Ветросолнечные установки
Ветросолнечная установка электропитания ВСУ 1400 Вт/-48 В(DC)/220 В (АС)
(проект и поставка ЗАО «УЗО-Электро» в 2007 г.)Ветросолнечная установка электропитания ВСУ 1400 Вт/-48 В(DC)/220 В (АС) спроектирована ЗАО «УЗО-Электро» в 2007 г. по заказу Мурманского филиала ОАО «Северо-Западный Телеком» для использования в качестве основного автономного источника электроэнергии терминалов таксофонов спутниковой связи населенных пунктов, расположенных по побережью Баренцева и Белого морей. Кроме того, в комплект поставки ВСУ входит дополнительное оборудование, обеспечивающее использование ВСУ в качестве резервного или дополнительного источника электропитания при наличии основного источника переменного тока напряжением 220 В 50 Гц.
Основные технические данные ВСУ 1400 Вт/-48 В приведены в таблице 1:
| № п п | Наименование | Значение |
|---|---|---|
| 1 | Мощность телекоммуникационной нагрузки, Вт | 45 |
| 2 | Вых напряжение постоянного тока (DC) | 48 В (42-54 В) |
| 3 | Вых напряжение переменного тока (АC) | 220 В ± 2 % |
| 4 | Частота переменного тока | 50 Гц ± 1 Гц |
| 5 | Диапазон наружной температуры | -35 +50 °С |
| 6 | Длительность работы от встроенных аккумуляторов | 24 час |
| 7 | Макс. емкость встроенных аккумуляторов | 300 Ачас |
Ветросолнечная установка электропитания ВСУ 1400 Вт/-48 В(DC)/220 В (АС) состоит из 3-х основных частей:
- Ветрогенераторная установка FORTIS Wind Turbine PASSAAT 1 400 Вт/-48 В (DC)-производства компании «Fortiswindenergy», Голландия.
- Панель фотоэлектрическая 8 х КСМ-160 (российского производства) (макс напряжение 54 В(DC), макс. мощность 880 Вт) площадью около 10 кв. метров.
- Кабинет-термошкаф уличного антивандального исполнения (Оutdoor cabinet, производитель-компания «Delta ES-Poland», Польша), габаритов (В х Ш х Г) 1400 х 770 х 700 мм, степень защиты- IP55, в котором размещается спутниковый терминал, аккумуляторы и дополнительное оборудование.
Все перечисленные составные части ВСУ обеспечивают автономное непрерывное круглогодичное функционирование в диапазоне температур от −35 до +55 °С.
Комплектация отдельных частей ВСУ 1400 Вт/-48В(DC)/220 В (АС) раскрыта ниже.
Основной состав ветрогенераторной установки FORTIS Wind Turbine PASSAAT 1,4 kW приведен на рисунке:
В состав ветрогенераторной установки FORTIS Wind Turbine PASSAAT 1,4 kW входят:
- Трехфазный генератор типа «Fortiswindenergy-1 400» мощностью 1 400 Вт, выходное напряжение изменяется от 30 до 80 В(действующее значение),частота от 20 до 75 Гц в зависимости от скорости ветра.
- Обтекатель генератора.
- Трехлопастное ветроколесо, насаженное через ступицу на вал генератора (безредукторная схема).
- Хвостовой стабилизатор с демпфером.
- Мачта-опора высотой 12 м из стальной оцинкованной трубы диаметром 105 мм — полностью комплектная (поворотно-подъемная нижняя опора, фундаментные закладные (5 шт.) различной конструкции, комплект растяжек (2 яруса по 4 растяжки из стального троса, струбцинами, хомутами и пр. для крепления к фундаментным опорам).
- Контроллер Voltage Control Unit MP 30A/48V, осуществляющий преобразование трехфазного напряжения ветрогенератора в напряжение постоянного тока 48 В, а также его стабилизацию, защиту аккумуляторов от чрезмерного заряда с помощью балластного резистора.
- Рубильник принудительного торможения ветроколеса.
- Монтажная штанга для подъема мачты(длина 6 м, диаметр 105 мм).
- Подъемная лебедка (усилие до 800 Кг).
- Комплект проводов для передачи электроэнергии от генератора к разъему (размещенному в нижней части мачты ).
Технические характеристики ветрогенераторной установки FORTIS Wind Turbine PASSAAT 1,4 kW приведены в таблице 2:
| Наименование | Значение |
|---|---|
| Макс. мощность Ватт | 1400 |
| Номинальная мощность (выходная) | 1300 |
| Скорость ветра: | |
| Стартовая (м/сек.) | 2,5 |
| Номинальная (м/сек.) | 12 |
| Предельно допустимая | 60 м/сек. |
| Буревая защита | Автоматическая, уводом ветроколеса в «косой поток» |
| Суточная выработка электроэнергии при средней скорости ветра, м/сек | |
| 6 м/сек | 4,8 кВт*час |
| 8 м/сек | 10 кВт*час |
| 10 м/сек | 18 кВт*час |
| Лопасти ротора: | |
| Количество | 3 |
| Диаметр | 3,12 |
| Ометаемая площадь (м2) | 7,64 |
| Материал | Полиэстер, армированный стекловолокном |
| Генератор: | |
| Тип | Бесколлекторный, трехфазный, с постоянными магнитами, 12-полюсный |
| Скорость вращения, номинальная, об./мин. | 580 |
| Скорость вращения макс., об./мин. | 740 |
| Напряжение, В (действующее значение) | 30 до 80 |
| Частота напряжения генератора | 0-60 Гц |
| Редуктор | Нет |
| Тормозной механизм | Нет |
| Регулятор скорости вращения ротора | Наклонная навесная лопасть |
| Выпрямитель | 3-x фазный, 2-x полупериодный, встроенный в контроллер |
| Система стабилизации выходного напряжением постоянного тока | Регулятор напряжения с балластным резистором |
| Ориентация ветроколеса | Навстречу ветру, выбирается автоматически конструкцией «опорное кольцо-хвостовой стабилизатор с демпфером» |
Панель фотоэлектрическая 8хКСМ-160 состоит из элементов:
- 8 (восьми) модулей фотоэлектрических КСМ-160 (российского производства), соединенных в 4 параллельных группы по 2 модуля, включенных последовательно. Каждый модуль КСМ-160 имеет следующие характеристики — габаритные размеры (В х Ш х Г): 1585 х 805 х 34 мм, вес 15 Кг, U хх = 35 В, U ном = 27 В, I max = 4,5 A.
