Микрогенераторы постоянного тока: Генератор постоянного тока — это… Что такое Генератор постоянного тока?

Генератор постоянного тока — это… Что такое Генератор постоянного тока?

Генератор постоянного тока General Electric в Джорджтаунском музее электрических станций.

Генератор постоянного тока преобразует механическую энергию в электрическую. В зависимости от способов соединения обмоток возбуждения с якорем генераторы подразделяются на:

1. генераторы независимого возбуждения;
2. генераторы с самовозбуждением;

• генераторы параллельного возбуждения;
• генераторы последовательного возбуждения;
• генераторы смешанного возбуждения;

Генераторы малой мощности иногда выполняются с постоянными магнитами. Свойства таких генераторов близки к свойствам генераторов с независимым возбуждением.

Генераторы независимого возбуждения

В генераторе с независимым возбуждением ток возбуждения не зависит от тока якоря , который равен току нагрузки . Обычно ток возбуждения невелик и составляет 1…3 % от номинального тока якоря.

Основными характеристиками генератора являются характеристики: холостого хода, внешняя, регулировочная и нагрузочная.

Характеристика холостого хода при и . Расхождение входящей и нисходящей ветвей характеристики объясняется наличием гистерезиса в магнитопроводе машины. составляет 2…4 % от .

Внешней характеристикой называется зависимость при и . Под нагрузкой напряжение генератора

где – сумма сопротивлений всех обмоток, включенных последовательно в цепь якоря (якоря, дополнительных полюсов и компенсационной обмотки). С увеличением нагрузки напряжение уменьшается по двум причинам:

• из-за падения напряжения во внутреннем сопротивлении машины;
• из-за уменьшения ЭДС в результате размагничивающего действия реакции якоря.

Генераторы параллельного возбуждения

В генераторе с параллельным возбуждением обмотка возбуждения присоединена через регулировочный реостат параллельно обмотке якоря. Для нормальной работы приемников электроэнергии необходимо поддерживать постоянство напряжения на их зажимах, несмотря на изменение общей нагрузки генератора.

Это осуществляется посредством регулирования тока возбуждения.

Регулировочной характеристикой генератора называется зависимость тока возбуждения от тока якоря при постоянном напряжении и оборотах . Такая характеристика показывает, как надо изменять ток возбуждения для того, чтобы при изменениях нагрузки поддерживать постоянство напряжения на зажимах генератора. Эта кривая сначала почти прямолинейна, но затем загибается вверх от оси абсцисс, вследствие влияния насыщения магнитопровода машины. Следовательно, в машине используется принцип самовозбуждения, при котором обмотка возбуждения получает питание непосредственно от самого генератора.

Самовозбуждение генератора возможно только при наличии гистерезиса в магнитной цепи. При вращении якоря в его обмотке потоком остаточного магнетизма индуктируется ЭДС , и по обмотке возбуждения начинает протекать ток. Если обмотка возбуждения включена так, что ее НС направлена согласно с НС остаточного магнетизма, то магнитный поток возрастает, увеличивая ЭДС , поток и ток возбуждения .

Машина самовозбуждается и начинает устойчиво работать с , , зависящими от величины сопротивления цепи возбуждения.

Для режима холостого хода генератора:

где – суммарная индуктивность обмоток возбуждения и якоря.

Регулировочная характеристика генератора с параллельным возбуждением имеет такой же вид, как и для генератора с независимым возбуждением. У генераторов последовательного возбуждения ток возбуждения Iв равен току якоря Iа. Поэтому при холостом ходе, когда Iв = Iа =I = 0, ЭДС, наводимая в обмотке якоря, равна Еост.

Характеристики холостого хода и нагрузочная для такого генератора могут быть сняты при питании обмотки от независимого источника. Эти характеристики имеют тот же вид, что и для генератора независимого возбуждения.

Самовозбуждение генератора происходит, если сопротивление цепи якоря меньше критического. Внешняя характеристика генератора показана на рис. 12 (кривая 2). На этом же рисунке изображена характеристика холостого хода E=f(Iв) (кривая 1). При одном и том же токе Iв = I напряжение генератора меньше, чем ЭДС по характеристике холостого хода, из-за падения напряжения в цепи якоря и размагничивающего действия реакции якоря.

http://principact.ru/images/stories/generator/im8.jpg

При малых нагрузках, когда ток якоря и, следовательно, ток возбуждения малы, магнитная система машины ненасыщена и ее ЭДС изменяется пропорционально току I. Падение напряжения и размагничивающее действие реакции якоря практически изменяются также пропорционально току I.Поэтому напряжение на выводах машины растет пропорционально току I. При больших токах происходит насыщение магнитной системы машины, вследствие чего ЭДС при увеличении I будет изменяться мало. Поэтому и напряжение с ростом тока нагрузки увеличивается незначительно, а при очень больших токах нагрузки из-за падения напряжения и размагничивающего действия реакции якоря оно начинает уменьшаться.

Из-за сильной зависимости напряжения от тока нагрузки генераторы последовательного возбуждения широкого практического применения не нашли.

Генераторы смешанного возбуждения

В генераторе со смешанным возбуждением имеются две обмотки возбуждения: основная (параллельная) и вспомогательная (последовательная). Наличие двух обмоток при их согласном включении позволяет получать приблизительно постоянное напряжение генератора при изменении нагрузки. Подбирая число витков последовательной обмотки так, чтобы при номинальной нагрузке создаваемое ею напряжение компенсировало суммарное падение напряжения при работе машины с одной только параллельной обмоткой, можно добиться, чтобы напряжение при изменении тока нагрузки от нуля до

См. также

«Принципы действия устройств» Генераторы постоянного тока http://principact.ru/content/view/57/108/1/3/

Литература

• Вольдек А. И., Попов В. В. Электрические машины. Введение в электромеханику. Машины постоянного тока и трансформаторы: Учебник для вузов. — СПб: Питер, 2008. — 320 с.

«Принципы действия устройств» Генераторы постоянного тока http://principact. ru/content/view/57/108/1/3/

Генераторы постоянного тока – www.motors33.ru

Генераторы постоянного тока (ПЭ 174-7К; 4ПГ40006; П2Г450121-4; 4ПГ40026; 4ПГС40026М; ПС131-6К; П142-6К; ПС142-6К; П2Г45008Л; 4ПГ160-8; ГП2-18/50-2М5; ГПС25025М; ВП142-6К; ВП152-8К; ВТ174-7К)

Генераторы постоянного тока изготавливаются на базе электродвигателей постоянного тока серии П, П2, 4П и служат для питания электродвигателей по системе гидрогенератора- двигателя, питания обмоток возбуждения крупных турбогенераторов, используются в качестве высокоамперных сварочных генераторов. По способу охлаждения генераторы могут быть как с самовентиляцией, так и с принудительной вентиляцией от постороннего вентилятора или от вентилятора-наездника.
Генераторы постоянного тока для питания по системе гидрогенератора — двигателя электродвигателей шагающих экскаваторов и кранов-перегружателей:

Серия, тип марка	Мощность, кВт	Напряжение, В	Частота вращения, об/мин	Масса, кг
ПЭ 174-7К	1600	750	1000	11100
4ПГ40006	200	230	1000	2000
П2Г450121-4	220/250	460	1000	3000
4ПГ40026	315	460	1000	2840
4ПГС40026М	355	460	1250	2750
ПС131-6К	185	230	1000	2250
П142-6К	400	460	1000	3725
ПС142-6К	315	460	1000	3775

 

Генераторы постоянного тока для зарядки аккумуляторных батарей:

Серия, тип марка	Мощность, кВт	Напряжение, В	Частота вращения, об/мин	Масса, кг
П2Г45008Л	300	230	1000	4000
4ПГ160-8	310	120	750	4200

 

Генераторы постоянного тока для питания двигателей гребных винтов паромов-ледоколов типа «Сахалин»:

Серия, тип марка	Мощность, кВт	Напряжение, В	Частота вращения, об/мин	Масса, кг
ГП2-18/50-2М5	2000	600	800	10000

 

Сварочные генераторы постоянного тока для сварки стыковых трамвайных рельс:

Серия, тип марка	Мощность, кВт	Напряжение, В	Частота вращения, об/мин	Масса, кг
ГПС25025М	30	60	1500	470

 

Генераторы постоянного тока для питания обмоток возбуждения турбогенераторов:

Серия, тип марка	Мощность, кВт	Напряжение, В	Частота вращения, об/мин	Масса, кг
ВП142-6К	190/760	250/500	1000	3800
ВП152-8К	470/1380	280/480	1000	5200
ВТ174-7К	990/3250	470/840	990/970	11000

Динамо-машина.

Первые генераторы постоянного тока

Динамо-машина. Первые генераторы постоянного тока

Динамо-машина или динамо (иногда в просторечии «динамка»)— устаревшее название генератора постоянного тока.

Динамо-машинами в позапрошлом веке стали называть генераторы постоянного тока, — первые промышленные генераторы, которые позже были вытеснены генераторами переменного тока, пригодного для преобразования посредством трансформаторов, и крайне удобного для передачи на большие расстояния с незначительными потерями.

Сегодня под словом «динамо», как правило, подразумевают маленькие велосипедные генераторы (для фар) или ручные генераторы (для туристических фонариков). Что касается промышленных генераторов, то на сегодняшний день все это — генераторы переменного тока. Давайте, однако, вспомним, как развивались и совершенствовались первые «динамо».

Первый образец генератора постоянного тока, или униполярного динамо, был предложен в далеком 1832 году Майклом Фарадеем, когда он только открыл явление электромагнитной индукции. Это был так называемый «диск Фарадея» — простейший генератор постоянного тока. Статором в нем служил подковообразный магнит, а в качестве ротора выступал вращаемый вручную медный диск, ось и край которого пребывали в контакте с токосъемными щетками.

Когда диск вращали, то в той части диска, которая пересекала магнитный поток между полюсами магнита статора, наводилась ЭДС, приводящая, в случае если цепь между щетками была замкнута на нагрузку, к появлению радиального тока в диске. Подобные униполярные генераторы по сей день используются там, где требуются большие постоянные токи без выпрямления.

Генератор переменного тока впервые построил француз Ипполит Пикси, это произошло в том же 1832 году. Статор динамо-машины содержал включенные последовательно пару катушек, ротор представлял собой подковообразный постоянный магнит, кроме того в конструкции имелся щеточный коммутатор.

Магнит вращался, пересекал магнитным потоком сердечники катушек, наводил в них гармоническую ЭДС. А автоматический коммутатор служил для выпрямления и получения в нагрузке постоянного пульсирующего тока.

Позже, в 1842 году, Якоби предложит разместить магниты на статоре, а обмотку — на роторе, который также вращался бы через редуктор. Это сделает генератор более компактным.

В 1856 году, для питания серийных дуговых ламп Фредерика Холмса, (эти лампы использовали в прожекторах маяков), самим Фредериком Холмсом была предложена конструкция генератора, похожая на генератор Якоби, но дополненная центробежным регулятором Уатта для поддержания напряжения на лампе постоянным при разном токе нагрузки, что достигалось путем автоматического сдвига щеток.

Статор содержал 50 магнитов, а конструкция в общем весила 4 тонны, и развивала мощность чуть больше 7 кВт. Было выпущено примерно 100 таких генераторов под маркой «Альянс».

