Розробка гібридної електростанції для електропостачання невеликих міст

Скопець, Петро Олександрович

Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8215

Title:	Розробка гібридної електростанції для електропостачання невеликих міст
Authors:	Калейніков, Геннадій Євгенійович Скопець, Петро Олександрович
Keywords:	електропостачання;гібрідна електростанція
Issue Date:	30-Jan-2023
Abstract:	У даній роботі розглядаються проектування гібридної геліогідроелектростанції для забезпечення електрикою віддалених міст чи містечок. У другому розділі наданий огляд характеристик, властивостей і особливостей теплових електростанцій та теплових електроцентралей. Технологія виробництва електроенергії на даних станціях. У третьму розділі наданий огляд характеристик, властивостей і особливостей гідроелектростанцій. Технологія виробництва електроенергії на даній станції. У четвертому розділі розглядається вибір основних елементів для сонячної установки та гідроектростанцій . А саме, вибір фотоелектричної установки, акумуляторної батареї, гідроенергетичної установки, інвертора та контролера. У п'ятому розділі проводиться розрахунок у програмному комплексі Homer. Пояснюється загальний опис вікон програмного комплексу та відбувається розрахунок гібридно геліо-гідроелектростанці. У шостому розділі описані загальні вимоги безпеки при експлуатації акумуляторів, вимоги безпеки перед початком роботи та під час виконання роботи з акумуляторами. Описані вимоги після закінчення роботи та що робити в аварійних ситуаціях.
URI:	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8215
Appears in Collections:	144 Теплоенергетика (Теплоенергетика)

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
скопець.pdf Restricted Access		2.2 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy

Show full item record

Extracted text

1

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Черкаський державний технологічний університет
Факультет комп’ютеризованих технологій машинобудування та дизайну
Кафедра Енерготехнологій

„ЗАТВЕРДЖУЮ”
В.о. завідувача кафедри Енерготехнологій
_______________ (Г.Є.Калейніков)
“___” __________ 2022 р.

МАГІСТЕРСЬКА КВАЛІФІКАЦІЙНА РОБОТА
на тему:

«РОЗРОБКА ГІБРІДНОЇ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ ДЛЯ
ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ НЕВЕЛИКИХ МІСТ»

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
МКР 21.144.44 ПЗ
Спеціальність 144 - Теплоенергетика

Виконавець роботи:
_________________________________Скопець Петро Олександрович _____________________
(підпис, дата)
Науковий керівник:
__________________Калейніков Геннадій Євгенійович _________________
(підпис, дата)

Черкаси, 2022 р.
2

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Черкаський державний технологічний університет
Факультет комп’ютеризованих технологій машинобудування та дизайну
Кафедра Енерготехнологій

„ЗАТВЕРДЖУЮ”
В.о. завідувача кафедри Енерготехнологій
________________ (Г.Є. Калейніков)
“____” _________________ 2022 р.

ЗАВДАННЯ
до магістерської кваліфікаційної роботи_ Скопця Петра Олександровича______________
(прізвище, ім’я та по-батькові студента)
1. Тема: Розробка гібрідної електростанції для електропостачання невеликих міст
затверджена наказом ректора університету від “ ,,___ ” ___ 2022 р., № _________
2. Термін здачі студентом завершеної роботи .12.2022 р.
3. Вихідні дані: Аналіз існуючих технологій та розробка гібрідної електростанції для
електропостачання невеликих міст
4. Перелік питань, які повинні бути розроблені в роботі: для обраної місцевості провести
аналіз сонячної активності, визначити максимальні та мінімальні її параметри; провести
оцінку гідроресурсів місцевості; на базі отриманих даних обрати обладнання та провести
розрахунок; проаналізувати економічні показники проекту.
5. Перелік графічного матеріалу: тема роботи та задачі дослідження, актуальність роботи,
таблиці характеристик об'єктів гідро-електростанцій. створення проекту гібридної
сонячної електростанції, розрахунок в програмі HOLMERоцінка його придатності для
енергопостачання віддалених територій та населених пунктів.

6. Консультанти з роботи з зазначенням розділів роботи, які їх стосуються
Підпис, дата
Розділ Консультант завдання видав завдання прийняв

Розділ 1, 2, 3,4,5 Калейніков Г. Є.
ОП та безпека в НС Цікановський Л.В.
Нормоконтроль

7. Дата видачі завдання “_____”______. 2022 р.

Керівник _____________________
Завдання прийняв до виконання _________________

3

АНОТАЦІЯ
На магістерську роботу на тему: «Розробка гібрідної електростанції для
електропостачання невеликих міст»
Виконавець: ст.гр. МТЕ-68 Скопець Петро Олександрович
Керівник:
Захищено: "____"____________2022р.
____с.; ___рис.; ___таблиць; ____літературних джерел
У даній роботі розглядаються проектування гібридної геліо-
гідроелектростанції для забезпечення електрикою віддалених міст чи
містечок.
У другому розділі наданий огляд характеристик, властивостей і
особливостей теплових електростанцій та теплових електроцентралей.
Технологія виробництва електроенергії на даних станціях.
У третьму розділі наданий огляд характеристик, властивостей і
особливостей гідроелектростанцій. Технологія виробництва електроенергії
на даній станції.
У четвертому розділі розглядається вибір основних елементів для
сонячної установки та гідроектростанцій . А саме, вибір фотоелектричної
установки, акумуляторної батареї, гідроенергетичної установки, інвертора та
контролера.
У п'ятому розділі проводиться розрахунок у програмному комплексі
Homer. Пояснюється загальний опис вікон програмного комплексу та
відбувається розрахунок гібридно геліо-гідроелектростанці.
У шостому розділі описані загальні вимоги безпеки при експлуатації
акумуляторів, вимоги безпеки перед початком роботи та під час виконання
роботи з акумуляторами. Описані вимоги після закінчення роботи та що
робити в аварійних ситуаціях.

4

ЗМІСТ
ВСТУП ..................................................................................................................... 6
РОЗДІЛ 1. СУЧАСНА ЕНЕРГЕТИКА.............................................................. 8
1.1 Система електропостачання міст .................................................................................... 9
1.2 Електромашинні перетворювачі .................................................................................. 14
Розділ 2. Технологія виробництва електричної енергії на теплових
електростанціях ................................................................................................... 20
2.1 Поділ ТЕС за силовими установками ........................................................................... 21
2.2 Технологічна схема обладнання теплової електричної станції ................................. 22
2.3 Сучасні агрегати ТЕС і ТЕЦ, їхні особливості ............................................................ 25
РОЗДІЛ 3. ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЦТВА ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ
НА ГІДРОЕЛЕКТРОСТАНЦІЯХ .................................................................... 34
3.1 Основні принципи роботи гідротурбін ........................................................................ 35
Розділ 4. Геліоенергетика .................................................................................. 47
4.1 Вибір фотоелектричної установки…………………………………………….…..50
4.2. Вибір гідроенергетичної установки ............................................................................ 51
4.3. Вибір акумуляторної батареї ........................................................................................ 53
4.4. Вибір інвертора і контролера ....................................................................................... 56
Розділ 5. Розрахунок у програмному комплексі Homer .............................. 60
5.1 Загальний опис вікон програмного комплексу ........................................................... 61
5. 2 Завдання даних для розрахунку ................................................................................... 64
5.3 Вибір основного обладнання, занесення їх показників .............................................. 66
5.4 Розрахунок гібридної геліо-гідроелектростанції в програмі Homer ......................... 68
РОЗДІЛ 6. ОХОРОНА ПРАЦІ ПРИ РОБОТІ З АКАМУЛЯТОРАМИ ТА
БЕЗПЕКА У НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ ............................................ 75
6.1. Загальні вимоги безпеки при експлуатації акумуляторів. ........................................ 76
6.2. Вимоги безпеки перед початком роботи..................................................................... 82
6.3 Вимоги безпеки під час виконання роботи .................................................................. 83

МКР 21.144.44 ПЗ
Змн. Арк . № докум. Підпис Дата
Розроб. Скопець П.О. Літ. Арк. Акрушів
Перевір. Калейніков Г.Є. Зміст
Реценз. магістерської роботи
Н. Контр. ЧДТУ, МТЕ-68
Затверд. Калейніков Г.Є.

5

6.4. Вимоги безпеки після закінчення роботи ................................................................... 89
6.5. Вимоги безпеки в аварійних ситуаціях ....................................................................... 90
Висновок ............................................................................................................... 92
Список використаної літератури ..................................................................... 93

МКР 21.144.44 ПЗ

Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Розроб. Ско пець П.О. Літ. Арк. Акрушів
Перевір. Калейніков Г.Є. Зміст
Реценз.
магістерської роботи
Н. Контр. ЧДТУ, МТЕ-68
Затверд. Калейніков Г.Є.

6

ВСТУП
Нинішня енергетика представляє складну багаторівневу ієрархічну
структуру, призначену надати комфортні умови для життя населення,
забезпечити функціонування медичної сфери та виробничої галузі, освітніх
закладів. Необхідно підкреслити, що тільки на підґрунті надійної та
ефективної системи забезпечення споживачів різного рівня необхідною
енергією та енергетичними ресурсами можливі їх нормальне функціонування
і розвиток. Варто наголосити, що політична та економічна незалежність і
безпека країни великою мірою визначаються виробництвом енергетичних
ресурсів, їх кількістю та якістю.
Слід додати, що різновид форм існування енергії, можливість їхнього
взаємоперетворення дає нам змогу використовувати для виробництва і
споживання енергії різні енерготехнології, енергоресурси та енергоносії,
розкриває та характерезує їхню сутність та взаємозамінність. Енергетична
значущість ресурсів, ефективність засобів та варіантів їх перетворення,
рівень досконалості процесів і установок, технологічних етапів
енергетичного виробництва інтегрально характерезуються, ефективністю
використання первинних енергоресурсу (коефіцієнтом корисної дії
енергоустановки).
Енергетика – це сукупність галузей господарства, що охоплює
виробництво, перетворення і використання різних форм енергії. Варто
додати, що в енергетиці використовують п’ять головних видів установок або
систем:
- генерувальні – перетворюють потенційну чи хімічну енергію
природних енергетичних ресурсів на електричну, теплову, механічну або
інший вид енергетичного ресурсу (наприклад, турбоустановки,
газогенерувальні установки, котли, компресори);
- перетворювальні – використовують, коли необхідно змінити
параметри й певні особливості якогось виду енергії (трансформаторні
підстанції, інвенторні електроустановки, трансформатори теплоти та ін.);
7

- мережі – застосовують, коли необхідно передати чи розподілити
енергію (на електричні, теплові, газові, нафтопроводи, мережі стиснутого
повітря та ін.);
- акумулювальні – призначені для часткового регулювання
виробництва енергії (електричні і теплові акумулятори,
насосноакумулювальні гідростанції тощо);
- споживаючі – застосовують для перетворення енергії в ту форму, яку
будуть безпосередньо використовують у майбутньому (електричний привід
машин, опалювальні установки, промислові печі, світильники та ін.).

8

РОЗДІЛ 1.

СУЧАСНА
ЕНЕРГЕТИКА

МКР 21.144.44 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Розроб. С копець П.О. Літ. Арк. Акрушів
Перевір. Калейніков Г.Є. Зміст
Реценз.
магістерської роботи
Н. Контр. ЧДТУ, МТЕ-68
Затверд. Калейніков Г.Є.

