Proiectarea sistemului de control și reglare pentru o instalație [624410]

UNIVERSITATEA “PETRU MAIOR”
DIN TÂRGU -MURES
FACULTATEA DE INGINERIE
Program de studiu:INGINERIA SISTEMELOR
ELECTROENERGETICE

LUCRARE DE LICENTĂ

Proiectarea sistemului de control și reglare pentru o instalație
microcogenerativa solara

Coordonator ștințific
Prof.univ.Dr.Ing:Dragomir Stanciu Daniel

Absolvent: [anonimizat]

~2017~

Cuprins

Capitolul 1 – Introducere
1.1 Structura documentului
Capitolul 2 – Aspecte teoretice
2.1 Energia regenerabilă
2.1.1 Clasificarea energiilor regenerabile
2.1.2 Energia solară
2.1.3 Energia eoliană
2.1.4 Energia hidraulică
2.1.5 Energia valurilor
2.1.6 Energia geotermală
2.1.7 Biomasă
2.1.8 Microcogenerare
Capitolul 3 –
3.1 Instalatia de microcogenerare solară
3.2 Ciclul Rankine

Capitolul 1 – Introducere

Capitolul 2 – Aspecte teoretice
2.1 Energia regenerabilă
Energia regenerabilă este acea forma de energie care provine din resurse naturale și
care într -un timp relativ scurt se reînnoieste.Economia din prezent se bazeaza pe resurse
neregenerabile cum ar fii (cărbune,gaze natural, petrol). Aceste forme de energii in timp
favorizeaza încalzirea globala, ploile acide, poluarea atmosferei.În momentul de fată
singura energie care se consumă în cantități mari este energia provenită din petrol.
Populația a fost atenționată în legatură cu epuizarea într -un timp relative scurt a r esurselor
de petrol, petrolul fiind principala sursă de combustibil folosit pentru transport. Această
atenționare a provocat o investiție semnificativă pe plan global pentru a pune în evidență
resursele regenerabile de energie.
O presiune suplimentară asupr a dezvoltări sectorului de energie regenerabilă este
cresterea continuă a populației pe plan global și datorită extinderii economiei mondiale ,
cea ce a provocat si o crestere a necesarului de energie.
În momentul de față sursele regenerabile de energie sunt folosite pentru a genera
energie electrică, termică, și pentru a produce c ombustibil i folisiți in sectorul de transport.
Sursele regenerabile de energie se împart în 6 mari categorii:
-Solară
-Eoliană
-Hidraulică
-Geotermală
-Valurilor
-Biomasă

2.1.2 Energ ia solară
Energia solară este una din sursele de bază ai prezentului fiind una dintre cele mai
importante resurse energetice regenerabile si ecologice.Cu ajutorul său putem economisi o
cantitate mare de energie din cele conventionale (neregenerabile).Energ ia solară este o
energie gratuită deci nu necesită costuri de exploatare.

Fig.1.Potentialul energetic și radiațiile solare pe teritoriul României și pe teritoriul Uniuni
Europene.

2.1.3 Energia eoliană
Energia eoliana este una din cele mai vechi surse de energie nepoluantă, este o
sursă de energie reînnoiabila generată din puterea vântului. Vântul este rezultatul activitatii
energetice a soarelui si se formează datorită încălzirii neuniforme a suprafetei Pământului.
După constructia axului turbinele se clasifică în doua mari categorii:
-ax orizontal
-ax vertical

Indiferent de categoria din care fac parte, în constructia sistemului de conversie a
energie eoliene în energie electrică intră:
-rotorul cu palate
-multiplicatorul de turație
-frâna
-generat orul
La turbinele cu ax orizontal este necesar și un sistem de orentare a rotorului pe direcția
vântului.Modelele cu ax orizontal sunt cele mai răspândite și sunt clasificate dupa modul
de amplasare in doua mari categorii:
-Sistem de amplasare în amonte: În acest caz primul contact cu vântul îl ia paletele
rotorului, este necesar montarea sistemului de orientare dupa direcția vântului.Paletele
rotorului trebuesc confecționate din materiale cu rigiditate mare pentru a evita încovoierea
acestora sub acțiunea vâ ntului.
-Sistem de amplasare în aval:În acest caz turnul eolienei are primul contact cu
vântul după care urmează paletele rotorului.Paletele pot avea o flexibilitate mai ridicată iar
în acest caz nu este necesară montarea sistemului de orientare după dir ecția vântului
fiindcă ansamblul nacelă -rotor se auto -oerientează. Datorită pierderilor de viteză a vântului
la interacțiunea cu nacela și turnul, aceste sisteme au un randament mai scăzut.

Paletele turbinei sunt confec ționare din fibră de sticlă, lemn, oțel, aluminiu sau
titan.Numărul maxim de palete este patru.Există și un model cu o singură paletă și o
contragreutate în locul paletei pereche.Această solutie oferă avantajul unui preț mai scăzut.
Turațiile la care ajung rotoarele turbinelor moderne de ma re capacitate sunt cuprinse între
5-20 rot/min. În același timp, generatoarele funcționează la 800 -3000 rot/min, ceea ce
impune existența unei transmisii între generator și rotor care să multiplice turația acestuia.
Turnurile utilizate în prezent la turbin ele de mare capacitate sunt construite din beton sau
oțel și sunt fixate pe o fundație solidă, cu un diametru mai mare decât cel al turnului.
Cea mai întâlnită soluție o constituie însă turnurile din secțiuni cilindrice metalice îmbinate
între ele.

Tipuri de turbine eoliene

1.TURBINE CU AX VERTICAL:
Construcția acestor categorii de turbine este mai simplă, în acest caz transmisia si
generatorul pot fi amplasate la nivelul solului.Doua mare avantaj pe care le au aceste
turbine este ca înt reținerea lor este foarte usoară și ca nu au nevoie de acel sistem de
orientare dupa direcția vântului întrucât ele funcționează indiferent de direcția
acestuia.Aceasta categorie de turbine se recomanda sa fie folosite în zone cu variație
fregventă ale direcției vâ ntului.
2.TURBINE CU AX ORIZONTAL:
Dezvoltă un cuplu redus la pornire iar viteza nominală a vântului se încadrează de
obicei între 10 -13 m/s.Rotorul, nacela cuprinzând transmisia și generatorul, precum și
sistemul de orientare a turbinelor cu ax orizontal după direcția vântului, sunt amplasate la
partea superioară a turnului de susținere , provocând greutate la construcția și mentenanța
acestora .Acestea sunt predominante pe piața de producție a energiei electrice , pot atinge
capacități de producție de circa 3 MW/eoliană.Aceste tipuri de turbine pot fii folosite și
pentru aplicații rezidențiale de câțiva KW.

Avantaje și dezavantaje ale centralelor eoliene
Avantaje:
-centralele eoliene nu poluează
-au o dimnesiune redusă
-timpul de instalare este mic
-energ ia electrica produsă cu ajutorul acestora are un preț foarte redus.

Dezavantaje
-în present vântul este foarte instabil.
-centralele eoliene provoacă foarte mult zgomot.
-montate au un aspect nefavorabil in zonele rurale.
-dăunează păsărilor