Между тем, машины с постоянными магнитами отличались одним существенным недостатком — магниты теряли со временем намагниченность и портились от вибрации, в итоге генерируемое машиной напряжение становилось со временем все ниже и ниже. При этом намагниченностью нельзя было управлять, чтобы стабилизировать напряжение.

В качестве решения пришла идея электромагнитного возбуждения. Идея пришла в голову английского изобретателя Генри Уайльда, который в 1864 году запатентовал генератор с возбудителем на постоянном магните, — магнит возбуждения просто монтировался на валу генератора.

Позже настоящую революцию в генераторах совершит немецкий инженер Вернер Сименс, который откроет подлинный динамоэлектрический принцип, и поставит производство новых генераторов постоянного тока на поток.

Принцип самовозбуждения заключается в том, чтобы использовать остаточную намагниченность сердечника ротора для пускового возбуждения, а затем, когда генератор возбудится, использовать в качестве намагничивающего тока ток нагрузки, или включить в работу специальную обмотку возбуждения, питаемую генерируемым током параллельно нагрузке. В результате, положительная обратная связь приведет к увеличению магнитного потока возбуждения генерируемым током.

В числе первых принцип самовозбуждения, или динамоэлектрический принцип, отметит инженер из Дании Сорен Хиорт. Он упомянет в своем патенте от 1854 года возможность использования остаточной намагниченности с целью реализации явления электромагнитной индукции для получения генерации, однако, опасаясь того, что остаточного магнитного потока будет недостаточно, Хиорт предложит дополнить конструкцию динамо постоянными магнитами. Этот генератор так и не будет воплощен.

Позже, в 1856 году, аналогичную идею выскажет Аньеш Йедлик — член Венгерской академии наук, но ничего так и не запатентует. Только спустя 10 лет Самюэль Варлей, ученик Фарадея, реализует на практике принцип самовозбуждающегося динамо. Его заявка на патент (в 1866 году) содержала описание устройства очень похожего на генератор Якоби, только постоянные магниты уже были заменены обмоткой возбуждения — электромагнитами возбуждения. Перед стартом сердечники намагничивались постоянным током.

В начале 1867 года в Берлинской Академии наук с докладам выступал изобретатель Вернер Сименс. Он представил публике генератор похожий на генератор Варлея, названный «динамо-машиной». Старт машины осуществлялся в режиме двигателя, для того чтобы обмотки возбуждения намагнитились. Затем машина превращалась в генератор.

Это была настоящая революция в понимании и проектировании электрических машин. В Германии начался широкий выпуск динамо-машин Сименса — генераторов постоянного тока с самовозбуждением — первых промышленных динамо-машин.

Конструкция динамо-машин с течением времени менялась: Теофил Грамм, в том же 1867 году, предложил кольцевой якорь, а в 1872 году главный конструктор компании Сименс-Гальске, Гефнер Альтенек, предложит барабанную намотку.

Так генераторы постоянного тока примут свой окончательный облик. В 19 веке, с переходом на переменный ток, гидроэлектростанции и тепловые электростанции станут вырабатывать уже переменный ток на генераторах переменного тока. Но это уже совсем другая история…

Ранее ЭлектроВести писали, что Натан Шарпс, инженер-механик армейского Центра C5ISR в Мэриленде, разработал стельку для обуви, которая может генерировать энергию при ходьбе, помогая питать электронные устройства. Армия США выделила более 16 миллионов долларов на производство этих стелек.

По материалам: electrik.info.

Высокочастотные источники питания и генераторы: Генераторы постоянного тока (DC)

Описание

Генераторы постоянного тока (DC)

Обеспечивают до 1000 Вт мощности и 3 кВ постоянного напряжения (DC) на выходе при подаче переменного напряжения в диапазоне от 180 В до 252 В и частотах 50/60 Гц. Идеальны для реактивного PVD напыления и нанесения твердых покрытий в промыѿленности.

Входные характеристики:

• Входное напряжение (переменный ток): 90132 В или 180252 В; 50/60 Гц.
• Входной переменный ток: 12,5 А при 115 В; 6,25 А при 230 В.

Выходные характеристики:

• Выходная мощность: 1000 Вт (непрерывно).
• Выходное напряжение: до 3 кВ (отрицательное или положительное).
• Пульсация на выходе: < 1% (по просьбе доступна более низкая величина).
• Стабилизация напряжения: 0.1%.
• Полярности: положительная, отрицательная.

Общие технические характеристики:

• Монтаж: Стандартная 19″ EIA стойка с 3,5″ передней панелью;
• Выходные разъёмы: MHV-разъём.
• Охлаждение: принудительное воздушное охлаждение.
• Окружающая температура/влажность: 0-40 0С, 10-80% влажности.
• Размеры (В x Ш x Г): 9 x 48,3 x 43,2 (см).
• Вес: 8 кг.

Современное поколение ВЧ-генераторов компании Comdel создана на основе S-технологии – новой стабилизирующей технологией, которая сильно уменьшает взаимодействие плазменной камеры и согласующей схемы с генератором. S-Технология исключает колебания или самозапирания которые могут возникнуть во время процесса отладки или при изменении условий процессов. Эта повыѿенная стабильность, уменьѿает время развития процесса, улучѿая, при этом, процесс воспроизводимости. Так как колебания могут повредить согласующую схему и ВЧ-генератор, S-технология увеличивает срок службы этих компонентов и значительно повыѿается надежность всей системы.

Традиционные ВЧ системы полагаются на согласующие устройства, которые модифицируют полное сопротивление электрической цепи для того чтобы генератор мог сохранять стабильную производительность. Эта система прекрасно работает в стабильных, хорошо понятных условиях процесса. В процессах натекания газа давление камер и уровень мощности меняются, и электрическая система, состоящая из плазмы, согласующего устройства и генератора разбалансироваться. В результате возникает флуктуация которая изменяться быстрее, чем согласующее устройство может успевать отслеживать. Эта флуктуация может повредить согласующее устройство и ВЧ-генератор, а также, привести к неправильной обработке пластины.

Заменив электрическую конфигурацию усилителей в новейших генераторах, компания Сomdel создала буферную зону между плазмой в камере и генератором. Запатентованная стабилизирующая технология Comdel снимает нагрузку с согласующей устройства, создавая при этом, наиболее стабильную и надежную плазму. Эта стабильная плазма не зависит более от конкретной электрической конфигурации цепи «генератор – плазма». Со стабилизирующей S-технологией, вы можете рассчитывать на стабильную поставку ВЧ-мощности для лучшего процесса воспроизводимости от загрузки к загрузке и от установки к установке.

Генераторы постоянного тока — MirMarine

Магнитный поток в генераторе постоянного тока (в его магнитной системе) создается при пропускании тока через катушки возбуждения (обмотки полюсных сердечников). В зависимости от способа питания обмоток возбуждения, генераторы делятся на генераторы независимого возбуждения и генераторы с самовозбуждением.

В первых питание обмотки возбуждения производится от постороннего источника тока, а в генераторах с самовозбуждением питание обмотки возбуждения производится током самого генератора. Поэтому в первом случае цепь возбуждения и цепь якоря электрической связи не имеют, а во втором случае цепи возбуждения и якоря соединены между собой (рис. 171).

При этом в зависимости от схемы соединения обмотки возбуждения и якоря, генераторы с самовозбуждением делятся на три группы: генераторы параллельного возбуждения или шунтовые; генераторы последовательного возбуждения или сериесные; генераторы смешанного возбуждения или компаундные.

На судах морского флота генераторы с одной последовательной обмоткой возбуждения не применяются, так как у них ток возбуждения, а следовательно, и напряжение на зажимах в сильной степени зависят от нагрузки генератора.

В генераторах с параллельной обмоткой возбуждения с увеличением нагрузки во внешней цепи напряжение на зажимах генератора снижается, что является большим недостатком этих генераторов.

У генераторов смешанного возбуждения полюсные сердечники имеют по две обмотки: одна включена последовательно с обмоткой якоря, а вторая — параллельно. При такой схеме включения устраняются недостатки, присущие генераторам по-следовательного и параллельного возбуждения.

На судах морского флота, согласно Правилам Регистра, устанавливают в основном генераторы со смешанным возбуждением, так как у этих генераторов обеспечивается постоянное напряжение на зажимах при изменении нагрузок на генераторы.

Похожие статьи

Метки: Электрооборудование, Электрические машины

Для того, чтобы оставить комментарий, войдите или зарегистрируйтесь.

Генераторы постоянного тока

Генераторы дизельные применяются для питания тяговых электродвигателей тепловозов и гребной дизель-электрической установки, а также в металлургической и горнорудной промышленности.

Генераторы дизельные тяговые для питания тяговых электродвигателей тепловозов

• Генераторы типа ГПТ 84/44-8 имеют климатическое исполнение У2, УХЛ2 или Т2 с номинальной мощностью 840 кВт – для У2 и УХЛ2 и 770 кВт – для Т2. Генераторы оборудованы пусковой обмоткой, для использования в качестве пускового электродвигателя, с питанием от аккумуляторной батареи для пуска дизеля.

Генераторы дизельные морские для гребной дизель-электрической установки

• Генераторы типа ГПМ 84/40-8 мощностью 660 кВт и напряжением 400 В, с независимым возбуждением, климатическое исполнение — морское. Пусковая обмотка генератора используется при работе в двигательном режиме при запуске дизеля.
•  Генераторы типа ГПМ 84/44-8-2 мощностью 760 кВт — в морском исполнении и мощностью 700 кВт – в тропическом исполнении. Возбуждение генераторов – независимое. В систему вентиляции может устанавливаться воздухоохладитель. Генераторы выполняются как с пусковой, так и без пусковой обмотки.

Генераторы для металлургической и горнорудной промышленности

• Генераторы типа ГП 59/26-4К компенсированные, мощностью 400 кВт, с независимым возбуждением. Предназначены для соединения с двигателями переменного тока в преобразовательном агрегате общего применения.