9

1.1 Система електропостачання міст
Системою електропостачання міста (СЕМ) називається сукупність
електричних станцій, знижувальних і перетворювальних підстанцій, що
живлять, і розподільних ліній і електроприймачів, що забезпечують
технологічні процеси комунально-побутових, промислових і транспортних
споживачів електроенергії, розташованих на території міста та частково у
приміській зоні.
Джерелами живлення (ДЖ) системи електропостачання міста є міські
електричні станції та понижуючі підстанції. Центром живлення (ЦЖ)
називається розподільний пристрій генераторної напруги електричної станції
або розподільний пристрій вторинної напруги понижувальної підстанції, до
шин якого приєднуються розподільні мережі даного району. Електричними
станціями є зазвичай теплоелектроцентралі, які забезпечують тепловою і
частково електричною енергією комунально-побутові та промислові об'єкти.
Знижувальними підстанціями систем електропостачання міст є: міські
підстанції (35 - 220 кВ), що розташовуються поблизу кордону міста;
підстанції глибоких введень 110 - 220 кВ, споруджені безпосередньо на
територіях житлових районів та в промислових зонах великих міст;
транспортні підстанції 10 (6) - 20 / 0,38 кВ комунально-побутових і
промислових споживачів електроенергії; випрямні підстанції міського та
приміського електрифікованого транспорту.
Лінії електропередачі електричних мереж СЕМ складаються з:
- повітряних ліній 35 - 220 кВ зовнішнього електропостачання міста;
- кабельних (або повітряних) ліній 110 - 220 кВ глибоких вводів високої
напруги в центральні райони житлових і промислових територій;
- кабельних (або повітряних) ліній зовнішніх розподільних ліній 0,38 -
10 (6) - 20 кВ;
- електричних ліній внутрішніх мереж 0,38 кВ житлових, громадських і
виробничих будівель.
10

Основними групами споживачів електроенергії в системах
електропостачання міста є: комунально-побутові споживачі; промислові
підприємства; електрифікований міський і приміський транспорт; в окремих
випадках - селища, підприємства промислового і сільськогосподарського
виробництва приміських зон. Комунально-побутові споживачі електроенергії
- це житлові, адміністративні, культурно-масові, навчальні, лікувальні і тому
подібні будівлі.
У сучасних та вітчизняних системах СЕМ застосовують усі номінальні
напруги змінного струму - від 12 до 220 - 380 В. Напруги до 1 кВ
застосовують для розподілу електроенергії в обмежених районах території
міста (десятки - 19 сотні метрів), усередині житлових і виробничих будівель
та для безпосереднього приєднання електроприймачів. У проектованих і
реконструйованих електричних мережах усіх призначень повинно
застосовуватися лінійна напруга 380 В.
Напруга 660 В призначена для застосування в системах
електропостачання деяких промислових підприємств. У перспективі можливе
застосування цієї напруги в багатоповерхових будівлях великого об'єму для
великих двигунів централізованих установок кондиціонування повітря, таких
же установок насосів холодної та гарячої води, вантажних і
вантажопасажирських швидкісних ліфтів тощо; магістральних
внутрішньобудинкових ліній, що живлять трансформатори 660/380 - 220 В,
розосереджено встановлювані по поверхах будівель.
Напруги 10 (6) - 20 кВ застосовують для розподілу електроенергії від
джерела живлення по прилеглій до них території міста і для живлення ТП 10
(6) - 20 кВ. Напруга 10 кВ є основним на сучасний і найближчий
перспективний періоди для знову споруджуваних і реконструйованих систем
електропостачання міст. Напругу 6 кВ, як правило, не повинна
застосовуватися в знову проектованих і реконструйованих системах СЕМ.
Застосування напруги 20 кВ економічно виправдано: при вартості
кабелів, вимикачів і трансформаторів цієї напруги не більше 120-130%
11

вартості відповідного обладнання 10 кВ; в нових районах, які живляться від
міських електростанцій з генераторним напругою 20 кВ; при щільності
навантаження 3040 МВт/км 2 і більше, при живленні від підстанцій 220/20
кВ; при комплексному електропостачанні дрібних міст і прилеглих
обширних сільськогосподарських районів від понижувальних підстанцій 110-
220/20 кВ.
Номінальна напруга 110 кВ і вище застосовується в системах СЕМ для
зовнішнього електропостачання, а також для головного введення в
центральні райони міста.
Вибір вищих номінальних напруг пов'язаний з вибором числа
трансформацій електроенергії між цими напругами і напругою до 1 кВ;
економічно доцільним є використання двох трансформацій електроенергії.
Напруга 35 кВ не рекомендується для застосування в системах СЕМ як
недостатня за пропускною спроможністю і приводить, як правило, до
необхідності додаткової трансформації електроенергії.
Напруги 110 і 220 кВ економічно доцільно застосовувати для
зовнішнього електропостачання основної маси середніх і великих міст.
Залежно від розміру міста для живлення споживачів, розташованих на
його території, передбачається система електропостачання (Рис. 2.1) -
сукупність трансформаторних підстанцій та електричних мереж різних
напруг. Система електропостачання загальна зазвичай ділиться на дві
частини: до першої відносять електричні мережі і знижуючі підстанції 35-220
кВ. Сукупність цих мереж називають електропостачальними 20 мережами.
Центрами живлення (ЦЖ) міських мереж є збірні шини 10 (6) -20 кВ
підстанції . Електропостачальні мережі призначені для розподілу енергії між
районами міста.
Незалежним джерелом живлення називають джерело живлення даного
об'єкта, де в межах зберігається напруга, регламентованих ПУЕ для після-
аварійного режиму, при зниканні його живлення на різних джерелах об'єкта.
Незалежними джерелами живлення зазвичай є дві секції або комплекти шин
12

однієї або двох електростанцій і підстанцій при обовязковому і одночасному
дотриманні наступних умов:
а) кожна секція у свою чергу має живитись від незалежного джерела;
б) секції не пов'язані між собою або мають зв'язок, автоматично
відключається при порушенні нормальної роботи однієї секції (системи
шин). До частини другої електропостачання відносять системи, які живлять
мережі 10 (6) -20 кВ і розподільні мережі 20 - 0,4 кВ (зони Б В Г і Д на рис
2.1). Дана частина системи електропостачання призначена для розподілу
електроенергії серед споживачів безпосередньо або груп окремих
споживачів. Частини цієї межі системи починаються на шинах збірних 10 (6)
-20 кВ центрів живлення і на вводі до споживача закінчуються.
Побудова мережі для великих міст 10 (6) -20 кВ виконується за
двохланковим принципом мережі живильної 10 (6) -20 кВ (зона Б на рисунку
2.1) і розподільної мережі такої ж напруги (зона В на рисунку 2.1) Цей
принцип передбачає спорудження розподільчих пунктів розподільного
пункту (РП) міської електричної мережі називається пристрій розподільний
напругою 10кВ (6кВ) -20 кВ, використовується для отримання електроенергії
від центру живлення і направленні її в розподільчу мережу без трансформації
та перетворення На рисунку 1.1 розподільні пункти РП2 і РПЗ і живлячі їх
мережі використовуються для живлення розподільчої мережі загального
використання, а РП4 і РП1 та живлячі їх мережі - для електропостачання
самостійних споживачів.
Живильні лінії з'єднують ЦЖ з РП, а лінії розподільчі з'єднують ЦП
або РП з (ТП) трансформаторними підстанціями, а також ТП з
підключеннями споживачів.
Міською трансформаторною підстанцією мережі розподільної
називається підстанція, в якій трансформується електроенергія з вищої
напруги [10 (6) -20 кВ] на нижчі (0,4 кВ) і розподіляється на цій напрузі (зона
Д на рисунку 1) В середніх і невеликих містах за відсутності РП і, отже,
13

мережі живильної мережа розподільна безпосередньо починається з шин 10
(6) -20 кВ ЦП.

Рис. 1.1 – Принципова схема електропостачання міста
По розподільчій мережі 10 (6) -20 кВ проводиться живлення ТП, які у
свою чергу можуть використовуватися для живлення розподільчої мережі 0,4
кВ загального користування Такі ТП на рисунку 1.1 позначені ТП1 Від цієї ж
мережі може здійснюватися живлення підстанцій 7772 окремих споживачів .
В останні роки в електричних мережах міст почали застосовуватися так
звані глибокі вводи. Глибоким введенням називається система
електропостачання з наближенням напруги 110 - 220 кВ до центрів
навантажень споживачів з найменшою кількістю ступенів проміжної
трансформації. Застосування глибоких введень викликано обмеженістю
радіусу дії розподільної мережі 10 (6) -20 кВ при великій щільності
навантаження споживачів.
Міські електричні мережі напругою 10 (6) -35 кВ виконуються
трифазними з ізольованою або заземленою через дугогасильний реактор
нейтраллю. Застосовується компенсація ємнісних струмів відповідно до
вимог. Напруга в мережі в 1 кВ виконуються трифазними чотирипровідними
14

з заземленням глухим нейтралі напругою 380/220 В. Мережі діючі 220/127 В
переводити необхідно на напругу 380/220 В.
У розподільчих міських мережах застосовують зі схемою з'єднань
обмоток «зірка - зигзаг» і «трикутник - зірка». Зі схемою з'єднань обмоток
«зірка - зірка» трансформатори використовують в умовах переведення
мережі 6 кВ на напругу 10 кВ (при перемиканні обмоток), і зазвичай при
збільшенні навантажень трифазних споживачів.
1.2 Електромашинні перетворювачі
Машини обертального типу, механічну енергію перетворюють в
електричну (генератори) або електричну в механічну (двигуни). Заснована
дія генераторів на принципі електромагнітної індукції: у проводі, що
рухається в магнітному полі, електрорушійна сила наводиться (ЕРС).
Принцип дія електродвигунів заснована на тому, що на провід зі струмом,
розміщений в поперечне магнітне поле, діє сила.
Всі електричні машини обертального типу діляться на машини
постійного і змінного струму.
На рисунку 1.2 показаний виток дроту abcd, що обертається за
годинниковою стрілкою навколо осі 001 в магнітному полі між північним (N)
і південним (S) полюсами магніту.

Рис. 1.2 – Виток дроту у магнітному полі Напрямок миттєвої наведеної ЕРС
показано стрілками ab і cd; величина і знак ЕРС для положень 1, 2, 3 та 4 наведені на
графіку (рис. 1.3 ).
15

Рис. 1.3 – Графік ЕРС
Коли площина витка перпендикулярна полю (положення 1 і 3), ЕРС
дорівнює нулю; коли ж площину витка паралельна полю (положення 2 і 4),
ЕРС максимальна. Крім того, напрямок ЕРС в бічних частинах витка
(скажімо, ab), коли вони проходять повз північного полюса, протилежно її
напрямку при проходженні повз південного полюса. Тому ЕРС змінює знак
через кожну половину обороту в точках 1 і 3, так що у витку генерується
мінлива ЕРС і, стало бути, тече змінний струм. Якщо передбачити в
конструкції струмозбиральні (контактні) кільця, то змінний струм піде в
зовнішній ланцюг.
Генератор постійного струму повинен давати струм, який завжди тече в
одному напрямку. Для цього потрібно перемикати контакти зовнішнього
ланцюга в той момент, коли ЕРС падає до нуля, перш ніж вона почне
наростати в іншому напрямку. Це робиться за допомогою колектора,
схематично зображеного на рисунку 1.3. У показаному простому випадку він
являє собою кільце, розрізане на дві частини по діаметру. Один кінець витка
приєднаний до одного з півкілець, інший - до іншого. Щітки розташовані так,
що вони перекривають зазори між півкільцями, коли площина витка
16

перпендикулярна магнітному полю (в положеннях 1 і 3) і ЕРС дорівнює
нулю.

Рис. 1.3 – Електромашина постійного струму
Як виявляється з рисунка, кожен раз, коли ЕРС змінює знак,
перемикаються кінці зовнішнього ланцюга, так що струм в ній тече завжди в
одному напрямку (рис. 1.4).

Рис. 1.4 – Графік ЕРС електромашини постійного струму
17

Якщо до витка, показаному на рисунку 3.1 г, додати ще один,
перпендикулярний йому, то його ЕРС буде відповідати кривій bb, зрушеній
27 щодо первісної на 90 ° (рис. 1.5).

Рис. – 1.5 – Графік ЕРС
Повна ЕРС буде відповідати сумі двох кривих, тобто значно більш
гладкої кривої e. На практиці використовується велика кількість витків і
колекторних сегментів (рис. 1.6), так що пульсації ЕРС непомітні.

Рис. 1.6 – Схема сучасного електрогенератора: 1 – колектор; 2 – щітки; 3 –
магнітопровід; 4, 6 – обмотка ротора; 5 – вал.
18

Електромашинний генератор приводиться в обертання первинним
двигуном, наприклад турбіною. Обертовий вал первинного двигуна
пов'язаний 28 сполучної муфтою з валом електрогенератора, який зазвичай
несе на собі магнітні полюси і обмотки збудження. Магнітне поле струму,
створеного в обмотці збудження невеликим допоміжним генератором або
напівпровідниковим пристроєм (збудником), перетинає провідники обмотки
статора (нерухомої станини генератора), завдяки чому в цій обмотці
наводиться змінний струм, який знімається з вихідних затискачів генератора.
Великі трифазні генератори виробляють три окремих узгоджених між собою
струму в трьох окремих системах провідників, напруга на яких досягає 25 кВ.
Провідники приєднані до трифазного трансформатора, що підвищує, з
виходу якого електроенергія передається по трифазним високовольтним ЛЕП
у центри споживання.
Потужні сучасні турбогенератори мають замкнуту систему вентиляції з
воднем в якості охолоджуючого газу. Водень не тільки відводить тепло, а й
зменшує аеродинамічні втрати. Робочий тиск водню становить від 0,1 до 0,2
МПа. Для більш інтенсивного охолодження генератора водень може також
подаватися під тиском в порожнисті провідники статора. У деяких моделях
генераторів обмотки статора охолоджуються водою.

Рис. 1.7 – Гідроелектростанція: 1 - шляхопровід; 2 - затвор греблі; 3 - верхній
рівень води; 4 - рівень водозабору; 5 – машинний зал; 6 - решітка; 7 - генератор; 8 -
турбіна; 9 - нижній рівень води; 10 - рівень водозливу
19

Рис. 1.8 – Схема гідро електрогенератора з гідротурбіною

20

Розділ 2.

