Разработка и исследование системы накопителей энергии в малой энергетике

Разработка и исследование системы для аккумуляции возобновляемой энергии в коттеджном строительстве, анализ эффективности использования альтернативной системы на основе математической модели. В процессе исследования была расписана концептуальная методика работы системы, даны рекомендации по конструктивным особенностям системы. Были рассмотрены вопросы безопасности при эксплуатации данной системы. Актуальность работы обусловлена высокой стоимостью существующих систем аккумуляции. Разрабатываемая модель системы позволит реализовать простую и понятную методику сохранения энергии.

Введение ……………………………………………………………………………………………………. 6
1.Объект и методы исследования ……………………………………………………………….. 7
1.1 Цели проводимой работы …………………………………………………………………… 7
1.2. Обоснование для разработки …………………………………………………………….. 7
1.3. Основное содержание работы……………………………………………………………. 7
1.4. Методы исследования……………………………………………………………………….. 7
1.5. Источники разработки ………………………………………………………………………. 7
2. Экономическая целесообразность …………………………………………………………… 8
2.1 Определение необходимой мощности освещения ………………………………. 8
2.2 Определение мощности и времени использования остальных
потребителей энергии ……………………………………………………………………………. 10
2.3 Определение пиковых нагрузок на электрическую сеть загородного
дома………………………………………………………………………………………………………. 17
3. Литературный обзор …………………………………………………………………………….. 18
3.1 Производство тепловой энергии из солнечной радиации ………………….. 19
3.2 Производство электрической энергии из солнечной радиации ………….. 19
3.3 Производство электрической энергии из энергии ветра ……………………. 20
3.4 Способы аккумуляции энергии ………………………………………………………… 21
3.5 Анализ существующих решений для аккумуляции энергии………………. 24
4. Расчеты и аналитика …………………………………………………………………………….. 26
4.1 Накопление энергии в аккумуляторные батареи ……………………………….. 26
4.1.1 Щелочные аккумуляторы: ………………………………………………………….. 26
4.1.2 Литиевые или литий-ионные аккумуляторы: ………………………………. 29
4.1.3 Кислотные аккумуляторы …………………………………………………………… 31
4.2 Накопление энергии по типу ГЭС …………………………………………………….. 34
4.2.2 Определение входных параметров …………………………………………………. 37
4.2.3 Кинематическая схема …………………………………………………………………… 39
4.2.4 Условия работоспособности: …………………………………………………………. 39
Выводы по разделу: …………………………………………………………………………………. 50
5. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 51
5.1 Введение ………………………………………………………………………………………. 51
5.2 Анализ рынка ……………………………………………………………………………….. 51
5.3 Целевая аудитория………………………………………………………………………… 52
5.4 Конкурентный анализ …………………………………………………………………… 53
5.5 Технология QuaD ………………………………………………………………………….. 56
5.6 SWOT-анализ ……………………………………………………………………………….. 58
5.7 Планирование работы …………………………………………………………………… 62
5.7.1 Структура работ в рамках научного исследования ………………………. 62
5.7.2 Составление диаграммы Ганта. …………………………………………………… 64
5.8 Бюджет научно-технического исследования ………………………………….. 65
5.8.1. Расчет материальных затрат НТИ ………………………………………………. 65
5.8.2. Основная заработная плата исполнителей ………………………………….. 67
5.8.3. Дополнительная заработная плата исполнителей ……………………….. 69
5.8.4. Отчисления во внебюджетные фонды ………………………………………… 70
5.8.5. Контрагентные расходы …………………………………………………………….. 71
5.8.6. Накладные расходы …………………………………………………………………… 72
5.8.7. Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта
…………………………………………………………………………………………………………… 72
5.9 Вывод по разделу ………………………………………………………………………….. 73
6. Социальная ответственность ………………………………………………………………… 74
Введение……………………………………………………………………………………………….. 74
6.1. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ….. 75
6.1.1. Специальные правовые нормы трудового законодательства. ……… 75
6.1.2. Организационные мероприятия по компоновке рабочей зоны ……. 76
6.2. Производственная безопасность ……………………………………………………… 78
6.2.1 Анализ опасных и вредных факторов при проведении исследований
…………………………………………………………………………………………………………… 78
6.2.2 Повышенный уровень шума ……………………………………………………….. 78
6.2.3 Отклонение показателей микроклимата………………………………………. 80
6.2.4 Нехватка естественного света, малая освещенность ……………………. 82
6.2.5. Подвижные и вращающиеся части устройства. ………………………….. 83
6.2.6. Электрический ток …………………………………………………………………….. 83
6.3. Экологическая безопасность……………………………………………………………. 84
6.3.1. Методы утилизации …………………………………………………………………… 85
6.3.2. Этапы утилизации аккумулятора энергии ………………………………….. 85
6.4. Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………………… 86
6.4.1. Пожарная безопасность ……………………………………………………………… 86
Заключение ……………………………………………………………………………………………… 88
Список публикаций ………………………………………………………………………………….. 89
Список используемых источников ……………………………………………………………. 90
Приложение А …………………………………………………………………………………………. 92
Приложение Б ………………………………………………………………………………………… 113
Приложение В………………………………………………………………………………………… 114
Приложение Г ………………………………………………………………………………………… 115
Приложение Д………………………………………………………………………………………… 116
Приложение Е ………………………………………………………………………………………… 117
Приложение Ж ……………………………………………………………………………………….. 118
Приложение З ………………………………………………………………………………………… 119
Приложение И ……………………………………………………………………………………….. 120
Приложение К………………………………………………………………………………………… 121
Приложение Л………………………………………………………………………………………… 122
Приложение М ……………………………………………………………………………………….. 123
Приложение Н ……………………………………………………………………………………….. 124
Приложение О ……………………………………………………………………………………….. 125

В результате проделанной работы:

1.Проведен анализ существующих способов аккумуляции энергии.

2.Выбрана наиболее перспективная модель системы аккумуляции энергии.

3. Выполнена математическая модель системы аккумуляции.

5. Проведено исследование математической модели с целью получения
оптимальных параметров и характеристик.

6. Создана программа для расчета необходимого расхода жидкости в
зависимости от «заряда» аккумуляторной системы.

7. В рамках главы финансовой и ресурсной эффективности были рассчитаны
затраты на реализацию проекта и его конкурентоспособность, в результате
которой данный продукт можно назвать конкурентоспособным.

8. В главе по социальной ответственности были рассмотрены опасные
факторы, чрезвычайные ситуации и экологическая безопасность при
использовании данного солнечного коллектора.
Список публикаций

1. Могунов А.Е., Крауиньш Д.П. Обзор концептуальных систем с
использованием возобновляемой энергии // Современные технологии
концептуального конструирования: труды II Международной конференции,
12 ноября 2018 г., г. Томск:Изд-во STT, 2018 [С. 36-39].