Параметры

№	Серия, тип	Мощность, кВт	Напряжение, В	Частота вращения, об/мин	Степень защиты (IP)	Масса, т	Техническая документация
Генераторы дизельные тяговые для питания тяговых электродвигателей тепловозов
1	ГПТ-84/44-8	840	636/870	750	IP21	4,85	0БП.515.020
2	ГПТ-84/44-8Т2	770	640/810
Генераторы дизельные морские для гребной дизель-электрической установки
3	ГПМ-84/40-8	660	400	750	IP54	5,5	ТУ16-515.067-71
4	ГПМ-84/44-8-2	760	460			5,6	ТУ16-515.068-71
5	ГПМ-84/44-8-2Т	700		740
Генераторы для металлургической и горнорудной промышленности
6	ГП-59/26-4К	400	460	1000	IP21	3,6	ТУ16-514.121-71

Прикрепленные файлы

Напишите нам

Генераторы постоянного тока — Энциклопедия по машиностроению XXL

Для питания сварочной дуги применяют источники переменного тока (сварочные трансформаторы) и источники постоянного тока (сварочные выпрямители и генераторы). Источники переменного тока более распространены, так как обладают рядом технико-экономических преимуществ. Сварочные трансформаторы проще в эксплуатации, значительно долговечнее и обладают более высоким КПД, чем выпрямители и генераторы постоянного тока. Однако в некоторых случаях (сварка на малых токах покрытыми электродами и под флюсом) при питании переменным током дуга горит неустойчиво, так как через каждые 0,01 с напряжение и ток дуги проходят через нулевые значения, что приводит к временной деионизации дугового промежутка. Постоянный ток предпочтителен в технологическом отношении при его применении повышается устойчивость горения дуги, улучшаются условия сварки в различных пространственных положениях, появляется возможность вести сварку на прямой и обратной полярностях и т. д. Последнее вследствие большего тепловыделения в анодной области дуги позволяет проводить сварку сварочными материалами с тугоплавкими покрытиями и флюсами  [c.188]
Сварочные агрегаты состоят из двигателя внутреннего сгорания и сварочного генератора постоянного тока. Агрегаты монтируют на подвижных платформах и используют в монтажных и полевых условиях для ручной сварки.  [c.190]

Генераторы постоянного тока К..1,5 1… 2 1,5…2.5  [c.200]

Величину степени неравномерности выбирают в зависимости от назначения механизма. Для значительного большинства механизмов б 5 0,1. Например, для электрических генераторов постоянного тока б = 1/100 ч- 1/200, для электрических генераторов переменного тока б = 1/200 -т- 1/300, для двигателей внутреннего сгорания и компрессоров б = 1/80 ч- 1/150.  [c.105]

Эквивалентное описание усредненных зарядных процессов в синхронном генераторе с выпрямителем уравнениями генератора постоянного тока позволяет получить следующую математическую модель зарядной системы  [c.221]

Максимальная мощность генератора постоянного тока типа  [c.202]

Источником тока для электрохимической катодной защиты служат селеновые выпрямители или генераторы постоянного тока.  [c.55]

Генератор переменного тока Генератор постоянного тока Насосы, воздуходувки Прокатные станы мелкие Прокатные станы средние (балки, рельсы)  [c.322]

Электрические генераторы постоянного тока 0,01—0,005  [c.82]

Чувствительный элемент системы регулирования угловой скорости вала машины может быть выполнен не только как центробежный маятник. К настоящему времени разработано много других видов чувствительных элементов. Па рис. 89 показана схема регулятора непрямого действия с тахогенератором /, т. е. электрическим генератором постоянного тока, который дает напряжение и, пропорциональное угловой скорости вала регулируемой машины. Одна клемма тахогенератора соединена с усилителем 2, а другая с щеткой потенциометра 3, находящегося под действием напряжения постоянного тока электрической сети. В результате такого соединения в усилитель 2 подается разность напряжений U — Un. Щетка потенциометра устанавливается так, чтобы напряжение U было равно U при заданном значении скорости установившегося движения. Тогда разность напряжений U — равна нулю, и шток электромагнита 4 остается неподвижным.  [c.311]

Для тепловозных двигателей и электрических генераторов постоянного тока…………………… 1/100—1/200  [c.176]

В 1931 г. завод Электросила изготовил электропривод для первого советского блюминга. В комплект привода входили реверсивный электродвигатель постоянного тока мощностью 7000 л. с., 50/120 об/мин и питающий двигатель — генераторный агрегат, состоящий из асинхронного двигателя мощностью 5000 л. с., 375 об/мин, двух генераторов постоянного тока мощностью по 3000 кет каждый с маховиком весом 65 т. В годы довоенных пятилеток тот же завод выпустил еще более мощные и сложные приводы для слябинга Запорожстали, рельсо-балочного стана Кузнецкого металлургического комбината и других заводов.  [c.95]

Крупным успехом явился выпуск в 1931 г. заводом Электросила первого советского электропривода с двигателем в 7 тыс. л. с. для реверсивного обжимного стана (блюминга). В приводе блюминга было применено одно из достижений мировой техники — управление скоростью главного мотора и его реверсирование при помощи индивидуального генератора постоянного тока, что обеспечивало плавное регулирование скорости. Благодаря этому представилось возможным отказаться от реверсивного парового привода мощных прокатных станов, применявшегося до того в отечественной практике.  [c.113]

В 1937 г. в ВЭИ на базе электромашинного усилителя была выполнена первая советская система автоматического управления электроприводом. В качестве усилителя в ней был использован генератор постоянного тока с несколькими обмотками в цепях возбуждения [8].  [c.116]

Контроль качества изоляционных покрытий на законченных строительством участках трубопроводов производят методом катодной поляризации, которую осуществляют путем подключения генератора постоянного тока отрицательным полюсом к испытуемому  [c.64]

В СССР с целью удешевления многодвигательного электропривода постоянного тока было предложено вместо генератора постоянного тока использовать более дешевый — ртутный, а впоследствии кремниевый выпрямитель.  [c.14]

Сдерживающим фактором для внедрения постоянного тока долгое время было и то, что процесс превращения переменного тока в постоянный осуществлялся нерациональным способом по схеме двигатель переменного тока вращал генератор постоянного тока, который питал все устройства, потребляющие постоянный ток. Коэффициент полезного действия такой схемы крайне низок, учитывая электрические потери в электродвига-  [c.239]

С целью удешевления многодвигательного электропривода постоянного тока советские конструкторы предложили заменить генератор постоянного тока на более экономичную схему — с применением ртутных, а впоследствии кремниевых выпрямителей.  [c.28]

Замена генераторов постоянного тока ртутными и особенно полупроводниковыми преобразователями существенно повысила экономические преимущества системы преобразования переменного электрического тока в постоянный (и обратно).  [c.28]

В системах автоматического управления станков наиболее распространены электромагнитные усилители с поперечным полем, обеспечивающим наибольший коэффициент усиления по мощности (500—10 ООО). Такой усилитель представляет собой генератор постоянного тока с якорем, имеющим дополнительную пару поперечных короткозамкнутых щеток, которые образуют дополнительный каскад усиления. Для компенсации реакции потока якоря применяется обмотка компенсации (ОК), которая вводит положительную обратную связь по току электродвигателя.  [c.121]

Тахометры с генератором постоянного тока представляют собой электрические машины небольших габаритных размеров с постоянными магнитами, получающие вращение от вала, частоту вращения которого необходимо измерить.  [c.434]

Рис. )1. функциональная схема устройства для измерения частоты вращения центрифуги с тахометром и генератором постоянного тока  [c.435]

Устройства для измерения частоты вращения на центрифугах с использованием тахометра с генератором постоянного тока желательно применять для измерения частоты вращения с точностью 1—5 % от установленной.  [c.435]

Электролизные установки питаются постоянным током от местных полупроводниковых устройств, за исключением некоторых ванн металлопокрытий, которые обслуживаются генераторами постоянного тока (двигатель-генератор с первичным напряжением 380 и 500 в и со вторичным напряжением 6—24 в). Для других, более мощных потребителей в качестве преобразователей применяются ртутные выпрямители, трансформаторы которых питаются током как низкого (380 в), так и высокого (6000 и 10 ООО в) напряжения.  [c.234]

При испытании станков обрабатывают образцы при загрузке привода до номинальной мощности и кратковременных перегрузках на 25% номинальной мощности. Проверяют также наибольшую силу резания и максимальный крутящий момент. Испытание под нагрузкой производят путем обработки образцов металла резанием. На это затрачивается ежегодно значительное количество высококачественной стали. Однако этот расход металла может быть резко сокращен, если испытание станков под нагрузкой вести не резанием, а посредством приборов. В этом случае при испытании, например, токарного станка в центрах его устанавливают вместо металлической болванки зубчатое колесо с косым зубом, сцепляющееся с укрепленным на суппорте специальным прибором, имеющим зубчатый редуктор, генератор постоянного тока и тормозное устройство. Соответствующие приборы применяют также при испытании фрезерных и сверлильных станков. Испытание прессов следует проводить с имитацией усилий вырубки, ковки, протяжки.  [c.609]

Генераторы ламповые — см. Генераторы высокочастотные ламповые Генераторы машинные 14—176 Генераторы постоянного тока — Колебания крутильные — Определение коэфициентов сопротивления I (2-я) — 152  [c.46]

Характеристики генераторов постоянного тока  [c.529]

Самовозбуждение генераторов постоянного тока возможно при выполнении следующих условий  [c.530]

Параллельная работа генераторов постоянного тока. Для параллельного включения генераторов постоянного тока необходимо, чтобы а) напряжение подключаемой машины  [c.530]

В сочетании с электрохимической катодной заш,итой, которая весьма экономична в комбинации с высококачественным защитным покрытием. Электрохимическая катодная защита осуществляется в двух вариантах а) с использованием внешних источников тока (аккумуляторных батарей, селеновых выпрямителей, генераторов постоянного тока) б) с применением протекторов из металлов с электродным потенциалом более отрицательным, чем у стали (магний, цинк, алюминий или их сплавы).  [c.394]

Рис. 289. Схемы питании током энергопотребителей на судне, исключающие возможность электрокоррозии а — от генератора, установленного на том же судне б — от генератора, установленного на берегу I — генератор постоянного тока 2 — изолированный провод 3 — сварочный пост

Сварочные генераторы. Это специальные генераторы постоянного тока, внешняя характеристика которых позволяет получать устойчивое горение дуги, что достигается изменением магнитного потока генератора в зависимости от сварочного тока. Сварочный генератор постоянного тока состоит из статора с магнитными полюсами и якоря с обмоткой и коллекторами. При работе генератора якорь вращается в магнитном поле, создаваемом полюсами статора. Обмотка якоря пересекает магнитные линии полюсов генератора, и поэтому в витках обмотки возникает переменный ток, который с помощью коллектора преобразуется в постоянный. -Вращение якоря сварочного генератора обеспечивается в сварочных преобразователях электродвигателем, а в сварочных агрегатах — двигателем внутреннего сгорания. К коллектору прижаты угольные щетки, через которые постоянный ток подводится к клеммам. К этим клеммам присоединяют сварочные провода, идущие к электрододержа-телю и изделию.  [c.61]

Исследование теплоотдячи при нагревании аргона в условиях дозвукового течения оиисано в [Л. 5-20]. Опытная труба 5 (рис. 5-1(5) выполняется из нержавеющей стали и включается в электрическую цепь генератора постоянного тока 10. Последовательно с этой трубой включается нормальное сопротивление 11 для определе-248  [c.248]

Трубопроводу, а полонсительным — к анодному заземлению. Принципиальная схема подключения генератора постоянного тока и измерительных приборов дана на рис. 3. В качестве генератора постоянного тока может использоваться любой генератор, обеспечивающий плавный подъем напряжения, например сварочный.  [c.64]

Для измерения частоты вращения наибольшее расиростраиение получили электрические тахометры следующих типов с генератором постоянного тока с генератором переменного тока импульсные и стробоскопические.  [c.434]

На рис. 86 показана схема работы агрегата АЭО-2. Из приемных валиков 1 лента проходит ванну струйной обработки 2, щеточномоечную машину 3 и последующую струйную промывку в ванне 4, после чего лента поступает на электролитическое обезжиривание в ваннах 5. В данной установке, как и в установке АЭО-1, принят бесконтактный способ подачи тока, показанный на рис. 87, позволяющий применять промышленный трансформируемый ток. В отличие от некоторых зарубежных установок, где ток пропускается непосредственно через обрабатываемое изделие (причем предварительно преобразуемый в постоянный), на данных установках использованы лишь трансформаторы переменного тока, понижающие напряжение до 7 в. Таким образом, вместо громоздкой и дорогостоящей аппаратуры (генераторов постоянного тока, выпрямителей и т. д.) применяется трансформатор, имеющий очень высокий к. п. д. по сравнению с другими электрическими машинами.  [c.176]

---

Microgeneration — Energy Education

Microgeneration — это термин, обычно используемый для описания типа генератора, который использует энергию из возобновляемых источников для питания дома, бизнеса или другого местного потребителя электроэнергии. В зависимости от местоположения пользователя и государственных законов в этой области системы разных размеров могут подпадать или не подпадать под классификацию микрогенераторов. Микрогенераторы могут быть либо «подключенными к сети», либо «автономными». В автономных микрогенераторах используются батареи, чтобы компенсировать разницу между электрической нагрузкой и производимой электроэнергией.Микрогенераторы, подключенные к сети, не имеют других запоминающих устройств и используют электрическую сеть для компенсации этой разницы.