Технологія виробництва
електричної енергії на
теплових електростанціях

МКР 21.144.44 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Розроб. Скопець П.О. Літ. Арк. Акрушів
Перевір. К алейніков Г.Є. Зміст
Реценз. магістерської роботи
Н. Контр. ЧДТУ, МТЕ-68
Затверд. Калейніков Г.Є.

21

2.1 Поділ ТЕС за силовими установками
Залежно від типу силової установки електростанції з тепловою
установкою теплові електростанції (ТЕС) поділяються на:
- котлотурбінні електростанції;
- конденсаційні електростанції (КЕС, ГРЕС);
- теплоелектроцентралі (теплофікаційні електростанції, ТЕЦ);
- газотурбінні електростанції;
- міні ТЕЦ;
- газопоршневі електростанції;
- електростанції дизельні;
- електростанції бензинові;
- електростанції на базі парогазових і газових установок.
На схемі, представленій на рисунку 2.1, основне відображено
устаткування теплової електричної станції та взаємозв'язок її систем. Можна
за цією схемою простежити загальну послідовність процесів технологічних,
які протікають на ТЕС.

Рис. 2.1 – Принципова схема теплової електричної станції (ТЕС / ТЕЦ): 1 -
генератор електричний; 2 - турбіна парова, 3 - управлінняп ульт; 4 - деаератор; 5 і 6 –
бункерні ємності; 7 - сепаратор; 8 - циклон; 9 - котел; 10 - нагрівальна поверхня
(теплообмінник); 11 - труба димова; 12 - приміщення дробильне; 13 - резервне паливо
22

склад; 14 - вагон; 15 - пристрій розвантажувальний; 16 - конвеєр; 17 - димосос; 18 - канал;
19 - золовловлювач; 20 - вентилятор; 21 - топка; 22 - млин; 23 - станція насосна; 24 -
джерела води; 25 - насос циркуляційний; 26 підігрівач високого тиску- регенеративний; 27
– живильний насос; 28 - конденсатор; 29 - установка хімічної очистки води; 30 -
підвищувальний трансформатор ; 31 - підігрівач низького тиску регенеративний; 32 -
насос конденсатний.
2.2 Технологічна схема обладнання теплової електричної станції
На рисунку 2.2 наведено технологічну схему теплової електричної
станції

Рис. 2.2 - схема технологічна теплової електричної станції
В схему технологічного складу включено наступне обладнання:
1. господарство паливне;
2. паливна підготовка;
3. котел;
4. пароперегрівач проміжний;
5. місце високого тиску парової турбіни (ЧВТ або ЦВТ);
6. місце низького тиску парової турбіни (ЧНТ або ЦНД);
7. генератор електричний;
8. для власних потреб трансформатор;
9.для зв'язку трансформатор;
10. розподільний пристрій головне;
23

11. конденсатор;
12. насос конденсатний;
13. насос циркуляційний;
14. водопостачання джерело (річка наприклад,);
15. низького тиску підігрівач (ПНТ);
16. установка водопідготовча (ВПУ);
17 теплової енергії. споживач;
18. зворотного конденсату насос;
19. деаератор;
20. насос живильний;
21. високого тиску підігрівач (ВТП);
22. видалення шлакозоли;
23. золовідвал;
24. димосос (ДС);
25. труба димова;
26. вентилятор дуттьовий (ВД);
27. Золовловлювач.
Виходячи з рис. 2.1-2.2, отримуємо у складі теплової електростанції
таке основне обладнання ( системи):
- система підготовки палива і паливне господарство;
- установка котельня: сукупність самого котла і обладнання
допоміжного;
- установка турбінна: турбіна парова та її обладнання допоміжне;
- водопідготовки установка та конденсатоочищення;
- технічна система водопостачання;
- система золошлоковидалення (працюють що на твердому паливі для
ТЕС);
- обладнання електротехнічне та управління системи
електроустаткуванням.
24

Паливне господарство, залежно від виду використаного палива на
станції включає: пристрій приймально-розвантажувальний, механізми
транспортні, склади твердого палива та палива рідкого, для попередньої
підготовки палива пристрої (установки для вугілля дробильні). А також до
складу мазутного господарства входять насоси для перекачування мазуту,
фільтри, підігрівачі мазуту.
Твердого палива підготовка до спалювання складається з сушіння і
розмелювання його в пилоприготувальній установці, а мазуту підготовка
полягає в його підігріві, очистці від домішок механічних, іноді в обробці
спецприсадками. Все простіше з газовим паливом. Зводиться підготовка
газового палива в основному до регулювання газу, тиску перед горілками
котла.
Повітря яке необхідне для горіння палива подається в топковий простір
котла вентиляторами дуттьовими (ДВ). Продукти згоряння палива - гази
димові - димососами відсмоктуються (ДС) і через димові труби відводяться в
атмосферу. Каналів сукупність (газоходів і повітроводів) і різних елементів
обладнання, повітря по яких проходить та гази димові, утворює тракт
газоповітряний теплової електростанції; труба димова і димососи,
вентилятори дуттьові складають тягодуттьові установки. У зоні горіння
палива, що входять доскладу його негорючі (мінеральні) домішки, зазнають
перетворення хіміко-фізичні і видаляються з котла у вигляді шлаку частково,
їх значна частина виноситься газами димовими у вигляді частинок золи
дрібних. Щоб захистити атмосферне повітря від викидів золи встановлюють
золоуловлювачі перед димососами.
Видаляються вловлена зола і шлак зазвичай гідравлічним способом на
золовідвали. Коли спалюють мазут і газ золоуловлювачі не встановлюються.
Хімічно зв'язана енергія при спалюванні палива перетворюється на теплову.
За результатами утворюються продукти згоряння, які в поверхнях нагріву
котла віддають теплоту воді і пару з неї створеному. Обладнання сукупність,
25

його окремих елементів, трубопроводів, по яких рухаються вода і пар,
утворюють тракт станції пароводяної.
У котлі вода нагрівається до температури насичення і випаровується, а
утворений з киплячої води котла насичений пар перегрівається. пара
перегріта З котла направляється по трубопроводах в турбіну, де теплова його
енергія перетворюється в механічну, передану на вал турбіни. В турбіні
відпрацьована пара надходить у кондентсатор, теплоту віддає охолоджуючій
воді і конденсується.
2.3 Сучасні агрегати ТЕС і ТЕЦ, їхні особливості
Проміжний перегрів пари застосовують на сучасних ТЕС і ТЕЦ з
агрегатами одиничною потужністю 200 МВт і вище. В такому випадку
турбіна має дві частини: частина низького і частина високого тиску. У
частині високого тиску відпрацювавши пар з турбіни направляється в
проміжний перегрівач, де до нього додатково теплота підводиться, пара далі
повертається в турбіну (в частину низького тиску) і з неї надходить в
конденсатор. Проміжний перегрів пари збільшує ККД турбінної установки і
підвищує надійність її роботи.
Конденсат відкачується з конденсатора насосом конденсаційним і,
пройшовши через підігрівачі низького тиску (ПНТ), в деаератор надходить.
Нагрівається тут він парою до температури насичення, при цьому з нього
відокремлюються і віддаляються в атмосферу вуглекислота і кисень для
запобігання корозії обладнання. Вода деаерована, названа живильною,
подається насосом через підігрівачі високого тиску (ПВТ) в котел.
Підігрівається пором, конденсат в ПНД і деаераторі, а також живильна вода в
ПВД, що відбирається з турбіни. Спосіб такий підігріву означає повернення
(регенерацію) теплоти в цикл і регенеративним підігрівом називається.
Результатом цього зменшується надходження пари в конденсатор, а отже, і
менше теплоти, переданої охолоджуючої воді, що призводить до
підвищенням ККД установки паротурбінної.
26

Елементів, загальна сукупність що забезпечують конденсатори
охолоджувальною водою, називається технічною системою водопостачання.
Належать до неї: джерело водопостачання (водосховище ,річка, баштовий
охолоджувач – градирня), насос циркуляційний, відвідні та підвідні
водоводи. Охолоджувальна вода в кондентсатор передається приблизно 55%
теплоти пари, що надходить у турбіну; ця частина теплоти не
використовується для вироблення електроенергії і пропадає марно.
Зменшуються значно ці втрати, якщо відбирати з турбіни частково
відпрацьовану пару і її тепло використовувати для технологічних потреб
промислових підприємств або підігріву на опалення води та гаряче
водопостачання. Станція стає теплоелектроцентраллю, таким чином, (ТЕЦ),
що забезпечує комбіноване вироблення теплової та електричної енергії.
Спеціальні турбіни встановлюються на ТЕЦ з відбором пари - так
званні теплофікаційні. Пари конденсат, відданого тепловому споживачу,
повертається на ТЕЦ зворотним насосом конденсату.
Існують на ТЕС внутрішні втрати пари і конденсату, обумовлені
неповною герметичністю пароводяного тракту, а також безповоротною
витратою пари і конденсату на потреби технічні станції. Складають вони
приблизно 1 - 1,5% від загальної витрати на турбіні пари. Можуть на ТЕЦ
бути зовнішні втрати пари і конденсату, пов'язані з 35% відпусткою теплоти
промисловим споживачам. У середньому вони становлять 35 – 50%. Втрати
пари внутрішні і зовнішні а також конденсату поповнюються попередньо
обробленою у водопідготовлюючій установці додатковою водою. Також,
живильна вода котлів являє собою суміш конденсату турбінного і додаткової
води.
Господарство електротехнічне станції включає генератор електричний,
зв'язковий трансформатор, пристрій головний розподільний, систему
електропостачання власних механізмів електростанції через трансформатор
власних потреб.
27

Управління здійснює система збір та обробку інформації про хід
технологічного процесу і обладнання стан, дистанційне і автоматичне
управління механізмами, основні регулювання процесів, і автоматичний
захист обладнання.
Можна представити паросилову установку у вигляді теплової машини,
в якій здійснюється якийсь термодинамічний цикл. Циклом теоретичним
сучасної паросилової установки є цикл Ренкіна (рис. 2.3).

Рис. 2.3 – Цикл Ренкіна в TS діаграмі
Суміш пароводяна, що утворилася в результаті передачі теплової
енергії воді в зоні активній надходить у барабан – сепаратор, де відбувається
поділ водиі пари . В парову турбіну направляється пар, де розширюючись
адіабатно, роботу здійснює. Відпрацьована пара з турбіни направляється в
конденсатор. Віддача теплоти там відбувається до охолоджуючої води, що
проходить через конденсатор. Пар внаслідок цього повністю конденсується, а
отриманий конденсат безперервно насосом засмоктується з конденсатора,
стискається і направляється знову в барабан - сепаратор.
Двояку роль в установці відіграє конденсатор: По-перше, він має
водяний і паровий простір, розділений поверхнею, через яку відбувається
теплообмін між відпрацьованим паром і водою охолодження. Через-це
28

конденсат пари може бути використаний в якості ідеальної води, яка не
містить солей розчинених. По-друге, внаслідок різкого зменшення питомого
обсягу пари у конденсаторі при його перетворенні на капельнорідкий стан
настає вакуум, який, будучи підтримуваним протягом усього часу роботи
установки, дозволяє пару розширюватися в турбіні ще на одну атмосферу (Рк
близько 0,04 - 0,06 бар) і за рахунок цього здійснювати додаткову роботу.
У конденсаторі вологий пар повністю конденсується по ізобарі Р2 =
const (лінія 2 - 3). Насосом від тиску P2 вода стискається до тиску P1. Цей
адіабатний процес зображений у TS-діаграмі вертикальним відрізком 3-5.
Довжина відрізка 3-5 в TS-діаграмі є занадто малою, оскільки в області
рідини, ізобари (лінії постійного тиску) в TS-діаграмі проходять дуже
близько одна від одної. Завдяки цьому при ізоептропійному (при постійній
ентропії) стисненні води, температура води збільшується менш ніж на 2 - 3 °
С. З високим ступенем наближення можна вважати, що в області рідини
ізобари води практично збігаються з лівого прикордонної кривої; тому
найчастіше при зображенні циклу Ренкіна в ТS-діаграмі ізобари в області
рідини зображують злившимися з лівою прикордонною кривою. Мала
величина відрізка адіабати 3-5 свідчить про малу роботу, витрачену насосом
на стиск води. Мала величина роботи стиснення в порівнянні з величиною
роботи, виробленої водяною парою в процесі розширення 1-2, є важливою
перевагою циклу Ренкіна.
Із насоса вода під тиском P2 надходить в барабан сепаратор, а потім в
реактор, де до неї ізобарно (процесі 5-4 P1 = const) підводиться тепло.
Спочатку вода в казані нагрівається до кипіння (ділянка 5-4 ізобари P1 =
const) а потім, після досягнення температури кипіння, відбувається процес
пароутворення (ділянка 4-1 ізобари P1 = const). Пароводяна суміш надходить
в барабан сепаратор де відбувається поділ води і пари. Насичена пара, з
барабана сепаратора надходить у турбіну. Процес розширення в турбіні
зображується адіабати 1-2 (Цей процес відноситься до класичного циклу
Ренкіна в реальному установці процес розширення пари в турбіні дещо
29

