miscrosisteme

5/27/2018 miscrosisteme

1/26

UNIVERSITATEA DIN CRAIOVAFACULTATEA DE INGINERIE ELECTRIC

ALIMENTAREA UNEI LOCUINEUTILIZND SURSE DE ENERGII

REGENERABILE

Profesorndrumtor:Prof.dr.ing.SergiuIvanov

Masteranzi:BzuVioleta

TulbureCiprian

VianElena


2/26

Tema proiectului

Se va proiecta integrarea n sistemul energetic a unui consumator

individual,carevalorificidoutipurideenergiiregenerabile.

Locaiaaleas: Dobrogea,

radiaiesolarde 3,57 kWh/m2/zi vitezmedie a vntului de 3,9 m/s

2/26


3/26

Energia solar - resursregenerabil

Energia solar reprezint una din potenialele viitoare surse de energie,folosit fie la nlocuirea definitiv a surselor convenionalede energie cum arfi: crbune, petrol, gaze naturale, fie la folosirea ei ca alternativ la utilizareasurselor de energie convenionalemai ales pe timpul verii,

Conversia energiei solare n alte forme de energie Conversia fototermic Conversia fotomecanic Conversia fotochimic

Conversia fotoelectric

3/26


4/26

Consideraii privind radiaia solar

Constanta solar reprezint fluxul de energie termicunitarprimitde la Soare, msurat n straturile superioare ale atmosferei terestre,perpendicular pe direcia razelor solare. Valoarea general acceptat pentruconstanta solar este de aproximativ 1350 W/m2, reprezentnd o valoaremedie anual,msuratcu ajutorul sateliilorde cercetare tiinific. AtmosferaterestrisuprafaaPmntului interacioneazcu radiaiasolar,producnd

o serie de transformriale acesteia, aacum se observn figura 1.1.

Fig. 1.1Schema interaciunilor dintre energia solar i atmosfer, respectiv suprafaa terestr 4/26


5/26

Zonarea energetic solar. Harta solara Romniei

Harta cuprinde distribuia fluxurilor mediianuale ale energiei solare incidente pe suprafaaorizontalpe teritoriul Romniei.Sunt evideniate 5 zone, difereniateprin valorilefluxurilor medii anuale ale energiei solareincidente. Se constat

c

mai mult de jum

tate

din suprafaa rii beneficiaz de un flux deenergie mediu anual de 1275 kWh/m2.

Zonele de interes:Primul areal, care include suprafeele cu cel mai ridicat potenial acoper

zona roie;Al doilea areal, cu un potenialbun, indicatcu portocaliu1300 i1400 MJ /m2;Cel de-al treilea areal, cu potenialulmoderat, dispune de mai puinde 1300MJ / m2 iacoperzona galben.

5/26


6/26

Energia fotovoltaic

Sistemele fotovoltaice realizeazconversia directa energiei radiaieisolaren energie electric,fro poluare sonorifremisia unor gaze poluante nmediul ambiant. Sistemele fotovoltaice au fost folosite la nceput pentru aechipa

sateliii, dupa aceea pe

scar mai

larg la echiparea ceasurilor

electronice precum ia unor calculatoare

Valorificarea energiei solare Existmaimulte tehnologii pentru utilizarea energiei solare i toateacestea

suntuniceisuntdedicatepentruaplicaiispecifice.

-Utilizarea energiei solare la temperaturi joase

- Utilizarea energiei solare la temperaturi ridicate

6/26


7/26

Panourile ice

Panourile fotovoltaice sunt elemente de producere a energiei electrice prinutilizarea energiei luminoase (fotoni). Din punct de vedere fizic, celulafotovoltaiceste o diod tip p- n de suprafamare, cu jonciuneapoziionataproape de partea superioar. O celula solarconstdin dousau mai multestraturi de material semiconductor, cel mai ntlnit fiind siliciul.