Типы

Примерная конфигурация системы микрогенерации, которая включает в себя ветряную микротурбину, фотоэлектрическую систему и блок накопления энергии. ^[1] .

Различные системы микрогенерации, которые обычно используются, включают солнечные батареи, микроветровые турбины, комбинированные теплоэнергетические системы и микромасштабные гидростанции. Электроэнергия, вырабатываемая этими системами, обычно представляет собой постоянный ток (DC) и должна быть преобразована в переменный ток (AC) перед использованием в доме или экспортом в электрическую сеть.Это достигается с помощью устройства, называемого инвертором.

Подключено к сети

Микрогенератор, подключенный к сети, означает, что помимо подключения к нагрузке, такой как дом, он подключен к электросети и двунаправленному или «интеллектуальному» счетчику электроэнергии. Это позволяет владельцу системы экспортировать избыточную электроэнергию обратно в сеть и получать финансовую компенсацию. Подключение к сети также дает гарантию того, что независимо от погодных условий в доме всегда есть доступ к электричеству.Если система микрогенерации не производит энергию из-за отсутствия солнца или ветра, она будет потреблять электроэнергию из сети, чтобы удовлетворить потребности владельца. Однако следует отметить, что в случае отказа сети, такого как отключение электроэнергии, подключенные к сети микрогенераторы автоматически отключаются в качестве меры безопасности, чтобы предотвратить подачу напряжения в электрические линии, которые считаются отключенными и безопасными для эксплуатации. Подключенные к сети системы микрогенерации с резервным аккумулятором могут продолжать работать даже при отказе сети, но обычно только для работы с критическими или аварийными нагрузками, такими как отстойные насосы, морозильные камеры и печные вентиляторы.

Автономный

Микрогенератор, который не подключен к сети, обычно подключается к устройству накопления энергии, например к батарее. Вместо того, чтобы экспортировать избыточную электроэнергию в сеть, электричество хранится в батарее для будущего использования, когда отсутствуют ресурсы для производства электроэнергии (солнечная или ветровая). Недостатком этого подхода является то, что в часы пиковой производительности аккумулятор может полностью зарядиться, и избыточное электричество будет потрачено впустую, поскольку его нельзя хранить.Емкость аккумулятора также является проблемой, поскольку аккумулятор ограничен хранением достаточного количества электроэнергии в течение ограниченного периода времени. В зимние месяцы, когда может не хватать солнечного и ветрового потенциала, системы может быть недостаточно для удовлетворения требований к электричеству, что приводит к необходимости в резервном бензиновом или дизельном генераторе.

Экономико-экологическая экспертиза

Microgeneration предлагает домовладельцам уникальную возможность не только производить экологически чистую энергию, но и субсидировать свои прямые затраты на электроэнергию.Используя солнечные, ветряные и когенерационные системы в своих домах, потребители могут снизить потребление энергии в своем доме, а также субсидировать свои затраты на электроэнергию.

Стоимость электроэнергии

Системы

Microgeneration обычно имеют длительные периоды окупаемости, что многие потребители считают недостатком. Хотя цены продолжают падать с развитием технологий микрогенерации и повышением спроса, высокие первоначальные капитальные затраты могут быть непривлекательными для многих владельцев домов или предприятий.Однако варианты финансирования и государственные субсидии могут помочь снизить этот барьер. Хотя системам микрогенерации может потребоваться несколько лет, чтобы окупить себя, на многие системы предоставляется гарантия сроком от 10 до 25 лет.

Воздействие на окружающую среду

Microgeneration считается экологически чистой технологией при производстве электроэнергии из-за минимальных выбросов в течение жизненного цикла. ^[2] Например, солнечные фотоэлектрические установки и ветряные турбины не выделяют углекислый газ или другие газы при работе, поскольку они используют энергию солнца и ветра для выработки электроэнергии.Таким образом, во время работы микрогенераторов выбросы минимальны или отсутствуют. Выбросы действительно происходят во время производства, транспортировки и переработки / утилизации этих технологий, однако в результате выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла составляют 8-20 г CO ₂ / кВтч для ветра и 30-80 г CO ₂ / кВтч для солнечной. Для сравнения, значения для производства электроэнергии на природном газе и угле составляют 500 г CO ₂ / кВтч и 1000 г CO ₂ / кВтч соответственно. ^[3]

Для дальнейшего чтения

Список литературы

Микрогенерация технологии возобновляемых источников энергии | NFCC CPO

Описание

Микромасштабные технологии возобновляемых источников энергии становятся все более распространенными для установки или встраивания в здания.Эти технологии включают фотоэлектрические (PV), солнечные тепловые, микроветровые турбины и тепловые насосы.

Общие соображения

В целом эти системы преобразуют энергию солнца, ветра или геотермальных источников и преобразуют ее в источник энергии для собственности, на которой они установлены, в виде электричества, энергии или для обогрева собственности.

С этими системами связаны некоторые общие опасности, поскольку они обычно устанавливаются на внешнюю оболочку здания и, следовательно, представляют опасность обрушения неструктурных элементов, что, в свою очередь, может вызвать обрушение конструкции.

Фотоэлектрические (PV) системы

Фотоэлектрические (PV) панели (также называемые солнечными электрическими панелями) преобразуют энергию солнца в электричество. В строительстве несколько фотоэлектрических панелей обычно соединяются вместе, чтобы сформировать фотоэлектрический массив, и большинство панелей в настоящее время устанавливаются на существующие крыши или стены с использованием внешнего каркаса.

Фотоэлектрические панели (или модули, как их иногда называют) состоят из ряда фотоэлементов (или солнечных элементов), содержащих фотоэлектрический материал, и они могут быть разных форм и размеров.

Фотоэлектрические панели генерируют электроэнергию путем преобразования солнечного излучения в электричество постоянного тока (DC), которое, в свою очередь, преобразуется в электричество переменного тока (AC) с помощью инвертора. Типичная бытовая система будет рассчитана на 2–4 пиковых киловатт (кВт), тогда как коммерческие системы, устанавливаемые на крышу, могут иметь мощность от бытовых до 1000 кВт для крыш очень большой площади.

Фотоэлектрические массивы могут создавать постоянный ток при повышенных напряжениях, и обычно невозможно полностью изолировать электрические цепи постоянного тока между фотоэлектрическим массивом и разъединителем постоянного тока.Кроме того, фотоэлектрические модули являются устройствами ограничения тока, что означает, что предохранители вряд ли сработают в условиях короткого замыкания, что может означать, что неисправность в системе останется незамеченной. Этот сценарий может представлять риск поражения электрическим током, хотя его можно свести к минимуму за счет правильного проектирования системы, выбора продукта и методов установки.

В случае сбоя подачи переменного тока в здание (например, из-за местного отключения электроэнергии или пожара) инверторы рассчитаны на автоматическое отключение.Однако источник постоянного тока солнечной энергии (от панелей до изолятора постоянного тока) будет по-прежнему работать в дневное время. Поэтому может потребоваться вручную изолировать кабели и компоненты постоянного тока от фотоэлектрических панелей, которые в противном случае останутся под напряжением. В большинстве случаев изолирующие выключатели для кабелей постоянного тока располагаются в пространстве под крышей.

Если пожар повредит кабели постоянного тока от фотоэлектрической батареи, например, из-за сгорания изоляции, то возникнет риск поражения электрическим током от оголенных проводов постоянного тока, особенно для пожарных.

Фотоэлектрические панели

будут работать до некоторой степени в любую погоду, пока есть дневной свет, и поэтому могут вырабатывать немного электроэнергии в пасмурный день.

Были высказаны опасения относительно присутствия тяжелых металлов в некоторых конкретных типах фотоэлектрических элементов, а также того, могут ли такие металлы выделяться или выделяться во время пожара. Поэтому, хотя такие риски считаются низкими, необходимо соблюдать осторожность, как и в случае любого пожара с участием электронных элементов, при обращении с поврежденными огнем компонентами и остатками, поскольку могут присутствовать различные тяжелые металлы и другие токсины.

Существует множество более специализированных панелей, предназначенных для использования в качестве части покрытия здания, например, доступны комплексные строительные панели, солнечные панели и компоненты стеклянных фасадов. Эти продукты вместе известны как интегрированные в здание фотоэлектрические элементы (BIPV) и должны рассматриваться как кровельное покрытие.

Рисунок 1: Пример интегрированной в здание фотоэлектрической системы (BIPV) — фотография любезно предоставлена ​​Building Research Establishment (BRE)

Солнечная энергия

Другой тип технологии возобновляемой энергии может иметь вид фотоэлектрических панелей, но работать по-другому.Как и фотоэлектрические системы, солнечные тепловые системы устанавливаются на крышах домов. Солнечные тепловые системы преобразуют солнечную энергию в тепловую энергию для собственности через «коллектор». Этот «коллектор» может быть панельной или трубчатой. В отличие от фотоэлектрических систем, солнечные тепловые системы используют собранную энергию для нагрева теплоносителя, который, в свою очередь, накапливается и затем используется для обогрева собственности. Этот жидкий теплоноситель будет содержать антифриз и может достигать температуры ~ 200 ° C, а давление в системе может достигать 6 бар.

Микро-ветряные турбины

Это небольшие ветряные турбины, устанавливаемые на зданиях, которые используются для выработки электроэнергии. Турбина установлена ​​на опоре, которая крепится скобами к внешней стене или к крыше или через крышу через стальную раму, расположенную на чердаке. Подобно фотоэлектрическим системам, электричество, вырабатываемое ветряными турбинами, представляет собой постоянный ток, который преобразуется в переменный ток с помощью инвертора. Ветровые турбины устанавливаются как с контроллером ветряной турбины, который может останавливать вращение лопастей при сильном ветре, так и с разъединителем, который обеспечивает безопасное обслуживание или ремонт.

Тепловые насосы

Системы тепловых насосов работают, отбирая тепло из окружающего воздуха, воды или земли. Эти системы предназначены для обогрева всего здания и работают по тем же принципам, что и холодильники. Им требуется электричество для питания насоса; однако необходимое электричество может вырабатываться небольшой ветряной турбиной или фотоэлектрической панелью. Существует три основных типа тепловых насосов: грунтовый, воздушный и водный. Эти системы не представляют каких-либо известных специфических опасностей для пожарных.