відрізняється від класичного). Відпрацьований вологий пар надходить в
конденсатор, і цикл замикається.
З точки зору термічного ККД. цикл Ренкіна являється менш вигідним,
ніж цикл Карно, оскільки ступінь заповнення циклу (так само як і середня
температур підведення тепла) для циклу Ренкіна виявляється менше, ніж у
випадку циклу Карно. Однак з урахуванням реальних умов провадження
економічність циклу Ренкіна вище економічності відповідного циклу Карно у
вологому парі.
Цикл з проміжним перегрівом пари. Для того щоб збільшити
термічний ККД циклу Ренкіна, часто застосовують так званий перегрів пари
у спеціальному елемент установки - пароперегрівач, де пара нагрівається до
температури, що перевищує 37 температуру насичення при даному тиску P1.
У цьому випадку середня температура підведення тепла збільшується в
порівнянні з температурою підведення тепла в циклі без перегріву і, отже,
термічний ККД циклу зростає. Цикл Ренкіна з перегрівом пари є основним
циклом теплосилових установок, що застосовуються в сучасній
теплоенергетиці. Оскільки в даний час не існує промислових енергетичних
установок з ядерним перегрівом пари (перегрів пари безпосередньо в
активній зоні ядерного реактора), то для ядерних реакторів BWR і РБМК
використовується цикл з проміжним перегрівом пари. Для підвищення ККД в
циклі з проміжним перегрівом пари, використовується двохступенева
турбіна, що складається з циліндра високого тиску і декількох (4 для РБМК)
циліндрів низького тиску. Пара з барабана сепаратора прямує в циліндр
високого тиску (ЦВТ), частина пари відбирається для перегріву.
Розширюючись в циліндрі високого тиску процес на діаграмі 1-6, пар
здійснює роботу. Після ЦВТ пар подається в пароперегрівач, де за рахунок
охолодження відібраної на початку частини пара, осушується і нагрівається
до більш високої температури, (але вже при більш низькому тиску, процес 6-
7 на діаграмі), і надходить у циліндри низького тиску турбіни (ЦНД) .
30

У ЦНД пар, розширюючись, знову здійснює роботу (процес 7-2 на
діаграмі) і надходить у конденсатор. Решта процесів відповідають процесам у
вищерозглянутому циклі Ренкіна.

Рис. 2.4 – Цикл з проміжним перегрівом пари в TS діаграмі
Елементарний склад твердих і рідких палив записується у вигляді суми
вмісту в них вуглецю C, водню H, кисню O, сірки S, азоту N, золи A і вологи
W (у відсотках). Залежно від того, яка маса палива береться в розрахунок,
кожному числу присвоюється відповідний вид індексів:

Перерахунок елементарного складу палива з однієї маси на іншу про ¬
водиться відповідно до формул в таблиці 2.1.
Таблиця 2.1
31

Коефіцієнти перерахунку мас палива: Перерахунок елементарного
складу палива з однієї вологості (зольності) на іншу проводиться за
формулою:

Вуглець є основним горючим елементом палива. Його зміст на горючу
масу становить: у деревині та торфі 50-65%, в бурому вугіллі 67-72%,
кам'яних вугіллі 76-90% і в антрацитах 92-94%, тобто із збільшенням
геологічного віку твердого палива вміст у ньому вуглецю підвищується.
Склад рідких нафтових палив є досить стабільним і, утримуючи в них
вуглець на горючу масу, коливається у вузьких межах 86-87%.
Вуглець характеризується високим питомим тепловиділенням. При
повному згорянні 1 кг вуглецю виділяється 33600 кДж теплоти. Отже,
вуглець визначає теплову цінність палива.
Водень є другим найважливішим пальним елементом палива. Його
співвідношення на горючу масу становить: у деревині та торфі 6,0-6,5%, в
бурому вугіллі близько 5,0%, в кам'яних вугілях 4,0-5,5% і антрацитах 1,5 -
39 2,5%. У рідких нафтових паливах вміст водню значно вище і на горючу
масу становить 10-12%. Теплова цінність водню майже в чотири рази вище
теплової цінності вуглецю. При повному згорянні 1 кг водню і конденсації
продуктів згоряння виділяється 141500 кДж тепла, без урахування
конденсації водяної пари 119000 кДж. Сірка є третім, вельми небажаним,
пальним елементом палива. У загальному випадку сірка палива складається з
сірки органічної (So), війшовши в паливо у вигляді органічних сполук, сірки
32

колчеданної (Sк), входячи до складу палива у вигляді колчеданна (FeS2), і
сірки сульфатної (Sс), входячий в паливо у вигляді, наприклад, гіпсу (CaS04).
Сірка органічна та колчеданна утворюють сірку горючу (летючу) Sа = So +
Sк. Сульфатна ж сірка не тримається і в елементарному складі палива
включається до золи. Вміст сірки в паливі коливається від 0 до декількох%.
При повному згорянні 1 кг сірки леткої виділяється 9000 кДж тепла.
При горінні сіровмістного палива в промислових паливоспалюючих
пристроях (печах, котлах, газотурбінних установках та ін..) поряд з сірчаним
газом (SO2) утворюється незначна кількість сірчаного ангідриду (SO3).
Наявність останнього в газоподібних продуктах згоряння при визначених
умовах викликає сіркокислу тобто низькотемпературну, корозію металу
обладнання. того, продукти згоряння сірки викликають забруднення
атмосфери. Тому сірка є шкідливою домішкою, яка знижує теплотехнічну
цінність палива.
Кисень і азот є небажаними елементами палива. Наявність їх в паливі
знижує вміст горючих елементів. Кисень, крім того, пов'язує частину
горючих елементів палива, знецінює його. Азот в паливі сприяє утворенню в
газоподібних продуктах згоряння оксидів азоту, що володіють високою
токсичністю, що значно перевищує токсичність оксидів сірки.
Кисень і азот прийнято називати внутрішнім баластом палива. У рідких
нафтових паливах вміст кисню та азоту незначно і в сумі (О + N) становить
0,50-1,75%. У твердих паливах вміст кисню та азоту може бути значно
більшим. Зола являє собою суміш різних мінеральних речовин, які
залишаються після повного згоряння горючої частини палива. Вміст золи
зазвичай дається на суху масу. Зольність рідких палив нормується ГОСТами і
за своїм значенням невелика. Наприклад, для дизельного палива не більше
0,02%, для топкових мазутів не більше 0,30%. У твердих паливах вміст золи
може дістати значних величин (до 30% і більше на суху масу).
Зола є зовнішнім баластом палива. Вона, знижує склад горючої частини
палива, викликає додаткові витрати на його видобуток і транспорт. Вона
33

може викликати ерозійний знос елементів устаткування. Зміст ванадію в золі
рідких нафтових палив може при визначених температурних умовах
призвести до так званої ванадієвої високо температурної корозії металу.
Наявність солей натрію, оксидів заліза в золі рідких нафтових палив надає
каталітичну дію на протікання сірчанокислої низькотемпетурної корозії
металу. Волога відноситься до зовнішнього баласту палива. Наявність її (так
само, як кисню та азоту) зменшує вміст горючої частини палива. Це знижує
теплову цінність палива, а також збільшує витрати на його транспорт.
Волога, крім того, знижує корисне тепловиділення палива, оскільки
частина тепла при горінні витрачається на перетворення її в пару. Це веде
також до зниження температурного рівня в зоні горіння і погіршує умови
теплообміну.
Летючі речовини і кокс. Іншими важливим теплотехнічними
характерниками палива є вихід летких горючих речовин і твердий нелетючий
залишок - кокс. Вміст летких горючих речовин визначається шляхом
нагрівання навішування палива без доступу повітря до температури порядку
850 ° С. Втрата у вазі наважки за вирахуванням вмісту вологи дає вихід
летючих речовин. До складу летючих входять водень Н2, вуглеводні СmНn,
окис вуглецю СО, двоокис вуглецю СО2, деякі інші сполуки.
Вихід летючих прийнято відносити до горючої маси палива. Чим
геологічно молодше паливо, тим менше його ступінь вуглефікації (насичення
вуглецем), тим більше вихід летючих речовин. Так, горюча маса у дров
»85%, у бурого вугілля» 60%, а у антрацитів » 4%. Вихід летючих горючих
речовин характеризує здатність палива до займання. Чим більше вихід
летючих і чим нижче температура їх виділення, тим легше паливо
запалюється і тим вище його реакційна здатність при горінні. Це властивість
палива враховується при організації його спалювання.
Твердий осад після відгону летючих кокс може бути сипучим, не
спікливим, слабо спікливим і спікаючим. Властивості коксу, звичайно,
значною мірою впливають на організацію спалювання палива, а також на
34

використання палива для його коксування, газифікації і т.д. При спалюванні
твердих палив велике значення має також температура плавлення золи.

РОЗДІЛ 3

ТЕХНОЛОГІЯ
ВИРОБНИЦТВА
ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ
НА
ГІДРОЕЛЕКТРОСТАНЦІЯХ

МКР 21.144.44 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Розроб. Скопець П.О. Літ. Арк. Акрушів
Перевір. Ка лейніков Г.Є. Зміст
Реценз.
магістерської роботи
Н. Контр. ЧДТУ, МТЕ-68
Затверд. Калейніков Г.Є.

35

3.1 Основні принципи роботи гідротурбін
Термін "гідроенергетика" визначає галузь енергетики, де
використовується енергія потоку води, що рухається, яка перетворюється в
механічну або, найчастіше, в електричну. Крім гідроенергетики, водяними
джерелами енергії є також морські хвилі і припливи.
Гідроенергетика – найбільш розвинута галузь енергетики на
поновлюваних ресурсах. Важливо відзначити, що відновлюваність
гідроенергетичних ресурсів також забезпечується енергією Сонця. Дійсно,
ріки являють собою потоки води, що рухаються під дією сили ваги з більш
високих на поверхні Землі місць у більш низькі і зрештою, впадають у
Світовий океан. Під дією сонячного випромінювання вода випаровується з
поверхні Світового океану, пара її піднімається у верхні шари атмосфери,
конденсується в хмари і випадає у виді дощу, поповнюючи джерела рік, що
виснажуються. Таким чином, енергія рік є перетворена в механічну енергію
Сонця.
В силу тих чи інших змін атмосферних умов цей кругообіг може
порушитись (ріки міліють чи висихають, виникають повені та ін.). Для
виключення цих обставин на ріках перед гідроелектростанціями будують
греблі, формуються водоймища, за допомогою яких регулюється постійний
напір і витрати води. Умови експлуатації ГЕС (рівномірний режим роботи
при відсутності екстремальних температурних і інших навантажень)
сприяють їх багаторічній роботі (50 років і більше). Внаслідок цього вони
працюють з високим економічним ефектом і вартість електроенергії досить
низька (приблизно 4 центи США за 1 кВт) . Електроенергію, яку вироблюють
36

ГЕС, досить легко регулювати, що важливо при її використанні в
енергосистемах з великими коливаннями навантаження.
Сумарна потужність гідравлічних турбін зараз зростає в усьому світі
приблизно на 5 % на рік, тобто подвоюється кожні 15 років. Потенційні
можливості гідроенергетики найбільш великі в Африці, Китаї і Південній
Америці, де оцінюються в 6 1,5 •10 МВт. Потужність усіх ГЕС на кінець
минулого століття складала приблизно 500 000 МВт, велика частина з яких
мала потужність більш 10 МВт.
Проблемами гідроенергетики є: збиток, який наноситься
навколишньому середовищу (особливо від затоплення великих площ при
створенні водоймищ), заілювання гребель, корозія гідротурбін і великі
капітальні витрати на спорудження в порівнянні з тепловими
електростанціями. Тому в цей час перспективним є використання
гідроенергетичних ресурсів малих рік без створення штучних водоймищ.
На ГЕС для отримання електроенергії використовується енергія водних
потоків. Первинними двигунами на ГЕС є гідротурбіни, які приводять в 42
обертання синхронні генератори. Потужність, що розвивається агрегатом,
пропорційна напору Н і витраті води Q.
Напір Н створюється різницею рівнів води за допомогою греблі (рис.
3.1).

