Определить мощность малой ГЭС

Вариант 0

Задача 1.

Определить мощность малой ГЭС, если расход воды Q=28 м3/м, напор H=8 м. Коэффициент потерь напора в открытом гидроканале K=0,85, КПД гидротурбины 84%, КПД гидрогенератора 96%, Как изменится мощность, если затвором уменьшить расходы воды до 70% от номинального? Будет она больше или меньше, чем 70% от номинальной мощности?

Решение:

Электрическая мощность гидроэнергетической установки рассчитывается по формуле

[pic 1]

[pic 2]

Электрическая мощность гидроэнергетической при уменьшении расхода воды до 70%:

 [pic 3]

[pic 4]

[pic 5]

При уменьшении расхода до 70% мощность уменьшается пропорционально до 70% от номинальной.

*Примечание, при уменьшении расхода, КПД турбины может изменяется как в большую, так и в меньшею сторону, при уменьшении мощности уменьшается и КПД генератора, поэтому при уменьшении расхода до 70% мощность ГЭС будет менее 70%.

Задача 2. Определить мощность ветровой электростанции, содержащей n=7 шт. однотипных ветроэнергетических установок. Длина лопасти ветроколеса L=78 м, скорость ветра w=18 м/с, КПД ветродвигателя 34%, электрический КПД установки 79%, температура воздуха t=25 оС, атмосферное давление p=101 кПа.

Решение:

Ветровой поток, проходящий через площадь F, отметаемую лопастями ветродвигателя, имеет энергию:

[pic 6]

[pic 7]

[pic 8]

[pic 9]

[pic 10]

Электрическая мощность развиваемая ВЭУ:

[pic 11]

Мощность ветровой электростанции:

[pic 12]

Ответ: [pic 13]

Задача 3. Определить теплоту, подводимую гелиостатами к установленному на башне парогенератору паротурбинной солнечной электростанции, если количество гелиостатов n=12000 шт., площадь зеркал одного гелиостата F=2 м2, интенсивность солнечного излучения I=750 Вт/м2, коэффициент эффективности использования солнечного излучения 49%. Определить также термический КПД и теоретическую мощность паротурбинной установки СЭС, работающей по циклу Ренкина, если параметры острого пара p1=12 Мпа, t1=430 oС, давление в конденсаторе p2=10 кПа, КПД парогенератора 0,85. Как изменится мощность СЭС, если вместо паротурбинной установки применить кремниевые фотоэлектрические преобразователи с КПД 0,15, занимающие ту же площадь, что и зеркала гелиостатов?

Решение:

Общее количество теплоты, воспринятой парогенератором, составляет:

[pic 14]

где ηи – коэффициент эффективности использования солнечного излучения (изменяется в пределах 0,35…0,5),

n – количество гелиостатов,

F – площадь зеркал одного гелиостата, м 2,

I - интенсивность солнечного излучения, Вт/м 2.

Работа килограмма пара паротурбинной установки в цикле Ренкина равна l = h1 – h2, кДж/кг, термический КПД:

[pic 15]

где h1 = 3149,6 кДж/кг – энтальпия острого пара (по справочнику),

h2 = 1955 кДж/кг – энтальпия пара, отработавшего в турбине (по h - s диаграмме водяного пара),

hк =191,84 кДж/кг – энтальпия конденсата (по справочнику).

Теоретическая мощность паротурбинной СЭУ составит:

[pic 16]

где ηэ – КПД турбогенератора (в пределах 0,93…0,96).

Мощность СЭУ с фотоэлектрическими преобразователями определяется соотношением:

[pic 17]

где ηфэ - КПД фотоэлектрических преобразователей (изменяется в пределах 0,13…0,19), Fфэ – их общая площадь, м 2.

Если вместо паротурбинной установки с гелиостатами применить кремниевые фотоэлектрические преобразователи с КПД ηфэ = 0,15, занимающие ту же площадь, что и зеркала гелиостатов, то в данном случае мощность СЭС уменьшится на 0,685 МВт.