Земляные тепловые насосы

Земляные тепловые насосы используют постоянную температуру земли, преобразовывая и передавая это тепло в дом или здание, обычно через радиаторы или полы с подогревом. В грунтовых тепловых насосах используются трубы, заглубленные в землю для извлечения тепла из земли. Тепловой насос с грунтовым источником циркулирует рабочую жидкость (обычно смесь воды и антифриза) через контур трубы (контур заземления), закопанный в землю. Тепло от земли поглощается жидкостью, а затем проходит через теплообменник в тепловой насос.

Тепловые насосы с воздушным источником

Тепловые насосы с воздушным источником отбирают тепло из наружного воздуха так же, как холодильник отводит тепло изнутри. Он может получать тепло от воздуха даже при температуре до -15 ° C. Тепло из воздуха при низкой температуре поглощается рабочей жидкостью. Затем эта жидкость проходит через компрессор, где ее температура повышается, и передает тепло с более высокой температурой в контуры отопления и горячего водоснабжения помещения. Нагретый воздух может циркулировать по зданию через воздуховоды.Эти системы обычно устанавливаются на внешней стене близко к земле.

Водяные тепловые насосы

Водяные тепловые насосы используют энергию воды для обеспечения тепла, подходящего для домов или зданий. Насосная система забирает тепло от воды и передает это тепло газу. Газ проходит в конденсатор, который возвращает его в жидкое состояние, при этом выделяется тепло. Это тепло передается в систему распределения тепла в доме или здании.

Неотъемлемые преимущества

Общие

• В некоторых системах будут установлены разъединители

Ветряные микротурбины:

• Легко идентифицировать, поскольку они расположены на определенной высоте над крышей
• Если лопасти не вращаются, то нет электричества создается

Тепловые насосы:

Собственные опасности

Общие

• Существует риск того, что установки e.грамм. панели, стекло от панелей, солнечные трубки, микроветровые турбины или лопасти турбин могут разбиться и упасть на персонал ниже
• Эти установки могут быть нелегко идентифицированы, например, BIPV, и могут быть скрыты (плоская крыша)
• Май неочевидно, является ли панель фотоэлектрической или солнечной тепловой, и с ними связаны разные опасности
• Массивы для фотоэлектрической или солнечной тепловой энергии, расположенные отдельно от крыши, могут вызывать эффект канализации, тем самым усугубляя пожар, затрагивающий крышу
• Должен крыша здания может пострадать от пожара, тогда дополнительная механическая нагрузка из-за веса установки или дополнительная ветровая нагрузка, вызванная установкой, может вызвать преждевременное обрушение крыши
• Плохо установленные системы могут препятствовать или ограничивать использование мансардных окон в качестве средства эвакуации или препятствия тушению пожара
• Доступ к разъединителям может быть ограничен
• Риск поражения электрическим током f из фотоэлектрических систем, ветряных турбин и тепловых насосов
• Фотоэлектрические системы и ветряные турбины вырабатывают электроэнергию постоянного тока

Фотоэлектрические системы

• Существуют потенциально очень высокие напряжения постоянного тока (до 1000 вольт постоянного тока в больших установках), которые более опасны, чем автомобили. электрические и обычные (AC) электрические установки
• Части системы всегда находятся под напряжением, пока свет падает на панели (искусственное освещение может генерировать небольшие токи)
• Если конструкция сделана из металла или стального каркаса, то случайное замыкание может привести к части здания находятся под напряжением
• Существует риск поражения электрическим током, если кабели порезаны или повреждены в результате пожара
• Панели могут нагреваться (от солнца) с (незначительным) риском ожогов
• Возможное воздействие к тяжелым металлам

Солнечная энергия

• Отказ или поломка панели или трубок может привести к выбросу горячей жидкости (> 200 ° C) или пара, что может вызвать ожоги или ожоги 90 112
• Жидкость может присутствовать при давлении до 6 бар

Лопасти ветряной турбины

• Риск поражения электрическим током при вращении лопастей и повреждении проводки

Тепловые насосы

• Применяются общие правила электробезопасности

Далее информация

Пожарная безопасность и солнечные электрические / фотоэлектрические системы, BRE

Руководство по установке систем возобновляемой энергии на крышах жилых домов, NHBC Foundation

Веб-сайт NAE — Технология микрогенерации: формирование энергетических рынков

Технологии микрогенерации могут привести к сдвигу парадигмы в доставке энергии.

За последние несколько десятилетий развитие технологий постепенно улучшило способы производства и доставки энергии потребителям. Но в фундаментальном отношении энергетическая система остается такой же, как и в 1950-х годах. Технология ядерных реакторов может изменить парадигму в секторе производства электроэнергии, но из-за обеспокоенности общественности безопасностью реакторов и утилизацией отходов ее перспективы не были полностью реализованы.

Сегодня развитие технологий при поддержке правительства и частного сектора, которое велось на протяжении десятилетий, начало приносить результаты — системы микрогенерации теперь доступны на коммерческой основе и начинают проникать на энергетические рынки.Появление технологий микрогенерации может привести к смене парадигмы в двух ключевых элементах системы доставки энергии: распределенной генерации и водородных системах.

Распределенная генерация. На основе ряда новых коммерческих технологий производства электроэнергии, таких как топливные элементы, а также значительных усовершенствований традиционных систем на основе двигателей, теперь мы можем представить себе электрическую систему, в которой энергия вырабатывается очень близко к обслуживаемой нагрузке. ; генераторы будут на несколько порядков меньше (т.е. от 10 до 1000 кВт), чем традиционные электростанции от 100 до 1000 МВт. Системы распределенной генерации будут иметь несколько преимуществ перед существующей системой центральной станции / электросети:

• высокий уровень надежности
• модульность, позволяющая постепенно увеличивать мощность
• потенциально очень низкие капитальные затраты (на основе установленной мощности в долларах / кВт) в результате экономии на массовом производстве (невозможно с парадигмой центральной станции)
• улавливание отработанного тепла, которое затем может быть использовано на объекте в системах комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ)
  минимальное воздействие на окружающую среду, особенно в системах ТЭЦ
• управление заказчиком (непрактично в большой, обезличенной и часто удаленной существующей системе)
  

Водородные системы. Водород уже давно является широко производимым и потребляемым товаром в нашем индустриальном обществе. Однако его использование в качестве топлива для замены природного газа и нефти, хотя и признано возможным, не использовалось из-за предполагаемых трудностей создания инфраструктуры распределения. Но с развитием технологий распределенное производство водорода для использования в приложениях с прямым сгоранием, а также в топливных элементах будет не только осуществимо, но и будет становиться все более привлекательным с экономической точки зрения.

В этой статье описываются некоторые технологические разработки, которые делают возможными эти две смены парадигм, а также наиболее значительные препятствия на пути их широкомасштабного проникновения на рынок.

Системы распределенной генерации
Развивающиеся технологии распределенной генерации электроэнергии и связанные с ними технологии управления и системной интеграции разделены на категории. За последнее десятилетие во многих областях был достигнут значительный технический прогресс.

Технические разработки, кратко описанные ниже, ведут к коммерческому внедрению малых систем распределенной генерации, которые предлагают потребителям экономичную и надежную электроэнергию, вырабатываемую на месте.Эти системы, которые проникают на рынки на уровнях, которые были почти немыслимы всего несколько лет назад, находятся в авангарде глубоких, фундаментальных изменений в мировой электрической системе.

Microgeneration Technologies на ископаемом топливе
Некоторые из наиболее интересных разработок в этой области относятся к традиционным двигателям внутреннего сгорания, микротурбинам, системам двигателей Стирлинга и твердооксидным топливным элементам.

Широко используемые в приложениях резервного питания и пиковых нагрузок на протяжении десятилетий, двигатели внутреннего сгорания были существенно усовершенствованы за последние несколько лет, чтобы достичь ожидаемого срока службы до 50 000 часов при непрерывной работе, более высокого КПД (в настоящее время более 30 процентов) и более низкие выбросы критериальных загрязняющих веществ (достаточно низкие, чтобы их можно было эксплуатировать в большинстве городских ангаров).Европейские компании представили системы двигателей в диапазоне от 10 до 100 кВт с интеграцией ТЭЦ, которые могут окупить клиентов в течение одного-трех лет. Системы двигателей внутреннего сгорания с основной мощностью и когенерацией стали обычным явлением в коммерческих приложениях (например, в многоэтажных офисных зданиях в центре города, на предприятиях пищевой промышленности и в торговых точках) как в Соединенных Штатах, так и в Европе. Системы управления бытовыми нагрузками (от 5 до 10 кВт) сейчас внедряются в Европе.

За последние три года генераторные установки на базе микротурбин в диапазоне от 30 до 200 кВт были коммерчески внедрены рядом компаний по обе стороны Атлантики и в Японии, часто с мощностью ТЭЦ, использующей доступное высокопотенциальное тепло. в выхлопном потоке турбины.Благодаря технологической линии вспомогательных турбин самолетов и турбонагнетателей грузовых автомобилей, микротурбины имеют однокомпонентные сердечники, воздушные подшипники и специально разработанные рекуператоры, а также очень сложную силовую электронику для преобразования высокочастотной (от 50 000 до 100 000 Гц) мощности переменного тока в мощность постоянного тока. а затем обратно к сети переменного тока. Эффективность повышается, но обычно составляет менее 30 процентов, особенно если требуется сжатие топливного потока природного газа. Стоимость ниже 1000 долларов за кВт, но все же намного выше, чем у генераторных установок с двигателем внутреннего сгорания.Производители микротурбин ожидают, что стоимость продукции значительно снизится по мере увеличения объемов производства просто из-за эффекта кривой обучения.

Цикл Стирлинга исследовался в течение многих лет, но столкнулся с серьезными инженерными проблемами. За последние пять лет несколько предприимчивых компаний обратились к этим постоянным проблемам и решили их и ввели в коммерческую эксплуатацию генераторные установки Стирлинга мощностью от 5 до 50 кВт. Поскольку рабочая жидкость в системах Стирлинга нагревается за счет внешнего сгорания топлива, они очень универсальны и могут работать на низкосортном синтез-газе, свалочном газе, биогазе и даже отходящем тепле, а также на концентрированном солнечном излучении.Обладая высокой эффективностью (первые коммерческие блоки находятся в диапазоне от 30 до 35 процентов, а лабораторные демонстрации показали лучше, чем 40 процентов) и компонентами, производимыми традиционными поставщиками автомобильных двигателей, микрогенераторы Стирлинга потенциально могут быть исключительно привлекательными с экономической точки зрения.

Хотя твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ) еще не доступны на рынке, за последние пять лет был достигнут значительный прогресс в отношении пар топливных элементов, в которых электролит является керамическим (обычно цирконий, стабилизированный иттрием).Несмотря на то, что сложные технические проблемы термостойкости и герметичности еще предстоит решить, предкоммерческие системы в настоящее время демонстрируются рядом компаний по всему миру. ТОТЭ работают при высоких температурах (от 600 до 1000 ° C), таким образом, предлагая отличный потенциал для применений ТЭЦ, и имеют то преимущество, что они могут работать на ископаемом топливе, подвергнутом легкому предварительному риформингу, вместо потока чистого водорода, необходимого для систем с полимерными мембранами. ТОТЭ по своей природе имеют высокий КПД (40 процентов или выше).