Рис. 3.1 Технологічна схема ГЕС
37

В електричній частині ГЕС в чомусь подібні конденсаційним станціям.
Зазвичай вони віддалені від центрів споживання енергії, тому електроенергія
видається на високих і надвисоких напругах (110-500 кВ).
Відмітна особливість ГЕС - невелике споживання електроенергії на
власні потреби, яке в кілька разів менше, ніж на ТЕС. Це пояснюється
відсутністю на ТЕС великих механізмів власних потреб.
Інша відмінна особливість – проста технологія виробництва
електроенергії, що обумовлює легку автоматизацію. Пуск агрегату ГЕС
займає не більше 50 с, тому резерв потужності в енергосистемі
забезпечується саме гідростанціями. ККД ГЕС зазвичай становить 85-90%, а
собівартість електроенергії в кілька разів менше, ніж на теплових
електростанціях.
Особливу роль у сучасних енергосистемах займають гідроакумулюючі
станції (ГАЕС). Ці електростанції мають, як мінімум, два басейни – верхній і
нижній з певними перепадами висот між ними. На ГАЕС встановлюються
оборотні агрегати. У години мінімуму навантаження агрегатів переводять у
руховий режим, а турбіни - у насосний. Споживаючи потужність з мережі,
гідроагрегати перекачують воду з нижнього басейну в верхній. У години
максимальних навантажень, коли в системі дефіцит потужності, ГАЕС
виробляє електроенергію за рахунок перепаду рівнів води в басейнах. У цей
період станція працює як звичайна ГЕС. Таким чином, застосування ГАЕС
дозволяє вирівнювати графік навантажень енергосистеми, що підвищує
економічність теплових станцій.
Гідротурбіна, гідравлічна турбіна, водяна турбіна - ротаційний двигун,
що перетворює механічну енергію води (її енергію положення, тиску і
швидкісну) в енергію обертового вала. За принципом дії гідротурбіни
діляться на активні і реактивні. Основним робочим органом гідротурбіни, в
якому відбувається перетворення енергії, є робоче колесо. Вода підводиться
до робочого колеса в активних гідротурбінах через сопла, в реактивних –
38

через направляючий апарат. В активній гідротурбіні (рис. 3.2) вода перед
робочим колесом і за ним має тиск, рівний атмосферному.

Рис. 3.2 – Схема активної гідротурбіни: а) - робоче колесо; б) - сопла.
У реактивної гідротурбіні (Рис. 3.2) тиск, води перед робочим колесом
більше атмосферного, а за ним може бути як більше, так і менше
атмосферного тиску.
Перша реактивна гідротурбіна, що була винайдена у 1827 французьким
інженером Б. Фурнероном, мала на робочому колесі потужність 6 л. с., і
через погані енергетичні властивості вже не застосовуються. У 1855
американський інженер Дж. Френсис винайшов радіально-осьове робоче
колесо гідротурбіни з неповоротними лопатями, а в 1887 німецький інженер
Фінк запропонував направляючий апарат з поворотними лопатками. У 1889
американський інженер А. Пелтон запатентував активно - ковшову
гідротурбіну, австрійський інженер В. Каплан в 1920 отримав патент на
поворотнолопатні гідротурбіни. Радіально-осьові, поворотнолопатні і
ковшові гідротурбіни широко застосовуються для вироблення електричної
енергії.
39

Рис. 3.3 – Схема реактивної гідротурбіни: а) - робоче колесо; б) - направляючий
апарат Для розрахунку профілю лопаті робочого колеса гідротурбіни обертового типу з
постійною кутовою швидкістю використовують рівняння (рис. 3.3):

де Н - робочий напір гідротурбіни, тобто запас енергії 1 кг води
(різниця відміток горизонтів води перед входом в спорудження гідравлічної
силової установки і по виході з них за вирахуванням втрат на опір у всіх
спорудах, але без вирахування втрат в самій гідротурбіні) ;
U1 і U2 - окружні швидкості лопатей на вході води в робоче колесо і на
виході з нього, м / с;
V1 і V2 - абсолютні швидкості води на вході і виході;
м / с; (α1 і α2 - кути між напрямками окружних і абсолютних
швидкостей в точках, відповідних осередненим по енергії поверхні струму,
град; g - прискорення вільного падіння, м/сек2 .
У ліву частину рівняння вводиться множник hr, що є гідравлічним ККД
гідротурбіни. Частина потужності, отримана колесом, витрачається на
подолання механічних опорів, ці втрати враховують механічний ККД
гідротурбін h0. Витік води в обхід робочого колеса враховується об'ємним
ККД гідротурбіни.
40

Повний ККД гідротурбіни h = HГ • hm • h0 - відношення корисної
потужності, що віддається турбінним валом, до потужності пропускаємої
через гідротурбіну води. У сучасній гідротурбіні повний ККД дорівнює 0,85-
0,92; за сприятливих умов роботи кращих зразків гідротурбін він досягає
0,94-0,95.

Рис. 3.4 – Трикутники швидкостей на вході в робоче колесо гідротурбіни і на
виході з нього
Геометричні розміри гідротурбін характеризуються номінальним
діаметром D робочого колеса. Гідротурбіни різних розмірів утворюють
турбінну серію, якщо володіють однотипними робочими колесами і
геометричними подібними елементами проточної частини. Визначивши
необхідні параметри однієї з гідротурбін даної серії, можна підрахувати,
користуючись формулами подібності, ті ж параметри для будь - якої
гідравлічної турбіни цієї серії. Кожну турбінну серію характеризує
коефіцієнт швидкохідності, чисельно рівний частоті обертання валу
гідротурбіни, розвиваючої при напорі 1 м потужність 0,7355 квт (1 л. С.).
Чим більше цей коефіцієнт, тим більше частота обертання валу при заданих
напорі і потужності. гідротурбіни і електричний генератор обходяться
дешевше при збільшенні частоти їх обертання, тому прагнуть будувати
гідротурбіни з можливо великим коефіцієнтом швидкохідності. Проте, в
41

реактивних гідротурбінах цьому перешкоджає явище кавітації, що викликає
вібрацію агрегату, зниження ККД і руйнування матеріалу гідротурбіни.
Графіки залежності величин, що характеризують гідротурбіни,
називаються турбінними характеристиками. На рисунку 3.4 представлені
характеристики гідротурбіни при постійному напорі і частоті обертання
колеса, але при різних навантаженнях і витраті води.
У реальних умовах гідротурбіни працюють при мінливому напорі; їх
поведінка в цьому випадку зображується універсальними характеристиками
для моделі і експлуатаційними характеристиками - для натурної
гідротурбіни. Універсальні характеристики будуються на підставі
лабораторних досліджень моделі, проточна частина якої геометрично подібна
до натурної.

Рис. 3.5 – Характеристики гідротурбіни при постійному напорі і частоті обертання
колеса: h - ККД; Q - витрата води; N - навантаження гідротурбіни
На універсальних характеристиках (рис. 3.5), виходячи з умов
моделювання, в координатах наведених величин витрат Q'1 л/сек і частоти
обертання h'1 об/хв (характерних для гідротурбіни даної серії діаметром
робочого колеса 1 м, що працюють при напорі 1 м) наносяться ізолінії рівних
ккд h%, коефіцієнт кавітації s і відкриття направляючого апарату a0.
42

Рис. 3.6 - Універсальні характеристики для моделі гідротурбіни
Експлуатаційні характеристики (рис. 3.6) будуються на підставі
універсальних і показують залежність ККД натурної турбіни h% від
навантаження N Мвм і напору Нм при номінальній частоті обертання турбіни
n = const.

Рис. 3.7 – Експлуатаційні характеристики для моделі гідротурбіни
Тут же зазвичай наносять лінію обмеження потужності, яка має
залежність гарантованої потужності від напору. На цих же характеристиках
зображують лінії рівних допустимих висот відсмоктування HS м, що
показують заглиблення робочого колеса гідротурбіни під рівень води в
нижньому б'єфі (різниця відміток розташування робочого колеса і рівня
43

нижнього б'єфу). Проточна частина реактивних гідротурбін складається з
наступних основних елементів (рис. 3.7): спіральної камери гідротурбіни 1;
направляючого апарату 2, регулюючого витрату води; робочого колеса 3 і
відсмоктуюючої труби 4, що відводить воду від Г.
Реактивні гідротурбіни за напрямом потоку в робочому колесі діляться
на осьові і радіально-осьові. За способом регулювання потужності реактивні
гідротурбіни бувають одинарного і подвійного регулювання. До гідротурбін
одинарного регулювання належать гідротурбіни, що містять направляючий
апарат з поворотними лопатками, через який вода підводиться до робочого
колеса (регулювання в цих гідротурбінах відбувається за допомогою зміни
кута повороту лопатей робочого колеса), і лопатнорегулюючої гідротурбіни,
у яких лопаті робочого колеса можуть повертатися навколо своїх осей (
регулювання в цих гідротурбінах відбувається зміною кута повороту лопатей
робочого колеса). гідротурбіни подвійного регулювання містять
направляючий апарат з поворотними лопатками і робоче колесо з
поворотними лопатями.

Рис. 3.8 – Проточна частина реактивної гідротурбіни
Поворотнолопатні гідротурбіни, застосовувані на натиски до 150 м,
можуть бути осьовими і діагональними гідротурбінами. Різновидом осьових
44

є двухперові, в яких на кожному фланці розміщуються по дві лопаті замість
однієї. Радіально-осьові гідротурбіни одиночного регулювання застосовують
на натиски до 500-600 м. Активні гідротурбіни будують переважно у вигляді
ковшових гідротурбін і застосовують на натиски вище 500-600 м; їх ділять на
парціальні і не парціальні. У парціальних гідротурбін вода до робочого
колеса підводиться у вигляді струменів через одне або декілька сопів і тому
одночасно працює одна або декілька лопатей робочого колеса. У
непарціальних гідротурбінах вода підводиться однієї кільцевої струменем і
тому одночасно працюють всі лопаті робочого колеса. В активних
гідротурбінах відсмоктуючі труби і спіральні камери відсутні, роль
регулятора витрати виконують соплові пристрої з голками, що
переміщаються усередині сопів і змінюють площу вихідного перетину.
Великі гідротурбіни забезпечуються автоматичними регуляторами
швидкості.
За розташуванням вала робочого колеса гідротурбіни діляться на
вертикальні, горизонтальні та похилі. Горизонтальні гідроагрегати з
поворотнолопатевими або пропелерними гідротурбінами можуть
виконуватися у вигляді капсульного гідроагрегату.
Широке поширення отримали оборотні гідроагрегати для
гідроакумулюючих та приливних електростанцій, що складаються з
насосотурбіни (гідромашини, здатної працювати як в насосному, так і в
турбінному режимах) і двигуна-генератора (електромашини, які працюють як
в руховому, 49 так і в генераторному режимах). У оборотних гідроагрегатах
застосовуються тільки реактивні гідротурбіни Для приливних електростанцій
використовуються капсульні гідроагрегати.
Основними тенденціями в розвитку гідротурбін є збільшення
одиничної потужності, просування кожного типу гідротурбін в область
підвищених напорів, вдосконалення і створення нових типів гідротурбін,
поліпшення якості, підвищення надійності та довговічності обладнання. У
СРСР свого часу створені і успішно працюють гідротурбіни радіально-
45

осьового типу потужністю 508 Мвт на розрахунковий напір 93 м з діаметром
робочого колеса 7,5 м для Красноярської ГЕС. Розроблялись гідротурбіни
такого ж типу для Саянской ГЕС (одинична потужність 650 Мвт,
розрахунковий напір 194 м, діаметр робочого колеса 6,5 м).
Великих успіхів у створенні гідротурбін досягли фірми «Хитати»,
«Міцубісі», «Тосіба» (Японія), «Нохаб» (Швеція), «Нейрпік» (Франція),
«Інгліш електрик» (Великобританія), «Фойт» (ФРН ) та ін. Наприклад,
японською фірмою «Тосиба» проектуються гідротурбіни для ГЕС Гранд-
КуліIII одиничною потужністю 600 Мвт на натиск 87 м з діаметром робочого
колеса 9,7 м.
Енергетичні характеристики гідроагрегату залежать від ряду факторів,
пов'язаних зі станом проточної частини гідротурбіни, а також водопідвідного
і водовідвідного трактів, а для поворотно-лопатевих гідротурбін - також і зі
станом комбінаторного зв'язку. У силу мінливості у часі цих факторів
енергетичні характеристики можуть змінюватися в період експлуатації. Тому
вводиться поняття про нормативні енергетичні характеристики, які
відповідають нормальному стану проточної частини гідротурбіни за
відсутності руйнувань лопатної системи і камери робочого колеса,
відсутності руйнувань і сторонніх предметів (сміття) в водопідвідних і
водовідвідних трактах та оптимальної комбінаторної залежності поворотно-
лопатевих гідротурбін, а також сталому режиму роботи гідроелектростанції.
Наявність тих чи інших відхилень від нормальних умов може бути
враховано у вигляді виправних коефіцієнтів, що знижують коефіцієнт
корисної дії (ККД) гідроагрегату в порівнянні з нормативним значенням. Для
обліку різних експлуатаційних факторів вводиться поняття розрахункового
значення питомої витрати води, яке може бути використовано для оцінки
економічності роботи ГЕС.
До складу нормативних енергетичних характеристик включаються такі:
- експлуатаційні характеристики гідроагрегату і ГЕС;
- витратно-потужності характеристики гідроагрегату;
46

- характеристики питомих витрат води.
Експлуатаційна характеристика призначена для представлення
величини ККД гідроагрегату (або ГЕС) в робочому діапазоні зміни
навантажень і напорів при дотриманні заданих обмежень по висотах
відсмоктування.
Витратно-потужностні характеристики гідроагрегату призначені для
визначення витрати води через гідротурбіну залежно від навантаження
агрегату і чинного напору. Характеристика питомих витрат води призначена
для визначення ефективності використання енергоносія (води) в залежності
від навантаження ГЕС при заданих горизонтах води у верхньому б'єфі ГЕС.

