Главная   МВК "ОСА-5000"

МВК "ОСА-5000"

Мобильный ветроэнергетический комплекс

« ОСА-5000-СЕВЕР »

для обеспечения электроэнергией автономных объектов

в т.ч. мобильных, удаленных от источников

централизованного энергопитания  в условиях

Крайнего Севера России

Цель проекта

• Создать энергоэффективный мобильный комплекс мощностью до 15 кВт, обеспечивающий электроэнергией небольшие объекты, удаленные от источников тепло- и электроснабжения, простой и надежный в эксплуатации;
• Существенно сократить расходы как по доставке, так и по объемам дизельного или иного топлива, применяемого для выработки электроэнергии в полевых условиях более чем на 70% за счет рационального использования энергии ветра;
• Расширить комплекс превентивных действий по недопущению негативного воздействия на окружающую среду, учитывая её уникальность;
• Решить комплекс задач по обеспечению бесперебойным высококачественным электроснабжением социальные и иные объекты Минобороны.

Общее описание Комплекса

Мобильный ветроэнергетический комплекс (МВК) «ОСА-5000-СЕВЕР» проектируется по технологии «системы автономного энергоснабжения потребителей» для обеспечения электрической энергией  удаленных автономных объектов на основе использования возобновляемых источников энергии.Головной комплекс МВК изготовливается на базе стандартного 20-футового контейнера (длина - 6058 мм, ширина - 2438 мм, высота – 2591/2896 мм), который легко устанавливается на грузовые автомобили отечественного производства или устанавливается стационарно.

В состав Комплекса входят:

1. Вертикально-осевая ветроустановка типа ОСА-5000-СЕВЕР.
2. Накопитель

(набор необслуживаемых аккумуляторных батарей, выбираемых под требования Заказчика, соединенных по определенной схеме и обеспечивающих хранение необходимой энергии);

3. Система автоматического управления, которая включает:

• Модуль управления турбоприводом;
• Модуль управления блоком накопления;
• Модуль преобразования энергии;
• Системный модуль управления.

4. Система освещения;
5. Система охранно-пожарной сигнализации;
6. Система пожаротушения

При эксплуатации Комплекса в светлое время суток будет предусмотрена возможность подсоединения солнечных батарей,  а также маломощного дизельгенератора с автоматическим пуском.

Повышение надежности и безотказности работы МВК «ОСА-5000-СЕВЕР» длительное время в условиях постоянных низких температур и резких изменениях ветрового потока являются первоочередной задачей разработки. В этих целях потребуются специальные конструктивные решения многих элементов МВК и применяемые при их изготовлении спецматериалы и спецпокрытия. Также необходим контейнер, предусматривающий работу комплекса при низких температурах в суровых климатических условмях Крайнего Севера.

Базовый вариант МВК «ОСА-5000-СЕВЕР» состоит из: 

• блока зарядных стабилизаторов напряжения (БЗС);
• аккумуляторных батарей
• инвертора; (чистый синус)
• блока контроля и управления (БКУ).
• ЗИП (прибор управления, лопасти, секция мачты, крепеж и 8 АКБ). 

Аккумуляторные батареи работают в буферном режиме и обеспечивают:

• накопление и хранение энергии, полученной от используемых источников электроэнергии;
• снабжение электроэнергией потребителя.

Инвертор обеспечивает преобразование постоянного напряжения аккумуляторных батарей в переменное напряжение в соответствии с требованиями ГОСТ 13109-97.

Блок контроля и управления :

обеспечивает преобразование входных напряжений в стабилизированное напряжение, необходимое для зарядки аккумуляторных батарей.

• контроль всех видов напряжений;
• контроль нагрузки;
• индикацию состояния системы и ее составляющих;
• управление инвертором.

 Штатный 20-ти футовый контейнер должен быть оснащен всеми необходимыми системами защиты и контроля, а также значительно утеплен. 

Технические параметры МВК «ОСА-5000-СЕВЕР»: 

Ветроустановка вертикального (роторного) типа с генератором на постоянных магнитах.

Предлагаемая нами ветроустановка существенно отличается от традиционных (лопастных) ветроустановок. К ее неоспоримым преимуществам относятся:

• бесшумность работы;
• отсутствие инфразвука при работе ветроустановки, что позволяет устанавливать ВЭУ вблизи проживания и работы населения;
• простота и надежность конструкции из-за отсутствия дополнительных систем (редукторов, т.к. генератор установлен на одной оси с ветромодулями, нет системы ориентации на ветер, которая резко снижает надежность и КПД установки, нет системы смазки и т.п.)
• способность выдавать электроэнергию как при малых скоростях ветра, так и при скоростях ветра более 20 м/с, на которых традиционные ВЭУ не работают.

          Кроме этого, ветроустановки вертикального типа легкие, недорогие, не требуют импортных комплектующих. Отсутствие в конструкции сложных составляющих упрощает ремонт ветроустановок, позволяет проводить его без отключения основного оборудования и снижает уровень эксплуатационных расходов.

