Введение к работе
Актуальность темы. Одним из видов успешного применения фотоэлектрических преобразователей является питание ими насосных устаноьок. Такие насосные установки пока имеют небольшую установленную мощность и применяются в основном для подъема воды в отдаленных от энергосистемы районах. Тем самим насосные установки с питанием от солнечных батарей (НУСБ) позволяют частично решить проблему энергообеспечения автономных потребителей.
Повышение эффективности их работы является важной задачей, решение которой открывает " большую перспективу практического применения. При этом немаловажную роль играет исследование переходных процессов, возникающих в НУСБ.
В установке происходят нормальные и аварийные переходные проце:>.-ы. Нормальные переходные процессы происходят при пуске, остановке и при переходах из одного режима в другой. Аварийные переходные процессы происходят при внезапном отключении электродвигателя от источника питания и являются наиболее опасными с точки зрения надетой ^кеплуагч-ции. В НУСБ также переходные процессы возникают в результат^ ре.^их изменений интенсивности солнечного излучения.
Изучение переходных процессов в любой установке необходимо и с точки зреь.іп .уменьшения потерь энергии, и с точки зрения предотвращения отрицательного влияния скачкообразны* изменений некоторых параметров на элементы этой установки.
До сих пор при изучении НУСБ ограничивались рассмотрением их в стационарных режимах.
Существуют совершенные математические модели переходных процеосог в отдельных элементах НУСБ, но методика комплексного расчета переходных процессов в НУСБ, которая позволила бы определять изменения параметров установки в динамических режимах, не существует. Отсюда следит необходимость разрлСілки такой методики.
Целью исследований является разработка методики расчета переходных процессов в насосной установке с питанием от солнечной батареи и реализация ее на ПЭВМ. Для достижения этой цели были решены следующие задачи:
- проведен сравнительный анализ существующих методик расчета переходных процессов в насосных установках;
проведены теоретические исследования режимов насосных уотановок для выявления характерных особенностей при электропитании их солн^-ч ными батареями, которых необходимо учитывать при "'Ч-лании математич-'1-кой модели переходных процессов в НУСБ;
проведены экспериментальные исследования переходных процессов в НУСБ для проверки результатов расчета по разработанной методике.
Методика проведения исследований. В работе исследование проводилось методами математического моделирования динамических систем.
Проверка основных положений созданной модели осуществлена пут-м вычислительного эксперимента, а также эксперимента на физической модели НУСБ, разработанной в лаборатории кафедры "Гидроэнергетики и электроэнергетики возобновляемых источников" МЭИ (ТУ).
Научная новизна: В диссертационной работе получены следующие результаты:
разработана методика численного определения вольтамперной характеристики солнечной батареи при изменениях интенсивности солнечной радиации;
создана математическая модель переходных процессов в солнечно»; батарее;
разработана методика расчета переходных процессов в насосной установке с питанием от солнечной батареи при пу-г:е, останове и при рез- изменениях интенсивности солнечного излучения-.
исследовано влияние падения напряжения в обм'" '" статора электродвигателя на переходные процессы в насосной установке при пуске.
Практическая ценность и реализация результатов г"' ~ы.
Созданные математические модели и разработанная методика расчета переходных процессов в НУСБ используются при решении инженерных задач и при эксплуатации установки, для учета влияния переходных процессов на работу установки.
Аппробация работы. Основные положения и г~зультаты работы доломаны и обсуждены на научных семинарах и заседаниях кафедры "Гидроэн«рГ"-тики и электроэнергетики возобновляемых источников " МЭИ (ТУ) с 1591 по 1995 годы, на Конференции по использованию возобновляемых источников энергии (г. Сочи, 1993 г.), на Международной Научно-технической Конференции "Современные проблемы нетрадиционной энергетики" (Санкт-Петербург, 1994г.) и на Международном " Солнечном форуме " в Германии (г. Штутгарт, 1994 г.).
Публикации. По основным положениям и результатам диссертации опубликовано 7 научных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложения. Работа изложена на 128 страницах машинописного текста, содержит 68 рисунков, 10 таблиц, список использованных источников иг 101 наименований.