Рис. 3.9 – Класифікація гідротурбін

47

Розділ 4

Геліоенергетика

МКР 21.144.44 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Розроб. Скоп ець П.О. Літ. Арк. Акрушів
Перевір. Калейніков Г.Є. Зміст
Реценз.
магістерської роботи
Н. Контр. ЧДТУ, МТЕ-68
Затверд. Калейніков Г.Є.

48

4.1 Вибір фотоелектричної установки
Одним з найбільш перспективним напрямком розвитку альтернативної
енергетики є сонячна енергетика. Сонячна енергетика – це сонячна енергія,
заснована на принципах накопичення сонячної енергії з її трансформуванням
в електрику та тепло, необхідну людині.
Потрібно розуміти, що з давніх давен людство використовує сонячну
енергію. Освітлення і опалювання будинку, вода для побутових потреб,
сушіння фруктів, одягу, вирощування рослин – все це пов’язане із сонцем.
Люди завжди використовували і будуть використовувати у своєму
повсякденному житті теплову енергію цього світила. Однак раніше ніхто не
задумувався над ефективністю даного виду електроенергії. Але, в 90-х роках
минулого століття все змінилось і були розпочаті широкомасштабні наукові
досліди в цьому напрямку.
Основною перевагою сонячного тепла і світла є його доступність. У
будь-якій країні світу можна отримати цю безкоштовну, екологічно чисту і
відновлювальну енергію. Різна щільність сонячного світла у різних
кліматичних зонах і регіонах відрізняється не більше ніж у два рази. Тому
таке альтернативне направлення енергії набирає популярності не тільки на
рівнях держав, але й серед населення. Загальна площа сонячних установок,
розташованих у різних країнах, зараз займає більше 120 млн квадратних
метрів. Об’єми сонячної енергії розширюються з кожним роком.
Енергетичний потенціал сонця на нашій планеті великий.Він складає
порядка 700 квадриліонів кВт*ч в рік.В данний час на світовому ринку
продається і купляється близько 85 триліонів в рік. Це означає, що навіть 1-го
відсотка сонячної енергії вистачить для того щоб з запасом покрити світові
потреби в електроенергії. Тому що необхідно приділяти увагу і розвивати цю
галузь ,бо вперспективі, вона дозволить, отримувати всю необхідну людству
електроенергію практично без експлуатаційних витрат.
По принципу отримання енергії геліоенергетику можна розділити
на два основних типи:
49

1.Сонячні колектори для нагрівання води –найпоширеніше
обладнання в світі, дозволяюче використовувати сонячне тепло для
теплоносіїв. Успішно використовується як в повсякденному житті так і в
промисловості. Такий прилад легко справляється з нагріванням води для
побутових потреб або забеспечує якісне альтернативне отоплення в холодну
пору року.
2.Фотоелектричні перетворювачі-обладнання для виробництва
електроенергії шляхом поглинання і перетворення сонячної радіації.
Першочергово ця технологія використовувалась в космічному виробництві.
Далі поговоримо про достатки і недостатки сонячної енергетики.
Достатки
- безкінечний ресурс. До тих пір поки світить сонцеенергія
невичерпна;
- екологічність. Отримання енергії не супроводжується викидом
шкідливих речовин в атмосферу і землю;
- безшумне виробництво. Це дозволяє розміщувати станції неподалік
де проживають люди;
- можливість розміщення вбудь якій точці земної кулі, швидкий
монтаж станції, достатньо придбати всі потрібні елементи;
- велика ступінь автоматизації виробничого процесу, взвязку з чим
немає потреби в спеціалістах для обслуговування.
Недоліки:
- на виробленння електроенергії впливає велика кількість факторів
таких як, погодні умови, час доби, час року;
- неможливість отримання енергії в нічний час доби;
- деякі складності з обслуговуванням станції;
- висока вартість обладнання.
Поговоримо про високу вартість генерації сонячної електроенергії.
Звичайно це питання все ще актуальне і сьогодні, але актуальність його вже
нетака гостра як 5 років тому. Це повьязано з тим що ціни на силові панелі з
50

1975 року упали більш ніж в 150 разів і продовжують падати. Це повьязано з
покращенням технологій, оптимізацією процесу виробництва та іншими
чинниками. Останнім часом набирає фактор конкуренції. Великі світові
гравці даного ринку почали визнавати даний тип генерації. Жорстка
конкуренція між ними приводить до ще більшого зниження цін і в
подальшому це буде тільки посилюватись. Лідером тут залишається Китай .
Дешева робоча сила а також підтримка держави зіграли свою *роль*. На
даний час Китай можна назвати лідером цієї галузі і конкурентам потрібно
рівнятись на нього і слідуючи за ним знижувати ціни.
За допомогою фотоелектричної установки можна виробляти енергію
автономно шляхом використання сонячної енергії. Електроенергія, щ обула
вироблина таким чином, може стати в нагоді для щоденних господарчих
справ, для накопичення чи продажу енергетичним компаніям. Одним із
головних критеріїв вибіру звісно була ціна а також довготривалу надійність
гарантовану заводом виробником, велика пікова потужність, задовільний
параметр температур при яких можлива експлуатація, а також мінімальна
втрата потужності в зв’язку з старінням фотоелементів.
Сьогодні в Україні велечезним попитом користуютьсякитайські панелі,
так як їх вартість нижча від європейських та американських аналогів.
Пояснюється це тим що різна оплата праці, податковими пільгами та
екологічними нормами в країнах Європейського союзу, Північної Америки в
порівнянні з азіатськими країнами.
Можна виділити чотири основні категорії країн – виробників
фотоелектричних елементів: міжнародні коорпорації, виробники з Європи,
виробники з Китаю під брендом Європи, Китайські виробники що не є
міжнародними коорпораціями.
Проаналізувавши становище на ринку, провівши деякі порівняння
їхніх характеристик, перевагу було вирішено віддати вітчизняній фірмі *
Пролог семікор*, Prolog Semikor.
51

Вони мають Українську складову, підтвержену відповідними
сертифікатами, дають гарантію 25 років, найбільша пікова потужність,
високий ККД, а також мінімальна втрата потужності в звязку з старінням
фотоелементів .
Переваги даного модуля:
- Загартування скла забезпечує високу міцність модуля,
оберігаючи його від пошкоджень при впливі граду, снігу, льоду, вітру;
- Низький вміст оксиду заліза у склі забезпечує його високу
прозорість та гарантує підвищений ККД модуля;
- Текстурна поверхня скла забезпечує підвищений виробіток
енергії внаслідок більш ефективного збирання дифузного та прямого
випромінювання;
- Застосування високоефективних ( ККД 20,4% і більше)
фотоолектричних перетворювачів (ФЕП) забезпечує підвищене
виробленняенергії;
- Низька паропровідність тильного покриття забезпечує надійний
захист модуля, термін використання більше 25 років;
Критерії якості модуля:
- Пікова потужність кожного модуля вимірюється індивідуально;
- Маркування моделі забезпечується з допуском небільше +- 1,5%;
- Кожен модуль має паспорт з відмітками контролю якості;
- Кожен модуль має серійний номер, позначений на етикетці;
- Менеджмент якості виробництва сертифікований.
4.2. Вибір гідроенергетичної установки
Після довготривалого аналізу і обговорення про установки мікро-ГЄС,
міні-ГЄС прийшли до висновку що такі установки дуже дорого і
невиправдовують капіталовкладень що недопустимо використовувати їх в
даному проекті. Після тривалих пошуків була знайдена Бельгійська компанія
Turbulent. В минулому ця компанія була просто стартапом, немаючи своїх
промислових потужностей, ні готових проектів, однак тепер ця компанія, яка
52

склада готові проекти під потрібні цілі, які ставить замовник. Станції
построїні ними, успішно функціонують і виробляють електроенергію.
Засновниками даної компанії, офіс який розташований в Антверпене,
являються Джаспер Веррейд і Гірт Слачмюлдерс. Їх ціль полягає втому щоб
придумати прості і дишеві технології постачання енергії із відновлюваних
джерел тим, хто більше всих потребує в ній.
Такі міні-гідроелектростанції можуть бути встановлені на річках
глибиною в 1 метр, не блокуючи їх природній потік, в випадку з
всеможливими дамбами і плотинами. Вони зможуть виробляти до 100кВт не
потребують серйозного обслуговування і невпливають на навколишнє
середовище, їх енергія повністю «зелена» , не шкодить річковій флорі і фауні
і відмінно підходить для віддалених населиних пунктів.
Велике сміття виловлюється самоочисним екраном, а риба, яка змогла
попасти в турбіну, вільно проходить басейн і повертається в річку. Процес
протіка безперервно, поки вода тиче через систему. В турбіні є тільки одна
рухома частина, що забезпечує довговічність роботи. Термін служби такого
бетонного басейна- неменше 100 років.
Спрощина система і низька ціна повинні зацікавити інвесторів по
всьому світу. Кінечні результати займають лише тиждень і генератор готовий
видавати електроенергію. Основні витрати на робочу силу повязані з
обладнанням поблизу з проточною водою невеликого бетонного басейну, в
яке потім влаштовується робоче колесо і генератор. Частина річкової води
вливається в басейн і розкручує турбіну.
Гідроелектростанції такого типу були протистовані в річках Бельгії.
Також на початку 2018 року компанія запустила першу установку в Чілі.
53

Рис. 4.1 - Внутрішній вигляд гідроенергетичної установеи компанії Turbulent
Перспективи такого винаходу вражають. Turbulent вже співпрацює з
технічними спеціалістами Autodesk i VITO і отримує фінансування для
розвитку від компаній KIC Innoenergy , Iminds і бельгійського керівництва.
Ще одною перевагою виплива той факт що у компанії є технологія
печетання турбін на 3D принтері. Турбіни відмінно працюють в заданому
діапазоні, ударостійкі і що саме головне дуже дишеві в виробництві.
Подібний підхід значно зменшує заключну ціну проекту.
4.3. Вибір акумуляторної батареї
Основним показником акамулятора є його ємність, яку потрібно
оприділяти виходячи з того, де він буде використовуватися. Чи буде він
використовуватися в системі ризервного чи автономного живлення. Так для
системи автономного живлення потрібно використовувати акамулятор
великої ємності. Це повязано впершу чергу зтим, що втакій системі
аккумулятор буде набагато швидше розряджатися до мінімальних
показників, що значно зменшить його ресурс. Тому доцільно вибирати
акомулятор з запасом ємності для того, щоб недопускати його частого
повного розряду.
Також до числа найбільш важливих факторів, що визначають
тривалість експлуатації батерей, відносяться:
- температура навколишнього середовища;
54

- кількість пройдених циклів заряд-розряд;
- особливості конструкції батереї.
До основних характеристик акомуляторних батерей відносяться:
- ємність, ампер/час;
- напруга,вольт;
- доступна глибина розряду,%;
- термін служби, років;
- діапазон працюючих температур,С;
- саморозряд,%;
- розміри, мм;
- вага, кг;
- напруга зарядки, А.
Далі дамо коротке пояснення , відповідно різних типів акомуляторів.
Стартерні акомулятори-самі слабі і короткоживучі батереї. Вимоги до
них невеликі, тому вони виготовляються по самій простій технології
(штамповані тонкі сітчасті пластини).
Обслуговуючі автомобільні АКБ витримує близько 100 циклів
розряду на 80%, герметизовані близько 200.
АGМ-кислотні герметизовані акомулятори, в яких електроліт
адсорбований стікломатами. Витримують приблизно 250-400 циклів розряду
на 80%. Технологія виробництва пластин звичайна.
Гелеві-кислотні герметезовані акомулятори , в яких електроліт
загущений за допомогою сілікогеля. Здатні витримувати приблизно 350-450
циклів розряду до 80%. Технологія виробництва пластин звичайна.
Панцерні- це широкий класс високоякісних кислотних акомуляторів,
збудованих на решітчастій структурі пластин з трубчастими електродами.
Дана технологія застосовується в усих промислових видах АКБ ( тягових,
стаціонарних, сонячних) з великим терміном використання.
Тягові-призначені для використання в елекропідйомниках і в іншій
електротехніці. Справжні тягові АКБ, вироблені по панцерній технології.
55

Стаціонарні- використовуються на промислових обєктах ( там де
необхідна збільшина довготривалість і надійність ). Вони великої ємності-
одиночні акомулятори бувають від 200-до-1500 Ач. Всі використовують
пансерну технологію. У них сама велика надійність і самий більший термін
експлуатації із всих типів акомуляторів.
Сонячні- даний вид акомуляторів є прототип тягових або
стаціонарних акомуляторів. В багатьох випадках це стаціонарні або тягові
АКБ з іншим маркуванням ( використовується як маркетинговий хід).
Зупинимо свій вибір на стаціонарних малообслуговуючих панцерних
АКБ типу OPzS, які є правильним рішенням для повної електронезалежності.
Це справжні фаворити по довготривалості в експлуатації і надійності.
Відмінними якостями даних батерей виявляється:
1.Висока ємність;
2.Збільшиний термін експлуатації в запасному режимі (22 роки і
більше), так і автономно (близько 13 років);
3.Малообслуговуванність ( доливання води раз в 3 роки);
4.Дуже низький рівень саморозряду ;
5.Простий і швидкий спосіб виявлення рівня електроліту, завдяки
прозорому корпусу;
6.Великий термін служби при високих температурах навколишнього
середовища;
7.Висока надійність і непохитність до повного розрядження, відмінно
відновлюється.
Зазвичай батереї OPzS постачаються сухозаряженими: батереї повинні
бути залиті електролітом і також підзарядити перед використанням.
Пластини уже сформовані і по спеціальній методиці захищені від окислення.
Вони можуть зберігатися без зниження властивостей до 2-х років.
Технічне ослуговування батереї зменшино до мінімума і потребує
тільки час від часу, так як для відмінної роботи потрібно тільки доливати
56

невелику кількість дистильованої води один раз напротязі 3-х років, при
необхідності протирання і очищення поверхні банок.

