1957, №2. С. 21-25.

83. Серебряков Р.А. Автономная ветроэнергетика // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI в., 2004, №8. С. 44-46.

84. СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование. М.: Изд-во стандартов, 2004.

85. СНиПН-12-77 Защита от шума. М.: Изд-во стандартов, 1977.

86. Справочник по климату СССР. Вып. 9. 4.2. Л.: Гидрометеоиздат, 1965.-362 с.

87. Справочник по климату СССР. Вып. 9. Ч.З. Ветер. Л.: Гидрометеоиздат, 1966. -254 с.

88. Справочник по климату СССР. Вып.9. 4.1. Л.: Гидрометеоиздат, 1966.-298 с.

89. Справочник-ежемесячник. Метеорологические наблюдения. — Свердловск, 1960; 1980.

90. Стабилизаторы напряжения / www.tensys.ru

91. Стабилизаторы напряжения трехфазные / www.liderservis.ru

92. Стабилизаторы. Трансформаторы регулировочные и стабилизирующие: технический справочник. М.: АО «Стандартэлектро», 1992. - 38 с.

93. Степанова Н.Е. Моделирование пространственно-временной структуры ветра в задаче оптимального использования его энергии. Автореф. дис. . канд. геогр. наук. Одесса, 1986.

94. Стребков Д.С., Харитонов В.П., Хохловки А.Э. и др. Ветроэнергетика в г. Истре // Энергосбережение, 2006, №1. С. 82-85.

95. Твайделл Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 392 с.

96. Тверитин А.В. Использование ветроэнергетических установок в сельском хозяйстве. М.: ВНИИТЭИСХ, 1985. - 60 с.

97. Харитонов В.П., Абрамов Н.Д., Салимов В.Э. и др. Результаты испытаний новых ветроэлектрических установок // Энергосбережение, 2004, №3. С. 76-77.

98. Харитонов В.П. Автономные ветроэлектрические установки. — М.: ГНУ ВИЭСХ, 2006. 280 с.

99. Черных И.В. SIMULINK: среда создания инженерных приложений / Под общ. ред. В.Г. Потемкина. -М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2003. 496 с.

100. Чиженко И.М., Андриенко П.Д., Баран А.А. и др. Справочник по преобразовательной технике / Под ред. К. Чиженко. — Киев: Техника, 1978.-447 с.

101. Чиликин М. Г., Сандлер А. С. Общий курс электропривода. М.: Энергоатомиздат, 1981. - 576 с.

102. Чугаев P.P. Гидравлика : Учебник для гидротехнических спец. вузов. 4-е изд., доп. и перераб. - JL: Энергоиздат, 1982. - 672 с.

103. Шерьязов С.К. Возобновляемые источники в системе энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей: монография. Челябинск: ЧГАУ, 2008. - 300 с.

104. Шерьязов С.К. Горячее водоснабжение сельскохозяйственного производства в условиях Южного Урала с использованием солнечной энергии. Дис. . канд. техн. наук. Челябинск, 1990. — 218 с.

105. Шерьязов С.К., Аверин А.А. Влияние условий энергообеспечения на выбор ветроустановок // Труды 5-й Международной научно-технической конференции / ГНУ ВИЭСХ. Ч. 4. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2006. - С. 211-216.

106. Шерьязов С.К., Аверин А.А. Гелиоветродизельгенераторная установка для энергоснабжения автономных потребителей // Вестник ЧГАУ. Т. 52. Челябинск: ЧГАУ, 2008. - С. 108-109.

107. Шерьязов С.К., Аверин А.А. Использование гелиоветродизель-ных установок в системе децентрализованного энергоснабжения // Материалы юбилейной XLV международной научно-технической конференции / ЧГАУ. Ч. 4. Челябинск: ЧГАУ, 2006. - С. 234-238.

108. Шерьязов С.К., Аверин А.А. Использование солнечной и ветровой энергии для энергоснабжения автономных потребителей // Материалы XLIV международной научно-технической конференции / ЧГАУ. Челябинск: ЧГАУ, 2005. - Ч. 2. - С. 217-221.

109. Шерьязов С.К., Аверин А.А. Методика определения доли потребной энергии, замещаемой ветроустановкой // Ползуновский вестник, вып. 4, №2. Барнаул: АлтГТУ, 2006. - С. 440-444.

110. Шерьязов С.К., Аверин А.А. Определение оптимального параметра гелио- и ветроэнергетической установки для энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей // Вестник КрасГАУ. Вып. 6. — Красноярск: КрасГАУ, 2007. С. 214-221.

111. Шерьязов С.К., Аверин А.А. Оценка доли потребной энергии, замещаемой ветроэнергетической установкой // Материалы XLVI международной научно-технической конференции / ЧГАУ. Ч. 3. — Челябинск: ЧГАУ, 2007.-С. 272-276.

112. Шерьязов С.К., Аверин А.А. Оценка энергообеспеченности потребителя за счет возобновляемого источника // Вестник КрасГАУ. Вып. 6. — Красноярск: КрасГАУ, 2007. С. 221-226.

113. Шерьязов С.К., Аверин А.А., Чернов Н.А. Экспериментальное исследование ветроэнергетической установки BWC-3 в условиях Челябинской области // Материалы XLVIII международной научно-технической конференции / ЧГАУ. Челябинск: ЧГАУ, 2009. - С. 160-166.

114. Шерьязов С.К., Аверин А.А., Шелубаев М.В. Согласование условий использования возобновляемых источников в энергообеспечении потребителей // Ползуновский вестник. АлтГТУ, 2008, №1-2. - С. 163-168.

115. Шефтер Я.И. Использование энергии ветра. М.: Энергоатомиз-дат, 1983.-201 с.

116. Dave Sjoding, СНР PROJECTS IN THE NORTHWEST // www.chpcenternw.org.

117. Krishna Raghavan, Wind diesel systems // www.arrakis.nl

118. Lawrence Mott, Nicholas Goodman, Ron Philemonoff. 525 kW Wind/Diesel Hybrid CHP System // www.chpcenternw.org.

119. Morthorst P.E., Jensen H.J. Economic of wind turbines. Wind energy in Demark: research and development - Ministry of Energy, Danish Energy Agency, 1990.

120. Steve Drouilhet, Wind-diesel Hybrid System Options for Alaska 11 www.aidea.org.

121. Sven Ruin, Wind diesel systems // www.af.se.

122. Wind energy. Determining the proper motor size for two wind turbines used in water pumping. R. Nolan Clark and Brian Vick. — Agricultural Research Service U.S. Department of Agriculture Bushland, Texas. 1995. P. 65-72.

123. Windenergie und Danemarks Energiepolitik / Andersen Danlemann, Jemming Jorgen // Wind Kraft J. und Natur. Energien ( Wind-kraft J.), 1998, № 2. -C. 22-23.

124. Windenergienutzung in Deutsch land // Vik- mitt, 1998, № 2. C. 39-41.131. www.breezex.ru132. www.electroveter.ru133. www.lemz.ru134. www.sinmet.ru135. www.src-vertikal.com136. www.tehsovet.ru