Возобновляемые микрогенераторы
Интенсивные усилия, направленные на развитие систем возобновляемой энергии правительствами и частным сектором на протяжении более 30 лет, начали приносить серьезные коммерческие предложения в двух областях: технологиях ветроэнергетики и фотоэлектрической энергии.

Технология ветроэнергетики быстро развивалась в последние два десятилетия, и ветряные турбины в диапазоне от 500 кВт до 3 МВт в настоящее время коммерчески используются по всему миру в крупных ветряных электростанциях.Имеющиеся в продаже ветроэнергетические системы производят электроэнергию по ценам, которые конкурентоспособны с электроэнергией, вырабатываемой традиционными электростанциями и доступной в сети. Хотя в принципе ветряные турбины можно размещать индивидуально (и часто они находятся в удаленных местах, таких как ретрансляторы телекоммуникационных сетей, автономные кабины и исследовательские станции в Антарктиде), они не подходят для распределенной генерации в городских районах. Следовательно, они внесут лишь незначительный вклад в смену парадигмы.

Наиболее значительный технический прогресс в распределенных системах возобновляемой энергии произошел в фотоэлектрических элементах — прямом производстве электричества посредством солнечного света, поглощаемого полупроводником и возбуждающего электроны в нем. Прогресс в области тонкопленочных фотоэлектрических устройств (например, использующих пленки полупроводников, таких как аморфный кремний, CdTe и диселенид меди-индия) несколько разочаровал. Тем не менее, характеристики кристаллического кремния, особенно тонколенточного поликристаллического кремния, продолжают улучшаться (КПД от 12 до 20 процентов).Затраты постепенно снижаются на 80-процентной кривой опыта или «обучения». Фотоэлектрические модули теперь доступны на мировом рынке по цене менее $ 3,00 / Вт, а фотоэлектрические системы, интегрированные в здание (например, черепица, декоративные панели, солнцезащитные козырьки и световые люки), широко устанавливаются в подключенных к сети приложениях в Европе и Японии. , и США. Между тем, рынок автономных систем в развивающихся странах и некоторые коммерческие приложения (например, заградительное и строительное освещение, телефонные будки, сигнальные огни и вывески), а также многочисленные телекоммуникационные приложения продолжают расти.

Ежегодное мировое производство фотоэлектрических модулей сейчас находится в диапазоне 500 МВт, а общий рынок продолжает расти со скоростью от 20 до 35 процентов в год (Maycock, 2003; Schmela, 2002). Крупные производители и малые предпринимательские компании быстро наращивают производственные мощности, используя высокоавтоматизированные производственные технологии, которые продолжают снижать стоимость ватта. Даже при сегодняшних установочных затратах от 5 до 6 долларов за Вт фотоэлектрические элементы могут конкурировать с обычной пиковой мощностью в некоторых частях США, Западной Европы и Японии.Стимулы, предлагаемые многими правительствами, делают экономику еще более привлекательной (Eckhart et al., 2003).

Качество электроэнергии и хранение
Технические достижения в области качества электроэнергии и хранения слишком многочисленны, чтобы их можно было здесь подробно обсуждать. В качестве иллюстрации, технология сверхпроводящих магнитов, разработанная Fermilab для приложений ускорителей, была адаптирована для создания маломасштабного сверхпроводящего магнитного накопителя энергии (micro-SMES) для стабилизации напряжения и мгновенного переноса во время провалов линейного напряжения.Микро-SMES коммерчески доступны уже несколько лет. Еще одна уникальная технология, которая сейчас выходит на коммерческий рынок резервного питания для телекоммуникаций, — это цинково-воздушный топливный элемент, в котором крошечные гранулы цинка окисляются на анодной стороне топливного элемента с усовершенствованным воздушным катодом для выработки электроэнергии при отключении сети. Когда сетевое напряжение снова становится доступным, свежие гранулы цинка регенерируются из оксида в системе.

Hydrogen Systems Technology
Основные технологии производства водорода путем риформинга ископаемого топлива или электролиза воды известны давно.Установки парового риформинга метана (SMR) в промышленных масштабах широко используются в химической и нефтехимической промышленности. Действительно, водород является одним из наиболее широко производимых товаров в мировой экономике (Heydorn and Zuanich, 1998). Задача, которую решали многие компании в последние несколько лет, состоит в том, чтобы уменьшить масштабы систем производства водорода при сохранении разумной стоимости продукции.

Распределенный электролиз
Развитие технологий как электролиза с протонообменной мембраной (PEM), так и электролизеров на основе щелочного электролита (KOH) привело к коммерческому внедрению систем, способных производить от 50 до 5000 стандартных кубических футов (scf) / час. чистого (99.99+) газообразный водород путем электролиза воды. При больших затратах на электроэнергию (<3 центов / кВтч) эти электролизеры могут производить водород по ценам, конкурентоспособным с водородом, транспортируемым в виде сжатого газа в трубчатых прицепах или криогенным способом в виде жидкости h3. Применения включают охлаждение генератора, обработку полупроводников и гидрирование пищевых продуктов. Когда водородные транспортные средства появятся на рынке, эти электролизеры также можно будет использовать для их заправки, даже в индивидуальных жилых домах.

Мелкомасштабный риформинг
Уменьшение размеров установок риформинга в промышленном масштабе никогда не было доказано экономически выгодным, но несколько предпринимательских компаний достигли отличных результатов за последние несколько лет с новыми конструкциями реакторов и уникальными катализаторами, которые позволяют распределенное производство h3 по ценам, конкурентоспособным с гораздо более крупные системы.Коммерческое внедрение этих маломасштабных (2000 стандартных кубических футов в час) SMR только начинается в промышленных приложениях. Эти системы также идеально подходят для размещения на «заправках» для заправки автомобилей водородом.

Топливные элементы с протонообменной мембраной
Огромные усилия за последнее десятилетие были вложены в разработку стопок и систем топливных элементов с протонообменной мембраной (PEM). Не только усовершенствована мембранная технология, но и достигнуты значительные успехи в сроке службы, эффективности и сокращении затрат систем топливных элементов с PEM.Несмотря на этот прогресс, оказалось, что усовершенствовать технологию PEM намного сложнее, и она по-прежнему стоит дороже, чем многие ожидали. На сегодняшний день не было крупномасштабного коммерческого внедрения топливных элементов PEM для стационарных или автомобильных приложений.

Хранение водорода
Основным достижением в области хранения водорода стало усовершенствование резервуаров для хранения сжатого газа. Используя технологию углеродного волокна для усиления алюминиевых резервуаров, в настоящее время обычно достигается давление 5000 фунтов на квадратный дюйм, а резервуары на 10000 фунтов на квадратный дюйм находятся в стадии разработки.Также продолжается работа над различными металлическими и неметаллическими гидридами, а также над углеродными нанотрубками в качестве материалов для хранения; некоторые ранние версии маломасштабных систем хранения гидридов доступны на рынке. Хотя приемлемая объемная плотность энергии для хранения водорода все еще является проблемой, благодаря техническому прогрессу по нескольким направлениям она вызывает гораздо меньше беспокойства, чем это было даже несколько лет назад.

Транспортные средства, работающие на водороде
Идея автопарка, работающего на водороде, захватила общественное воображение, поскольку она может значительно снизить количество загрязняющих веществ в соответствии с критериями и в конечном итоге может привести к полностью устойчивой транспортной энергетической системе, основанной на возобновляемых источниках энергии. водород.Из-за технических и экономических проблем, связанных с внедрением транспортных средств, работающих на топливных элементах PEM, автопроизводители отложили широкомасштабное внедрение автопарков на основе PEM (хотя два японских автопроизводителя недавно представили автомобили на топливных элементах в ограниченном количестве в Калифорнии). Однако несколько автопроизводителей изучают гибридные автомобили, в которых двигатель внутреннего сгорания работал бы на водороде в качестве топлива. Теперь, когда распределенное производство водорода технически доступно по разумным ценам, водородно-гибридный автомобиль может стать способом внедрения водорода в качестве автомобильного топлива.В конечном итоге это может привести к развитию инфраструктуры водородного топлива даже до того, как стоимость технологии топливных элементов с PEM снизится до экономичного уровня.

Выход на рынок
По существу все новые энергетические технологии, обсуждаемые в этой статье, являются «разрушительными технологиями» (Bower and Christensen, 1995; Christensen, 2000). Подрывные технологии часто выходят на рынок со значительными недостатками производительности (например, стоимостью, эффективностью, сроком службы), но, обслуживая нишевые рынки, на которых они конкурентоспособны, они приобретают опыт, улучшают производительность и, в конечном итоге, превосходят по производительности известные технологии, даже если они являются массовыми. технологии также могут со временем улучшаться в производительности.

Например, микротурбинные генераторы вышли на рынок с меньшими затратами и производительностью по сравнению с электрической сетью. Первоначально они были наиболее успешными на рынках, где у них есть уникальное преимущество, например, на производстве электроэнергии на нефтяных месторождениях, где в качестве топлива используется факельный газ. По мере увеличения объемов производства можно ожидать, что микротурбины будут постепенно снижаться по кривой затрат, а производительность улучшится в результате технических усовершенствований, основанных на полевом опыте.Таким образом, со временем они смогут конкурировать на основном рынке.

Фотоэлектрические устройства — еще одна иллюстрация. Представленные в начале космической программы, они были и остаются чрезвычайно дорогими устройствами при использовании в космических приложениях. По мере того, как со временем совершенствовались устройства и производственные технологии и увеличивались единичные объемы, затраты снижались, а эффективность повышалась. Фотоэлектрические системы теперь могут обращаться к более широкому рынку, и вырабатываемая фотоэлектрическими батареями электроэнергия в настоящее время конкурирует с генерируемой традиционными методами пиковой мощностью на многих рынках.Дальнейшее снижение стоимости модуля (до 2,00 долл. США / Вт), которое явно достижимо, откроет еще более крупные рынки и, в свою очередь, сделает технологию еще более конкурентоспособной по сравнению с поколением центральных станций.

Важно понимать, что технологии распределенной генерации должны конкурировать со стоимостью поставляемой мощности на нагрузке, а не только со стоимостью центральной генерации на шине. Затраты на передачу и распределение (включая капитальные, а также эксплуатационные затраты, такие как обрезка деревьев, замена трансформатора и потеря сопротивления) могут в два-три раза превышать стоимость основной мощности.К сожалению, в Соединенных Штатах техническое обслуживание и модернизация электросети иногда были менее чем адекватными. В результате электрическая сеть имеет риск надежности, который может быть неприемлемым для конечных пользователей с критическими электрическими нагрузками, которые, поскольку требуют передовых электронных средств управления, часто уязвимы даже для незначительных провалов напряжения, а также для отключений любой продолжительности. .

Кроме того, в результате социальных и нормативных решений, принятых с течением времени, фактическая стоимость предоставления электрических услуг определенным потребителям (например,ж., удаленные / сельские дома или деревни) может быть намного выше, чем может взимать коммунальное предприятие. В этих ситуациях распределенная генерация может быть экономически привлекательной для коммунальных предприятий, обслуживающих клиентов в этих местах.