Рис. 4. 2 - Характеристика АКБ типу OPzS

4.4. Вибір інвертора і контролера
Сонячний інвертор – один з основних елементів сонячної
електростанції. Від його роботи ,технічних характеристик та налаштувань
залежить продуктивність роботи сонячної електростанції. Принцип роботи
інвертора, кажучи простими словами, полягає в перетворенні постійного
струму від сонячних панелей на змінний струм, що живить всі електричні
прилади.
Сонячні інвертори бувають мережевими, гібридними та автономними.
Відповідно мережеві сонячні інвертори працюють тільки з мережею ,а без неї
ні, так ,мережева сонячна електростанція ,підключена до зеленого тарифу не
буде працювати тоді коли «пропало світло». Робота мережевих інверторів
57

залежить від якості мережі ,тому треба звертати уваги ,чи інвертор має
налаштування, що дозволяють йому працювати з нашою мережею.
В світі виробляється найбільше мережевих сонячних інверторів,
найвідоміші фірми виробники HUAWEI, SOLIS, FRONIUS, SMA, SOLAR
EDGE, ABB .Традиційно, лідируючі позиції по співвідношенню ціна –якість
займають китайські виробники Huawei та SOLIS.
Гібридні інвертори можуть працювати з мережею і без неї(від
акумуляторів).Це складніший прилад, аніж мережевий, тому ,що в ньому
поєднані функції мережевого та автономного інвертора ,тому достойних
виробників такого типу інверторів значно менше, хоча вони щораз більше
користуються популярністю, тому що багато споживачів користуються
системами накопичення електроенергії(є дешева електрика, заряджаєм
акумулятор, немає ,беремо з акумулятора),особливо в розвинутих країнах, де
дорога електрика і держава вже перестала давати дотації. При виборі такого
інвертора слід схилятися до думки спеціаліста і вибирати перевірених
світових виробників, як от Victron Energy, Fronius, Solis.
Автономні інвертори працюють з акумуляторами. Принцип їхньої
роботи полягає в тому, щоб брати заряд від сонячних батарей на акумулятори
та на живлення обладнання і ,в свою чергу, забирати заряд від акумуляторів
на живлення приладів, коли немає сонця. Важливо правильно користуватися
такого типу інвертором, тому що неправильна експлуатація призводить
спочатку до виходу з ладу акумуляторів ,а потім і самого інвертора. Дуже
добре в роботі себе показують в парі з літієвими акумуляторами, котрі не
бояться різкого розряду і мають довгий термін роботи. Для правильної
роботи автономної станції потрібно автономний інвертор підключити до
резервного джерела живлення(напр.генератора).
Таблиця 4.1
Найменування параметру Значення параметру
Вхід
Вид току постійний
58

Номінальне значення напруги, В 500
Діапазон зміни напруги на виході, В 360-600
Діапазон зміни напруги на клемах, В 300-320
Вихід
Вид тока Трьохфазний перемінний
Номінальне значення напруги, В 380/220
Відхилення напруги від номінального ±10%
значення
Номінальна частота току, Гц 50
Відхилення частоти току від номінального ±1
значення, Гц
Коефіцєнт потужності Не менше 0,83
Умови середовища та фізичні характеристики
Температура експлуатації Від мінус 50 до плюс 85 ºС
Відносна вологість при експлуатації 95% при температурі +35 ºС
Атмосферний тиск Вілд 84 до 107 кПа
Відповідність стандартам якості ГОСТ Р 54149-10
електроенергії
Відповідність стандарту ГОСТ Р 51317.6.4-2009

ШИМ контролери зєднують сонячну панель з акомулятором напряму.
Напруга на сонячній панелі знижується до напруги акомулятора. При виборі
сонячних контролерів з ШИМ все досить просто, ви вибираєте контролер з
такоюж номінальною напругою як сонячна панель. На жаль, в більшості
режимів ШИМ контролер незабезпечує максимальну потужність від
сонячних елементів, що призводить до втрати генеруючої електроенергії
фотоелектричними панелями.
В порівнянні ШИМ контролери з контролерами МРРТ можуть втрачати
до 30% електроенергії.
Головною відмінністю МРРТ контролерів є постійне стеження за
точкою потужності, тобто такий контроле постійно відстежує струм і
59

напругу на батереї, перемножує їх значення і визначає пару вольт-ампер, при
якій потужність буде максимальною. Вбудований процесор також
контролює, на якій стадії заряду знаходиться акомулятор ( наповнення,
насичення, вирівнювання, підтримка), і на цій основі визначає, який струм
необхідно подавати в батереї. Утой же час процесор може подавати вказівки
інструкції на табло ( якщо є), зберігання даних та інше. Такі контролери
доцільно застосовувати при потужності від 200 Мвт, що повністю підходить
внашому випадку. Тож зупинимось на них. Фаворитом виберемо фірму
ФОТОН (Фотон-150-50). Про продукцію цієї компанії маса позитивних
відгуків, що дозволяє зробити висновок про високу якість конролерів.

60

Розділ 5

Розрахунок у
програмному комплексі
Homer

МКР 21.144.44 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Розроб. Скопець П.О. Літ. Арк. Акрушів
Перевір. Калейніков Г.Є. Зміст
Реценз. магістерської роботи
Н. Контр. ЧДТУ, МТЕ-68
Затверд. Калейніков Г.Є.

61

5.1 Загальний опис вікон програмного комплексу
Для розрахунку необхідної кількості сонячних установок, потужності
ГЄС, кількості акамуляторних батерей і основних економічних показників
скористуємося димонстрацією програми Homer, яка дозволяє проводити
розрахунок для сонячних станцій, ВЕС, малих ГЕС, біогазових установок.
Для початку опишемо основні можливості даного програмного
комплуксу.
Програма HOMER моделює фізичну поведінку енергосистеми і її
вартість за період використання, включаючи вартість установки і витрати
подальшу експлуатацію. Homer дозволяє проектантупорівняти багато різних
варіантів конструкції енергосистеми і визначити її технічні і економічні
переваги, допомагає визначити ризики, повязані з мінливістю погодних умов.
За допомогою програми можна розрахувати як автономну, так і зєднану з
мережею енергосистему, виробляющу теплову і електричну енергію, яка
містить різноманітні комбінації джерел енергії ( сонячні установки,
вітрогенератори, мікро ГЕС, біогазові установки, дизельні генератори,
акомуляторні батереї, тощо).
Структура програми містить три основні модулі: моделювання,
оптимізація та аналіз чутливості. Основні результати програма надає у
вигляді таблиць та графіків, що дозволяє легко аналізувати отримані дані.
Загальний вигляд головного вікна програми представлено на малюнку 5.1.

Рис. 5.1 – Загальний інтерфейс програми Homer
62

Одне із основних меню File (Файл) включає всебе вкладки:
-Новий файл (New) – дозволяє створити файл для подальшої роботи з
програмою;
-Відкрити (Орен) – дозволяє відкрити готову модель для роботи в
програмі;
-Закрити(Close) – закриває поточну відкриту робочу модель;
-Зберегти, зберегти як (Save As) – дає можливість, зберегти модель;
-Імпортувати в XML-файл (Import XML) – дозволяє імпортувати
XML-файл в робочу модель;
-Експортувати до файлу XML ( Export XML) – дозволяє експортувати
дані моделі до XMl- файлу;
-Опис вхід HTML ( HTML Input Sammary) – дозволяє користувачеві
переглянути дані моделі з використанням HTML коду;
Порівняння файлу ( Compare File) – дає можливість порівнювати
моделі;
Недавній файл ( Recent File) дозволяє відшукати нещодавно
завантажені моделі;
-Уподобання ( Preferences) можливість налаштування параметрів у
процесі запуску та обробки даних;
-Вихід ( Exit) – дозволяє завершити роботу користувача та вийти з
програми;
На малюнку 12 також показано вміст вкладки Load ( Нагрузка). Ця
вкладка дозволяє задати різного роду на станцію як теплову так і електричну.
Можливості програми також дозволяють змоделювати зразкове
навантаження залежно від населення, географічне розташування населеного
пункту;
На рис. 5.2 показана вкладка Components ( Нагрузка). Тут можна
вибрати різні типи станцій що генерують ( дизельна, вітрова, сонячна,
гідроелектростанції та інші), а також інші необхідні для станцій компоненти (
контролери, акумуляторні батереї, інвертори). У програмі представлена дуже
63

широка база кожного з цих компонентів, дотогож її можна доповнити своїми
компонентами.

Рис. 5.2 - Вкладка Components
Вкладка Resources ( Ресурси) на рис. 5.3. Включає різні типи ресурсів,
необхідні для роботи генеруючих станцій ( сонце, вітер, паливо, вода,
біомаса). Також там можна задати температуру в районі, де буде встановлена
станція.

Рис. 5.3 – Вкладка Resources

64

5. 2 Завдання даних для розрахунку
Спочатку необхідно встановити навантаження для кожної години
протягом усього календарного року. Для цього скористуємося типовими
прикладами графіків з інтернету, також вбудованими системами
моделювання програми. Задамо число та місце розташування населеного
пункту, далі програма сама складе погодинний річний графік навантаження.
В результаті редактування в відповідності з прикладами типових графіків
навантаження для України отримаємо графік на рис. 5.4.

Рис. 5.4 – графік нагрузки смт Пекарі
Далі необхідно задати сонячну інсоляцію напротязі року в місці
будівництва станції, а також вказати температурний режим більш точного
розрахунку роботи фото електричних установок. Програма дозволяє як
вручну ввести необхідні дані , так і завантажити їх з одного з
багаточисленних баз даних, представлиних у програмі. Скористаємось
другим способом, для більш точного підбору даних, були завантажені різні
варіанти з усих доступних баз і зроблено їх порівняння з результатами
65

представлиними на гр.5. Варіант, який найбільше співпав з сайтом був
прийнятий за результат. Результати показані на рис. 5.5 і 5.6.

Рис. 5.5 – Сонячна інсоляція в районі смт Пекарі

Рис. 5.6 – Температурний режим смт Пекарі протягом року
66

Після цього необхідно заповнити вкладку Hydro Resource, яка
відображатиме кількість гідроресурсів в річці Рось. Дані по
середньомісячних витратах взяті з документів «Особливості річки Рось», там
є детальні дослідження гідроенергетичного потенціалу річки Рось. Дані
представлені на рис. 5.7.

Рис. 5.7 – Гідроресурси річки Рось
5.3 Вибір основного обладнання, занесення їх показників
Після заповнення вкладок всих необхідних для роботи станціїї ресурсів
перейдемо до заповнення вкладок Components ( Компоненти). На рис. 5.8
представлені параметри обраного інвертора.

Рис. 5.8 – Основні характеристики вибраного інвертора
67

Наступною добавимо фотоелектричну установку RZMP. ЇЇ
характеристики представлені на рис. 5.9.

Рис. 5.9 – Характеристики RZMP «Фотоелемент-Р»
Далі підходимо до вибору акомуляторної батереї. Вище в пункті було
прийняте рішення поставити OPzS батерею. Так як програма Homer володіє
обширною бібліотекою акомуляторів, в тому числі і вітчизняного
виробництва, то вибиремо ще і батереї типу PVS. Вони неволодіють
такимиж характеристиками що OPzS, ну прицьому вних демократична ціна.
За допомогою моделювання в програмі порівняємо ці два типи і виберемо
належний варіант. Характеристики представлені на рис. 5.10 та 5.11.