- микропроцессорного контроллера типа ProStar 48 V, 30 A (изготовитель — компания «MORNINGSTAR» — США), обеспечивающего все необходимые режимы заряда-разряда аккумуляторов и питания нагрузки.
- автоматический заряд АКБ — буферный с термокомпенсацией или выравнивающий, автоматическое отключение нагрузки при достижении АКБ напряжения 42 В (функция LVD). Нагрузка автоматически включается после того, как напряжение АКБ поднимается до определенного значения, установленного в заводских условиях. В данной функции предусмотрена 4-минутная задержка.
- параллельную работу нескольких контроллеров без установки блокирующих диодов, что позволяет наращивать мощность путем параллельной работы нескольких солнечных панелей.
- работу с дополнительным генератором (например — ветрогенератором), что позволяет создать комплексную установку из 2-х источников различного принципа действия и в итоге — значительно увеличить устойчивость обеспечения электропитанием телекоммуникационной нагрузки за счет увеличения вероятности содержания АКБ в заряженном состоянии. Дополнительный генератор подключается к АКБ напрямую. Данный контроллер может работать в системах с заземлением как отрицательного полюса, так и положительного полюса (модель версии «Positive Ground»), работает в необслуживаемом режиме в диапазоне температур от −35 °С до +85 °С. Контроллер ProStar защищен от всех возможных ошибок подключения, кроме ситуации обратной полярности подключения АКБ одновременно с коротким замыканием в нагрузке.
- комплект проводов для подключения модулей КСМ-160.
Транспортировка панели 8хКСМ-160 осуществляется упаковками по 2 модуля КСМ-160, сложенными внутрь фотоэлементным слоем, габаритов (В х Ш х Г) 1585 х 805 х 70 мм, вес 32 Кг. Панель 8хКСМ-160 монтируется на месте использования в металлической раме (в типовой комплект поставки не входит) размеров около 3,3 х 3,3 м из стального уголка, закрепленной к закладным элементам (6–12 шт.), образующим фундамент (конструкция определяется с учетом несущей способности грунта). Размещение на местности панели 8хКСМ-160 осуществляется с учетом двух основных правил — вертикальный угол наклона панели равен широте места, по горизонтали панель ориентируется на юг. В условиях высоких широт с учетом особенностей «полярного дня» возможно также применение 2-х панелей фотоэлектрическая 8хКСМ-160, ориентированных в противоположные стороны, одна — на юг, другая — на север.
Кабинет (термошкаф) уличного антивандального исполнения (Оutdoor cabinet, производитель-компания «Delta ES-Poland», Польша),
габаритов (В х Ш х Г) 1400 х 770 х 700 мм, степень защиты IP 55 на стальном цоколе, боковые стенки, крыша и днище шкафа-алюминиевые двойные, между которыми уложен вспененный полиэтилен с улучшенной термоизоляцией, обеспечивающий:- размещение 2-х группной аккумуляторной батареи общей емкостью 300 А час (номинальное напряжение 48 В), спутникового терминала (высотой 2U) и дополнительного оборудования,
- поддержание температуры внутри шкафа в пределах от +50 °Сдо +35 °С при наружной температуре от -35 °Сдо +55 °С, а также влажности не более 90 %.
В комплект термошкафа входят:
- Внутренние вертикальные рельсы для установки 19" оборудования, 2 аккумуляторные полки для батарей, антивандальный замок входной двери, три герметизированных кабельных ввода на задней стенке Roxtec, полка высотой 2U для спутникового терминала.
- Система электропитания Delta ES DPS600-4RS-19IN-1U без контроллера.
- Инвертор (высотой 2U) CE+T STI/G2 1000 VA (для преобразования напряжения 48 V (DC) в напряжение 220В(АС) — для питания спутникового терминала и отопителя термошкафа.
- Блок (высотой 3U) защиты и распределения переменного тока с АВР 2 входа-1 выход, электросчетчиком ABB FBU 11200–108, 220 V, 80 A (производства ЗАО «УЗО-Электро») и устройством защита от импульсного перенапряжения.
- Аккумуляторная батарея CSB TPL 121500, 12 В, 150 Ач, 2 группы = 300 Ач.
Управление микроклиматом внутри термошкафа осуществляется программируемым контроллером с помощью отопителя 2х250 Вт (питание 220 В (AC), 2-х вентиляторов по 30 Вт (питание 48 В (DC)) по сигналам от датчиков температуры, влажности и дыма.