          Предлагаемые нами ветроустановки обладают рядом дополнительных положительных качеств, которые достигаются за счёт технических характеристик, а именно:

• из-за того, что большинство деталей неподвижны, частично исключаются статические и динамические нагрузки;
• высокая работоспособность в сложных условиях окружающей среды (повышение и понижение температуры, осадки, низкое давление и т.п.);

При проектировании ВЭУ учитываются следующие ГОСТы и стандарты:

• ГОСТ 51237-98
• ГОСТ 51990-2002
• ГОСТ 51991-2002
• Стандарт РАО «ЕЭС России» Ветроэлектростанции. Нормы и требования.
• Национальный стандарт РФ (МЭК 61400-1) Установки электрические ветровые.Требования к конструкции.
•  

Генератор установки вертикального типа.

Генератор установки на постоянных магнитах, без коллектора и щеточного механизма, защищённый от воздействия окружающей среды. Может выполняться как в силуминовом, так и в стальном  корпусе. Не требует импортных комплектующих и является нашей разработкой.

Низкое внутреннее сопротивление обмоток генератора сопостовимо с внутренним сопротивлением аккумуляторной батареи, что обеспечивает начало заряда аккумуляторов при минимальном напряжении. Генератор не требует контроля и постоянного обслуживания.

Подшипниковый узел ступицы генератора герметичен.

Ветромеханические и электрические характеристики ветроустановки:

Экономические аспекты проекта

Предварительные расчеты показывают, что 1 кВт мощности базового МВК «ОСА-5000-СЕВЕР» при производстве малой серией (до 10 единиц) будет стоить 500-550 тыс. рублей с применением спецматериалов и спецпокрытий в утепленном контейнере. При промышленном производстве стоимость установки будет существенно дешевле.

Вместе с тем, экономический эффект применения МВК в сравнении с дизельэлектро-станцией (ДЭС) аналогичной мощности весьма существенен.

Проведем сравнительный анализ затрат на выработку электроэнергии дизельной электростанцией SDMO T9KM в контейнерном исполненииы» (стоимость 760 тыс.руб., мощность 7 КВт, расход топлива – 3 л/час, бак – 50 литров, напряжение – 220 В) и МВК «ОСА-5000-СЕВЕР» в течение 12 месяцев эксплуатации в условиях Крайнего Севера.

Если взять за основу, что стоимость выработки 1 кВт/час дизельной электростанцией составляет в северных условиях 4 $ (на сегодняшний день это 235 руб, и это цена без топливохранилища, системы подогрева, обслуживания, охраны  и т. п., то за 12 месяцев эксплуатации ДГУ потратит топлива: 8760 часов х 3л/ч х 235 руб. = 6 570 000=00 рублей плюс стоимость установки. Итого приблизительно 7,5 млн. рублей.

Кроме того, минусом данной ДГУ является тот факт, что заливать бак топливом необходимо каждый день, в любую погоду.

Стоимость МВК «ОСА-5000-СЕВЕР» составит 1 650 00=00 рублей. ( 5 кВт х 550 000 р.) Минимальный срок службы Комплекса составляет 5 лет, т.е. средний эксплутационный показатель затрат на содержание энергообъекта незначителен по сравнению с затратами на содержание ДГУ.

Кроме того, МВК может при надобности выдавать в течении 1-1,5 часов мощность до 15 КВт., что невозможно при эксплуатации ДГУ.

Таким образом, использование МВК «ОСА-5000-СЕВЕР» в качестве источника электроэнергии в районах Крайнего Севера , экономически в 6-7 раз эффективнее в сравнении с  эксплуатацией дизельэлектростанции при равной базовой мощности.

Общие выводы

Экологическая чистота, простота и надежность МВК типа «ОСА-СЕВЕР» различной мощности может способствовать их широкому внедрению в районах Крайнего Севера и на других территориях, удаленных от источников централизованного энергоснабжения, а также в тех районах, где использование генерации на невозобновляемых источниках энергии (уголь, мазут, бензин, газ) недопустимо или запрещено.

Созданные по описанной выше схеме мобильные и стационарные Комплексы  могут решить большой круг вопросов социально-экономического и экологического характера, повысить энергобезопасность регионов в целом.

В экологической доктрине РФ сказано, что устойчивое развитие Российской Федерации, высокое качество жизни и здоровья ее населения, а также национальная безопасность могут быть обеспечены только при условии сохранения природных систем и поддержания соответствующего качества окружающей среды.

Гибридная электростанция.

Контейнер энерго  WSM45KW.

Контейнер энергонезависимость на базе гибридная система ветро-солнечный электростанция.

Ветро-солнечная электростанция мощностью 45кВт.

В комплекте.

   Ветроустановка ОСА 10000-48

   Прибор управления ВЭУ

   Кабель электрический КГ 1х16- 30М х2                    

   Электромагнические  тормоз.

   Механические тормоз.

   Секционная  мачта высотой   5М                               

   Солнечные модули монокристаллические 250 Вт 36 шт.

   Контроллер заряда MPPT

   Инвертор 48/380В (Россия) 45 000Вт/48.  

   Аккумуляторные батареи  гелевые 200А/ч,    24 шт.

   Система автоматического пуска генератора до 30кВт. 

   Кабель электрический NYM 3х2.5- 60М.         

   Комплект крепеж, тросов-растяжек.  

   Спец-Контейнер 20 футовый.                                                   

   Система пожарной сигнализации.

   Огнетушитель.

   Стоимость = 4 260 000 руб