Указываются виды входных рынков, на которых системы распределенной генерации могут занять «плацдарм» (используя терминологию Джеффри Мура [1999]). Распределенные системы уже существенно проникли на мировой рынок электроэнергии. Недавнее исследование Всемирного альянса за децентрализованную энергетику показывает, что проникновение составляет 7 процентов генерации во всем мире, а в некоторых странах — от 30 до 50 процентов (Brown, 2002).Со временем эти проценты, вероятно, значительно увеличатся, а системы распределенной генерации станут более привлекательными с экономической точки зрения и продемонстрируют исключительную надежность; модель электроснабжения с центральной станцией / передающей и распределительной сетью будет постепенно вытеснена.

Установившаяся парадигма нефтяной транспортной системы также со временем подвергнется атаке водорода. Вопрос о том, как создать водородную инфраструктуру, горячо обсуждался, и простого решения не нашлось.Одна из моделей, которая считается вероятной, заключается в том, что автопарки будут переоборудованы на автомобили, работающие на водороде, возможно, на водородно-гибридные автомобили, о которых говорилось ранее. В альтернативной модели, двухтопливной гибридной, существующие гибридные автомобили будут оснащены небольшим водородным баком для сжатого газа с запасом хода до 100 миль; существующий бензобак удовлетворяет требованиям большей дальности полета (Shaw, 2002a, b). С этой моделью водородные заправочные станции могут быть установлены только в центрах городов (возможно, первоначально только в двух или трех городах), что избавит от необходимости оборудовать все (приблизительно) 100 000 U.S. заправочные станции с возможностью заправки водородом одновременно. По мере увеличения размера парка водородное топливо будет расширяться за пределы центра города и со временем в большее количество городов. Эта модель аналогична традиционным стратегиям выхода на рынок потребительских товаров. Для первых приверженцев двухтопливных гибридов могут быть предусмотрены такие стимулы, как удобные «зеленые» парковочные места и доступ к полосам движения для HOV.

Независимо от того, какой подход к созданию широко распространенной водородной инфраструктуры будет принят, нет никаких сомнений в том, что распределенное производство водорода будет ключевым компонентом, при этом маломасштабные SMR будут выбором там, где есть природный газ, и электролизерами, где он есть. нет.Эти технологии доступны сегодня и, следовательно, могут способствовать более раннему, чем ожидалось, развитию водородной инфраструктуры.

Устранение барьеров
Главный сдвиг в промышленной парадигме всегда будет встречать сопротивление со стороны устоявшихся интересов. Несмотря на привлекательную экономику распределенной генерации во многих приложениях, электроэнергетические компании часто рассматривают ее как угрозу. Они утверждают, что использование сети в качестве резервной копии распределенных систем приведет к «замораживанию» (неэкономичности) существующих коммунальных активов, которые были одобрены в процессе регулирования.В некоторых случаях коммунальные предприятия выступают за экономические штрафы для клиентов, которые отключаются от сети или используют ее в качестве резервной копии. Некоторые юрисдикции заняли активную позицию в поддержку распределенной генерации, включая принятие положений о «чистом измерении», которые позволяют мелким производителям продавать избыточную мощность обратно в сеть. Но даже в поддерживающих юрисдикциях коммунальные предприятия часто придерживаются медленного подхода, что затрудняет внедрение распределенной генерации.

Разумное беспокойство, высказываемое коммунальными службами, является так называемым «изолированием» — когда сеть не работает, если подключенные к ней системы распределенной генерации посылают ток в сеть, они могут создать угрозу безопасности для линейных рабочих.Недавнее принятие стандарта IEEE, охватывающего межсоединения для распределенных систем, должно помочь облегчить эту проблему (COSPP, 2003), но некоторые коммунальные предприятия продолжают применять свои собственные стандарты или просто полностью препятствуют межсоединениям. По мере накопления опыта многие опасения по поводу распределенной генерации будут решены с помощью строгих инженерных методов и исчезнут из поля зрения. Фундаментальный вопрос о праве на межсетевое соединение необходимо будет решить посредством законодательства о реструктуризации на уровне штата или на федеральном уровне.

Что касается водородной инфраструктуры, смена парадигмы произойдет, когда все заинтересованные игроки почувствуют, что экономика приемлема и что рыночный спрос есть. Практически все крупные нефтяные и автомобильные компании активно участвуют в разработке и тестировании систем производства водорода и автомобильных силовых установок, использующих водород (как топливных элементов, так и двигателей внутреннего сгорания). Правительства всего мира продемонстрировали свою поддержку перехода на водород, финансируя развитие технологий и решительно поддерживая стандарты качества воздуха, которые делают более чистые транспортные средства жизненно важными.В какой-то момент произойдет сдвиг, эквивалентный фазовому переходу в физических системах, и части выстроятся в линию, чтобы создать водородную инфраструктуру. Как заметил Сет Данн, «структурные изменения могут происходить с удивительной скоростью, когда люди перестают принимать доминирующую парадигму как должное» (Dunn, 2000, 2001).

Заключение
Усилия по развитию систем распределенной генерации и производства водорода в последнее десятилетие и в более крупных масштабах начали окупаться с коммерческой точки зрения с выходом на энергетические рынки продуктов, которые обеспечивают экономичное и надежное производство электроэнергии в малых масштабах и распределенные системы для производство водорода на объектах заказчиков.По мере того как эти новые технологически ориентированные продукты продолжают проникать на соответствующие рынки, неизбежно последуют серьезные изменения в способах работы этих рынков.

Ссылки

Bower, J.L., and C.M. Кристенсен. 1995. Подрывные технологии: ловить волну. Harvard Business Review 73 (1): 43-53.
Браун, М. 2002. Начиная с 7 процентов: новое исследование дает количественную оценку децентрализованной энергетики во всем мире. Когенерация и производство электроэнергии на месте 3 (6): 25-29.
Кристенсен, К.М. 2000. Дилемма новатора: когда технологии приводят к краху великие фирмы. Нью-Йорк: HarperCollins.
COSPP (когенерация и производство электроэнергии на площадке). 2003. Краткая сводка новостей. 4 (1): 10.
Данн, С. 2000. MicroPower: следующая электрическая эра. Документ WorldWatch 151. Вашингтон, округ Колумбия: Институт Worldwatch.
Dunn. С. 2001. Будущее водорода: к устойчивой энергетической системе. Документ WorldWatch 157. Вашингтон, округ Колумбия: Институт Worldwatch.
Экхарт, М.Т., Дж.Л. Стоун, К.Ратледж. 2003. Финансирование роста PV. В Справочнике по фотоэлектрической науке и технике, редакторы А. Луке и С. Хегедус. Нью-Йорк: скоро появится John Wiley & Sons, Inc.
Heydorn, B., and J. Zuanich. 1998. Обзор продукции CEH: Водород. Подготовлено под эгидой «Справочника по химической экономике». Менло-Парк, Калифорния: SRI International.
Maycock, P.D. 2003. Без названия. PV News 22 (3): 1.
Мур, Г.А. 1999. Преодолевая пропасть: маркетинг и продажа высокотехнологичной продукции основным потребителям.Нью-Йорк: HarperCollins.
Шмела, М. 2002. Превосходя ожидания: обзор рынка мирового производства ячеек в 2001 году. Photon International Issue 3: 38-42.
Шоу, Р.В., младший, 2002a. Инвестиции в водородные технологии. Представлено на конференции Globe 2002, Ванкувер, Британская Колумбия, март 2002 г.
Shaw, R.W., Jr. 2002b. Водородная инфраструктура: как это сделать. Представлено на Круглом столе по инвестициям в водородную инфраструктуру Montreux Energy, Шантильи, Вирджиния, ноябрь 2002 г.

% PDF-1.4 % 75 0 объект > / Метаданные 4874 0 R / Страницы 1 0 R / StructTreeRoot 3723 0 R / Тип / Каталог >> эндобдж 4874 0 объект > поток 2008-02-14T07: 02: 16-07: 00hp scanjet 8200 series TWAIN2008-02-14T07: 11: 17-07: 002008-02-14T07: 11: 17-07: 00 Подключаемый модуль Adobe Acrobat 8.11 Paper Capture / pdfuuid : e05c75af-c5ca-4617-8111-e188bf226f8auuid: 12bea9cb-db91-400f-b955-4cb07d3cdf08 конечный поток эндобдж 1 0 объект > эндобдж 3723 0 объект > эндобдж 565 0 объект > эндобдж 593 0 объект > эндобдж 592 0 объект > / CM11> / CM12> / CM13> / CM14> / CM15> / CM16> / CM17> / CM18> / CM19> / CM20> / CM21> / CM22> / CM23> / CM24> / CM25> / CM26> / CM27> / CM28> / CM29> / CM30> / CM31> / CM32> / CM33> / CM34> / CM35> / CM36> / CM37> / CM38> / CM39> / CM1> / CM2> / CM3> / CM4> / CM5> / CM6> / CM7> / CM8> / CM9> / CM40> / CM41> / CM42> / CM43> / CM44> / CM45> / CM46> / CM47> / CM48> / CM49> / CM50 >>> эндобдж 2359 0 объект > эндобдж 2440 0 объект > эндобдж 2784 0 объект > эндобдж 2785 0 объект > эндобдж 2848 0 объект [4716 0 R 4718 0 R 4719 0 R 4720 0 R 4721 0 R 4722 0 R 4725 0 R 4726 0 R 4729 0 R 4730 0 R 4732 0 R 4733 0 R] эндобдж 4716 0 объект > эндобдж 4718 0 объект > эндобдж 4719 0 объект > эндобдж 4720 0 объект > эндобдж 4721 0 объект > эндобдж 4722 0 объект > эндобдж 4725 0 объект > эндобдж 4726 0 объект > эндобдж 4729 0 объект > эндобдж 4730 0 объект > эндобдж 4732 0 объект > эндобдж 4733 0 объект > эндобдж 4731 0 объект > эндобдж 77 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] >> / Type / Page / LastModified (D: 20080214070509-07’00 ‘) >> эндобдж 147 0 объект > эндобдж 4843 0 объект > поток HW] ۸} S-vd ~

(PDF) Менеджер спроса для потребителей энергии с локальным хранилищем и микрогенерацией

2 Schreiber, M., et.al

Бразильский архив биологии и технологий. Vol.62 no.spe: e191

, 2019 www.scielo.br/babt

Хорошо известный элемент

находится на переднем крае и становится основополагающим для решения этих новых задач

: локальное хранение энергии, близкое к окончанию потребления . Хранение электрической энергии

в аккумуляторах позволяет создавать системы управления, как для непрерывной подачи,

, компенсирующие прерывистость локальной микрогенерации (случай большинства возобновляемых источников

), так и для подачи энергии в случае сбой электропитания в сети концессионера

.Управление спросом на потребительские нагрузки в сценарии непрерывного увеличения

на временной шкале обеспечивает большую эффективность потребления всей доступной энергии

как местной, так и накопленной электрической сетью [2]. В этом случае таблица

затрат в зависимости от времени суток с учетом различных тарифов позволяет более

интеллектуального и эффективного потребления за счет использования аккумуляторов, заряжая их за

часов с наименьшими затратами и используя их. в часы высокой стоимости, с преимуществами для обеих сторон энергосистемы

: поставщика / дистрибьютора и потребителя.