Celulele fotovoltaice au de obicei o suprafafoarte mici curentul generat de

o singur celul este mic dar combinaii serie, paralel ale acestor celule potproduce cureni suficient de mari pentru a putea fi utilizai n practic. Pentruaceasta, celulele sunt ncapsulate n panouri care le oferrezistenmecanicila intemperii.

Fig.2.1 Celula fotovoltaic Fig.2.2 Panou fotovoltaic 7/26


8/26

Aplicaii ale panourilor fotovoltaice

Existo varietate de

aplicaii ce

utilizeazenergia

electricprodus

dectre

celulele solare pornind de la aparate de uz comun iajungnd pnla tehnicaspaial. Ceas de mn Calculator de buzunar Aparat de taxare n parcri

Lampion Lampadar Balize luminoase Pompe de ap Utilizare casnic Utilizare industrial

Lampion

8/26


9/26

Sistem pentru producerea i utilizareacurentului continuu

Acest tip de aplicaiepoate spermitde exemplu asigurarea iluminatuluielectric, cu becuri de curent continuu,

n imobile situate n zone izolate ineelectrificate.Se observ c panoul fotovoltaic nueste singurul component al sistemului.Deoarece momentul n care estenevoie de energie electric, nucoincide cu cel n care este prezentradiaia solar, energia electricfurnizat de panou este acumulat

ntr-una sau mai multe bateriipentru a

fi utilizat la nevoie. ntre panoulfotovoltaic ibaterie este intercalat unregulator de ncrcare deoareceparametrii curentului electric la ieireadin panou sunt variabili.

9/26


10/26

Sistem pentru producerea simultan acurentului continuu i altenativ

Avnd n vedere c un asemeneasistem are nevoie de o putereelectric mai mare, specific de

regul consumatorilor de curent

continuu, este nevoie de utilizareaunui numr mai mare de panourifotovoltaice, iar numrul bateriiloreste de asemenea mai mare, pentruca sistemul spoatasigura puterea

electricmaxim,pentru un timp ctmai lung, nainte ca bateria s sedescarce.

10/26


11/26

Sistem fotovoltaic racordat la reea

Un asemenea sistem pentru producereacurentului electric alternativ, cu ajutorulpanourilor fotovoltaice, permite utilizareadirect a curentului electric produs desistemul fotovoltaic, dar i furnizareaacestuia n reeaua localde alimentare cu

energie electric,acest sistem fiind furnizorde energie electric. Este evident cimobilele prevzutecu un asemenea sistemde alimentare cu energie electric, trebuies fie prevzute cu cte un dispozitiv demsur care s contorizeze energiaelectric furnizat n reea, dar i cu uncontor pentru msurarea consumului deenergie electricabsorbitdin reea.

11/26


12/26

Captatoarele solare

Spre deosebire de panourile solare fotovoltaice, un colector solar, (captatorsolar, panou solar termic) este o instalaie ce capteaz energiasolarconinutn razele solare io transformn energie termic.

Captatoare plane frvitrare

Captatoare plane cu vitrare

Captatoare plane cu tuburi vidate

12/26


13/26

Energia eolian - resursregenerabil

Tipuri de turbine eoliene Turbine cu ax vertical

Turbin eolian cu ax orizontal

13/26


14/26

Principiul de funcionare al turbinelor eoliene

Energia eoliansau energia vntului, poate fi considerato formde energiesolar, deoarece vntul este produs n principal de nclzirea neuniform aatmosferei terestre de ctreSoare.Ali factori care contribuie la producerea vntului sunt neregularitile scoareiterestre imicareade rotaiea Pmntuluin jurul axei proprii.Conversia energiei eoliene n energie mecanic i apoi n energie electric,poate fi realizat cu ajutorul turbinelor eoliene. ntr-o maniersimplificat, sepoate spune cprincipiul de funcionareal turbinelor eoliene este cel al unuiventilator inversat. n loc s produc vnt cu ajutorul energiei electrice, aa

cum sentmpln ventilator, turbina eolianutilizeazvntul pentru a produceenergie electric.