Codemo; Эрсеге; Занелла, (2013) утверждают, что использование больших батарей в конце

объектов и может снизить среднюю стоимость электропитания с помощью этой процедуры, показывая

прямого воздействия использования батарей в качестве средства сокращения затрат на энергию [3]. Система локального накопления электроэнергии

гарантирует подачу электроэнергии во время возможных сбоев в локальном электроснабжении

, обычно рассчитанные на питание потребляющих нагрузок в течение определенного периода,

классифицируются как основные, однако по сути компенсируют перемежаемость

микрогенерации, если она присутствует [4].Он также становится агглютинирующим элементом различных

источников прерывистой энергии, включая саму локальную электрическую сеть, используемых только в моменты низкой стоимости

или при недостаточной микрогенерации и исчерпанном хранилище.

важно помнить, что этот тип потребителя (называемый просьюмером, или просьюмером, производителем и потребителем

) смягчает новые инвестиции концессионеров энергии в расширение

их систем генерации и распределения, улучшая коэффициент загрузки их

объекта.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Микрогенерация электроэнергии в месте потребления может приобретать различные характеристики

, в зависимости от его подключения к нагрузкам и локальной сети. Для

возобновляемых источников необходимо иметь элемент преобразователя энергии (например, солнечную

фотоэлектрическую в электрическую) и накопительный элемент, будь то аккумуляторная батарея или любой другой тип аккумулятора энергии

.

В автономной микрогенерации (отключенной от любой распределительной сети) вся произведенная энергия

накапливается и потребляется на месте.В целом, это единственный вариант для

населенных пунктов, удаленных от торговых сетей.

В подключенной микрогенерации произведенная энергия потребляется на месте, и любой излишек

передается в распределительную сеть в соответствии с установленными правилами, которые позволяют

получать энергетические кредиты для баланса, зарегистрированного в конце каждого периода [6]. Локальная электрическая сеть

выполняет роль накопительного элемента для прерывистой генерации,

иногда получает, а иногда и обеспечивает энергию.

Выбранный подход развивается в третьей возможности: полуавтономная

микрогенерация. Таким образом, качественно переключение того, какой из доступных источников будет

поставщиком энергии для зарядов, происходит через запрограммированный микроконтроллер, который

отслеживает состояние заряда аккумулятора, направляя заряды блока потребителя в

в шахматном порядке для локального накопления, когда этого достаточно, теперь для местного концессионера

, когда этого накопления недостаточно [5].

Эта конфигурация требует реверсивного переключения различных нагрузок с переменным током

(AC) и специального программирования, которое контролирует эти два источника переменного тока, возможно, не

, синхронизированных друг с другом и с разными формами волн. Эти три описанные конфигурации

показаны на Рисунке 1, с акцентом на последней, которая предлагается.

Микрогенерация и интеллектуальные сети: контекст Альберты

постоянного тока.идентификатор. цитирование

Дойл, М. С. (2019). Микрогенерация и интеллектуальные сети: контекст Альберты (неопубликованный магистерский проект). Университет Калгари, Калгари, штат Алабама.

dc.description.abstract

Альберта постановила, что к 2030 году 30 процентов ее электроэнергии должно вырабатываться из возобновляемых источников. Микрогенерация — это тип производства электроэнергии, который может способствовать достижению этой цели. Микрогенерация обеспечивает множество экологических и экономических выгод, таких как сокращение выбросов парниковых газов и других форм загрязнения, уменьшение потребности в дополнительной инфраструктуре передачи и более низкие оптовые цены на электроэнергию.В настоящее время микрогенерация составляет лишь 0,25 процента от выработки электроэнергии в Альберте, но является быстрорастущим источником электроэнергии в провинции: солнечная микрогенерация выросла на 500 процентов с 6 МВт в 2015 году до 35 МВт в 2018 году (Alberta 2018a). Правительство Альберты хотело понять, как микрогенерация может способствовать достижению поставленной цели в области возобновляемой электроэнергии и как можно поддержать рост отрасли. Поэтому в марте 2017 года правительство поручило Комиссии по коммунальным предприятиям Альберты завершить анализ распределенной генерации, включая микрогенерацию, и выявить препятствия на пути роста распределенной генерации в провинции (Alberta 2018e).Один из выявленных барьеров заключался в том, что максимальное количество микрогенерации, которое может быть интегрировано в распределительную сеть Альберты, неизвестно. Существует ограниченная возможность отслеживать, сколько микрогенерированной электроэнергии добавляется в сеть за один раз. Таким образом, максимально допустимое количество микрогенерации, которое может быть добавлено в сеть, не определено, что вызывает опасения относительно безопасности и надежности сети. Это ограничивает стимул владельцев распределительных проводов1 к интеграции микрогенерации в сеть и препятствует инвестированию в микрогенерацию, ограничивая рост микрогенерации в провинции.Этот недостаток понимания мощности сети необходимо будет устранить, чтобы способствовать росту распределенной генерации в Альберте в рамках усилий по увеличению производства электроэнергии из возобновляемых источников в провинции. Технологии Smart gird могут обеспечить прозрачность пропускной способности сети и поддержать дальнейшую интеграцию микрогенерации. Однако такая модернизация сети требует финансовых затрат. Комиссия по коммунальным предприятиям провинции Альберта изучила вопрос о том, должны ли владельцы распределительных проводов, микрогенераторы или потребители, не являющиеся производителями электроэнергии, оплачивать расходы, связанные с усилением интеграции микрогенерации, путем представления точек зрения различных заинтересованных сторон.Эта дискуссия обсуждается здесь. В этом заключительном камне рассматриваются различные политики, поддерживающие внедрение интеллектуальных сетей и интеграцию микрогенерации, а также оцениваются затраты и выгоды. Политики, которые напрямую поддерживают внедрение интеллектуальных сетей, включают организации, внедряющие интеллектуальные сети, и развертывание интеллектуальных счетчиков. Организации, внедряющие интеллектуальные сети, координируют модернизацию сетей в разных юрисдикциях или у нескольких участников рынка. Координация может выявлять пробелы в инфраструктуре и предоставлять информацию, необходимую владельцам распределительных проводов и регулирующим органам сетей, обеспечивая скоординированные действия нескольких владельцев распределительных проводов и других соответствующих заинтересованных сторон при внедрении технологии интеллектуальных сетей.Такие организации могут обеспечить равный доступ к модернизированным сетям в пределах региона, чтобы при желании все участники имели доступ к интеграции микрогенерации. Соединенные Штаты создали несколько таких координирующих организаций в рамках своей национальной стратегии умных сетей. Интеллектуальные счетчики — важная технология интеллектуальной сети, которая позволяет осуществлять мониторинг и передачу данных от микрогенераторов к контроллеру сети. Многие юрисдикции в Канаде установили и внедрили интеллектуальные счетчики в качестве начальной и важной части любой стратегии модернизации энергосистемы.Несколько владельцев распределительных проводов и розничных продавцов электроэнергии в Альберте уже используют интеллектуальные счетчики, и поэтому обязательное использование интеллектуальных счетчиков является естественным первым шагом на пути к широкому внедрению интеллектуальных сетей. Также анализируются стратегии, которые оказывают финансовую поддержку внедрению микрогенерации и модернизации сетей, а также оцениваются их затраты и выгоды. Эти политики включают льготные тарифы и чистые замеры. Зеленый тариф обеспечивает гарантированную цену на производство электроэнергии в течение определенного периода.Льготные тарифы широко используются по всей Европе и успешно поддерживают рост возобновляемой электроэнергии и микрогенерации. Тем не менее, зеленые тарифы сложно внедрить должным образом, и зачастую они превышают стоимость выгод, получаемых от увеличения производства электроэнергии из возобновляемых источников. В результате цены на электроэнергию для потребителей резко возрастают и сокращают общую выгоду, получаемую в первую очередь от поддержки роста микрогенерации. Чистый учет — это альтернативный подход к ценообразованию, разработанный для поддержки роста микрогенерации.В настоящее время в Альберте используется чистая система выставления счетов, при которой микрогенераторы могут использовать кредит, полученный за любую избыточную электроэнергию, возвращаемую в сеть, только к части своего счета за электроэнергию; с микрогенераторов по-прежнему взимается плата за передачу и распределение, даже если они не используют электроэнергию из сети. Чистое измерение — это механизм ценообразования, который гарантирует, что цена или кредит, полученный микрогенераторами за их продажу электроэнергии, включает преимущества более низких затрат на передачу. Это означает, что с микрогенераторов взимается только частичная плата за передачу или распределение или вообще не взимается плата, если они не используют электроэнергию из сети.Это может привести к счету за электроэнергию в размере 0 долларов, если они производят достаточно электроэнергии из своей микрогенераторной установки для удовлетворения своих собственных потребностей, в зависимости от действующей политики. Чистое измерение сокращает время окупаемости инвестиций в микрогенерацию, увеличивая ценность для владельца и стимулируя внедрение. Однако, если микрогенераторы не платят сборы за передачу или распределение, то коммунальные компании теряют доход, необходимый для оплаты предоставляемой ими инфраструктуры. В результате плата за передачу и распределение для потребителей, не генерирующих энергию, может увеличиться, чтобы компенсировать доход, больше не полученный от микрогенераторов.Справедливость чистых измерений обсуждается из-за перекрестного субсидирования. Метод чистого измерения стоимости солнечной энергии (VOS) может помочь компенсировать это перекрестное субсидирование, и его можно применять к любому типу микрогенерации. VOS используется для компенсации микрогенераторам в зависимости от размера выгоды, которую они предоставляют сети, а не от общей розничной цены на электроэнергию. VOS кредитует микрогенераторов за то, что они не покупали электроэнергию из других источников, вызывающих загрязнение; избежание дополнительных мощностей электростанции для удовлетворения пиковых потребностей в электроэнергии; предоставление электроэнергии по фиксированной цене на длительный срок; и снижение износа электросети.Перекрестное субсидирование затем сводится к минимуму путем компенсации микрогенераторам на основе выгоды, которую они предоставляют сети, поскольку и коммунальные предприятия, и потребители, не связанные с производством электроэнергии, не должны платить больше, чем выгода, которую они получают от микрогенерации. Основываясь на анализе этих политик, Альберте следует внедрить собственную организацию по координации умных сетей и обязать внедрение умных счетчиков. Координирующая организация обеспечит сильное и эффективное внедрение технологий умных сетей. Поскольку 70 процентов счетчиков в Альберте уже являются интеллектуальными счетчиками, обязательная модернизация оставшихся 30 процентов счетчиков является простым и отличным первым шагом на пути к модернизации энергосистемы.Обязательное использование интеллектуальных счетчиков приведет к лучшему пониманию пропускной способности сети для интеграции микрогенерации. Альберте также следует внедрить систему сетевого учета в стиле VOS. Это увеличит ценность микрогенерации в провинции, стимулируя распространение, одновременно сводя к минимуму затраты, понесенные коммунальными предприятиями и потребителями, не производящими электроэнергии.

dc.title

Микрогенерация и интеллектуальные сети: контекст Альберты

dc.publisher.faculty

Факультет последипломного образования

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.