14/26


15/26

Prile componente ale turbinelor eoliene

1. Palele elicei2. Rotor

3. Elice (alinierea elicei cu direcia

vntului)

4. Frne

5. Axul elicei6. Reglare rotaie7. Generatorul electric

8. Controller de vitez a vntului

9. Anemomentru

10. Paleta anemometrului11. Nacela

12. Axul motorului13. Sistemul de rotaie a pilonului

14. Motor de rotaie a pilonului15. Pilon (turn fix sau stlp cu

ancore)

15/26


16/26

Potenial eolian n Europa

2011, capacitatea de energie eolian n Uniunea European a nsumat93,957MW - suficient pentru a furniza 6,3% din energia electrica UE.

16/26


17/26

Potenial eolian n Romnia

n strategia de valorificare a surselor regenerabile de energie, potenialuleoliandeclarat este de 14.000 MW (putere instalat),care poate furniza o cantitate deenergie de aproximativ 23.000 GWh/an.

Harta eolian a Romniei carecuprinde vitezele medii anuale

calculate la nlimea de 50 mdeasupra solului. Distribuia peteritoriul Romniei a vitezei medii avntului scoate n eviden caprincipal zon cu potenialenergetic eolian aceea a vrfurilor

montane unde viteza vntuluipoate depi8 m/s.

17/26


18/26

Avantajele i dezavantajele energiei eoliene

vantaje emisia zerode substane poluante

i gaze cu efect de ser;

nu se produc deeuri;

costu r i reduse pe uni tate deenergie produs;

cos tur i reduse de scoatere din

funciune.

Dezavantaje resursa energetic relativ limitat inconstanta datorit variaiei vitezei

vntului i numrului redus deamplasamente posibile.

preul destul de mare de producerea energiei i fiabilitatea relativredus a turbinelor

"poluarea vizual" - adic, au oapariie neplcut - i de asemenea

produc "poluare sonor" riscul mare de distrugere n cazulfurtunilor, dac viteza vntuluidepete limitele admise.

18/26


19/26

-Studiu de caz-

Evaluarea impactului asupra mediului constituie unul din instrumentele de bazale politicilor ilegislaiilormoderne de mediu. Cea mai bunpoliticde mediuconst n prevenirea generrii polurii la surs. Printre efectele devastatoareale polurii se numr i nclzirea global, fenomenul de cretere atemperaturilor medii nregistrate ale atmosferei n imediata apropiere a solului,precum i a oceanelor.

Schia casei

19/26


20/26

Date meteorologice

20/26


21/26

Necesar de energie electric

S-a calculat necesarul de energie electrictotalajungnd la aproximativ 250kWh/lun,rezultatele fiind prezentate n tabelul 5.2.

SURSA CONSUM

[kWh/L]PROCENTDECONSUM

[%]Iluminat 28.8 12

Electrocasnic 84.75 34Climatizare 6 2Comun 77.785 31Scule 7.5 3Altele 45 18Total 249.92 100

21/26


22/26

Estimarea costurilor

Analiza financiar pentru panoul solar

22/26


23/26

Estimarea costurilor

Analizafinanciarpentruturbinaeolian

23/26


24/26

Echipamentele folosite

Nume produs Model Bucai Pre ( Euro) TotalPanou Solar ET - 175W 2 900

3416Regulator de

ncrcarePR3030 2

220

Generator eolian WHI-200/24 1 1000Baterie SB6/330 A 2 796

Invertor SW3024 1 500

24/26


25/26

Concluzii

n urma analizelor efectuate se observ ca resursele naturale nu suntinepuizabile, prin urmare se folosesc tot mai des resursele regenerabilereprezentate de ctreenergia solari energia eolian.

Zona aleas i anume zona Dobrogei este o zon strategic aleasdeoarece aici sentalneteatt potenialeolian ct ipotenialsolar.

n urma utilizrii programului RETScreen s-a ajuns la concluzia cresursele regenerabile sunt mult mai eficiente avnd costuri relative medii,totalul costurilor fiind de aproximativ 3400 euro.

25/26


26/26

MULUMIM!

miscrosisteme

Documents