Рис. 5.10 – Характеристика батареї типу PVS
68

Рис. 5.11 – Характеристики батареъ типу OPzS
5.4 Розрахунок гібридної геліо-гідроелектростанції в програмі
Homer
Тепер , коли заповнеі вихідні дані, можна почати розрахунок. Перед
розрахунком, також необхідно задати різні економічні показники та
параметри розрахунку. Було ухвалено рішення нерозписувати їх у роботі,
оскільки це зайняло б занадто велику частину десертації, а центральна
частина зовсім не про це. Після того, як всі стартові показники заповнені,
можна розпочати розрахунок. Для цього у правій верхній частині програми
необхідно натиснути кнопку Calculate ( Розрахувати). Вікно розрахунку
представлене на рис. 5.12 та 5.13.

Рис. 5.12 – Результати розрахунку гібридної геліо-гідроелектростанції
69

Рис. 5.13 – Результати розрахунку гібридної геліо-гідроелектростанції (2)
- символ означає, що у схемі є фотоелектричний елемент;
- означає, що у схемі є акумуляторна батерея;
- означає, що у схемі є ГЕС;
- означає, що у схемі є інвертор.
Architecture – дана вкладка показує скільки в кожній із
запропонованих схем електростанцій, обраних раніше компонентів.
Cost – дана вкладка показує всі витрати на будівництво обраного типу
електростанції.
System – дана вкладка показує витрати палива в обраній системі, а
також відсоток відновлюваних джерел енергії, що використовуються для
вироблення енергії.
Далі показані основні характеристики для кожного елемента, такі як
потужність, вироблення за рік, а для батереї це ще показник автономності.
З розрахунків видно, що якщо недодавати до проекту
гідроелектростанцію, то кількість фотоелектричних елементів становить
майже 2 тисячі, що робить проект абсолютно безглуздим і нерентабильним.
Однак, якщо додати в проект гідроелектростанцію, як і планувалося в
проекті, вартість проекту зменшується до цілком прийнятних цифр. Тепер
70

залишилося вибрати, яка батерея буде використовуватися в проекті. Як і
говорилося вище, для розрахунку були взяті два різні типи АКБ – PVS s
OPzS. З розрахунку видно, що PVS батерея при тій же ціні забезпечує трохи
більшу автономність, але при цьому термін її служби меньший ніж у OPzS на
кілька років. Тому при однаковій ціні перевагу, як і планувалося , віддаємо
OPzS батереям.
Представимо основні техніко – економічні показники проекту,
змодельовані програмою Homer. На рис. 5.14 показаний графік структури
потужностей кожного місяця протягом календарного року.

Рис. 5.14 – Електричні показники проєкту
Крім графіка, на рис. 5.14 представлені також показники річного
вироблення електроенергіїї в кілловатах, для сонячної і для
гідроелектростанції, відсоток річного дефіциту потужності, в проекті він
становив небільше 5%.
На рис. 5.15 представлино симуляцію роботи акумуляторних батерей
протягом року.

71

Рис. 5.15 – Симуляція роботи АКБ протягом року
Ще на малюнку представлині основні параметри батереї, а також
розрахункова кількість годин автономної роботи у разі відсутності джерела
електроенергії, отримана загальна ємність, загальна отдача електроенергії за
весь час роботи і розрахований час життя батерей, в роках.
Далі, відображені параметри симуляціїї генерації за допомогою
сонячних панелей (рис. 5.16).

Рис. 5.16 – Симуляція роботи сонячних панелей
72

На графіку показана потужність панелей в залежності від часу
напротязі доби і вказана номінальна потужність, середній виробіток вдень,
середній виробіток в рік, частка в загальному виробленню електроенергії і
середньорічнечисло годин роботи.
Далі, розглянемо роботу вибраного для моделювання станції
інвертора ( рис. 5.17).

Рис. 5.17 – Результати моделювання роботи інвертора
На привединому вище малюнку перш за все цікавий графік
потужності на виході інвертора, а також показників середньорічних втрат
інвертора.
Перейдим до показників роботи міні- ГЕС (рис. 5.18).

Рис. 5.18 – Моделювання роботи міні-ГЕС
73

Малюнок демонструєграфік роботи станції в кожний час кожного дня
напротязі року. Також, тут відображена номінальна потужність, максимальна
потужність, середня потужність ГЕС, середньорічнаий виробіток, середні
години роботи в рік і ККД.
Указані вище показники моделювання наглядно свідчать про
ефективність запропонованого проекту гібридної гідроелектростанції. Дана
розробка дозволяє забезпечити безперебійне постачання смт Пекарі, що
сприяє розвитку місцевої промисловості і створить відмінні умови для життя.
Помимо цього електрозабезпечення буде забезпечуватись за рахунок
відновлювальних і чистих джерел енергії, що збереже екосистему района.
5.5 Економічні показники проекту
Щоб зрозуміти привабливість проекту для інвесторів, необхідний
економічний розрахунок. Для його здійснення спочатку необхідна
інформація про поточні грошові витрати на утримання дизельної
електростанції. Основні витрати тут , звичайно, купівля палива. Для оцінки
цієї величини скористаємося програмним комплексом HOMER.
Для розрахунку ДГЕ також необхідно було задати вихідні дані , і для
станції що проектується. При цьому розрахунку було прийнято рішення
нерозписувати кожну вкладку програми окремо, як у попередньому випадку,
а показати одразу кінцевий розрахунок, адже нас насамперед цікавить сума
витрат на утримання. Графік навантаження для розрахунку взятий той самий,
що для проектованої станції.
Підсумкова сума за паливо на рік склала 35 482 400 гривень. Проте
за розрахунку в програмі закладалася ціна палива 50 гривень. Через різке
подорожчання палива в нашій країні останнім часом, базову ціну можна
прийняти за 55 грн. за літр. За такої ціни щорічні витрати лише на паливо
становитимуть 39 мільйонів 30 тисяч 640 гривень. До цих витрат також
додамо витрати на щорічне обслуговування, а саме:
1. Регулярний огляд станції:
74

2. Заміна моторного масла та фільтрів через кожні 500-600 годин
роботи:
3. Заміна паливних фільтрів кожні 800 годин роботи:
4. Очищення паливної системи щомісяця тощо, відповідно до
документації.
Загальна сума витрат на обслуговування становитеме 250 тисяч
гривень на рік.
Разом загальна сума витрат на утримання дизельної електростанції
щорічно становить 39 280 640 гривень.
Наразі розрахуємо рентабельність проекту. Оскільки витрати на
утримання кожного конкретного обладнання що використовується в
гібридній геліо-гідроелектростанції, вже включені в програму, то сума
отримана в розрахунку невимагає додаткових прирощень.
Розрахунок в програмі показує, що початкова вартість вкладень
складає 71 мільйон 980 тисяч гривень. При цьому щорічні витрати на
обслуговування становлять 3 мільйони 569 тисяч 49 гривень.

75

РОЗДІЛ 6

ОХОРОНА ПРАЦІ ТА
БЕЗПЕКА У
НАДЗВИЧАЙНИХ
СИТУАЦІЯХ

МКР 21.144.44 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Розроб. Ск опець П.О. Літ. Арк. Акрушів
Перевір. Калейніков Г.Є. Зміст
Реценз. магістерської роботи
Н. Контр. ЧДТУ, МТЕ-68
Затверд. Цікановський В. Л.

76

6.1. Загальні вимоги безпеки при експлуатації акумуляторів.
Ці вимоги розроблені на основі Правил охорони праці,
затверджених наказом Держнаглядохоронпраці України від 13.01.97 N 5,
визначає обов'язки акумуляторників, установлює вимоги безпеки під час
виконання робіт з обслуговування, ремонту та зарядження кислотних і
лужних акумуляторних батарей.
На основі цих вимог на підприємствах в залежності від наявної
виробничої бази і технології розробляється і затверджується відповідно до
встановленого порядку вимоги з охорони праці для акумуляторника
конкретного підприємства.
Для виконання акумуляторних робіт власник зобов'язаний
призначити акумуляторників, які пройшли навчання за спеціальною
програмою, затвердженою Міністерством освіти або міністерствами
(відомствами) і погодженою з Держнаглядохоронпраці України, та які
мають посвідчення на право виконання даних робіт.
Навчання та атестація акумуляторників проводиться в порядку,
визначеному для працівників, що виконують роботи з підвищеною
небезпекою.
Для виконання акумуляторних робіт допускаються
робітники, яким виповнилося 18 років. До виконання акумуляторних
робіт не допускаються жінки.
Перед призначенням на роботу і щорічно в строки,
встановлені власником, акумуляторники повинні проходити медичний
огляд для визначення відповідності їх фізичного стану вимогам, що
ставляться до цієї професії (цього виду робіт). Особи, які мають
медичні протипоказання, до виконання даного виду робіт не
допускаються.
Допуск до роботи акумуляторників (акумуляторних робіт)
оформляється наказом по підприємству.
77

Перед допуском до роботи акумуляторник проходить
вступний та первинний інструктаж з охорони праці, перевірку знань
вимог безпеки під час виконання акумуляторних робіт, а також
стажування з відповідним оформленням у спеціальних журналах.
Акумуляторнику повинна видаватися під розписку інструкція з
охорони праці під час виконання цих робіт або вивішуватися на його
робочому місці.
Повторний інструктаж проводиться не рідше одного разу на три
місяці.
Періодична перевірка знань з охорони праці
акумуляторників проводиться комісією підприємства кожні
12 місяців.
У разі, коли на підприємстві відсутня така комісія,
періодичну перевірку знань акумуляторників проводять в комісіях
споріднених підприємств.
Позачергова перевірка знань проводиться в таких
випадках:
- у разі переходу з одного підприємства на інше;
- на вимогу працівників органу державного управління або
нагляду за охороною праці;
- у разі перерви в роботі за спеціальністю більше одного
року.
Перевірка знань проводиться за відповідною програмою з
урахуванням вимог інструкції з охорони праці акумуляторника
конкретного підприємства.
Допущений до самостійної роботи акумуляторник повинен
знати:
- технологію (технологічну карту) обслуговування і ремонту
акумуляторних батарей;
78

- будову і принципи роботи акумуляторних батарей різних типів
і ємностей;
- будову і правила безпечної експлуатації обладнання,
пристроїв, приладів та інструменту, що використовується під час
виконання акумуляторних робіт;
- фізичні і хімічні властивості кислот, лугів, свинцю,
мастик, що застосовуються під час ремонту акумуляторних батарей,
та способи подання першої допомоги від дії цих речовин;
- безпечні прийоми робіт під час проведення акумуляторних
робіт;
- що під час зарядження акумуляторних батарей виділяється
водень, який в суміші з повітрям може досягнути вибухонебезпечної
концентрації ("гримучий газ");
- норми напруги під час зарядження і розрядження батарей;
- методи і порядок нейтралізації дії шкідливих речовин у разі
попадання їх на тіло.
Акумуляторник зобов'язаний:
- знати і виконувати вимоги інструкцій і нормативних
актів про охорону праці, пожежної безпеки, правила поводження з
машинами, механізмами, устаткуванням та іншими засобами
виробництва, користуватися засобами колективного та
індивідуального захисту;
- додержуватися зобов'язань щодо охорони праці, передбачених
колективним договором (угодою, трудовим договором) та правилами
внутрішнього трудового розпорядку підприємства;
- співробітничати з власником у справі організації безпечних
і нешкідливих умов праці, особисто вживати посильних заходів щодо
усунення будь-якої виробничої ситуації, що створює загрозу його
життю чи здоров'ю або оточуючих його людей та навколишньому
79

середовищу, повідомляти про небезпеку свого безпосереднього
керівника або іншу посадову особу.
Акумуляторник повинен пам'ятати, що під час виконання
робіт з обслуговування, ремонту і зарядження акумуляторних батарей
внаслідок невиконання вимог безпеки можуть мати місце такі
небезпечні та шкідливі виробничі фактори:
− термічні фактори (вибухи під час зарядження батарей;
− опіки кислотою, електролітом, розплавленим свинцем або мастикою);
− ураження електричним струмом;
− наявність у повітрі робочої зони шкідливих речовин (пари
кислот, лугу, аерозолю свинцю тощо).
Ремонт та зарядження акумуляторних батарей на
підприємстві повинні проводитись в окремих приміщеннях, спеціально
обладнаних і укомплектованих необхідним для цієї мети обладнанням,
пристосуваннями, інструментами.
Розміщення постів, а також розстановка обладнання в
акумуляторному відділенні повинна забезпечувати технологічну
послідовність операцій, а також безпечну роботу акумуляторника.
На вхідних дверях в акумуляторну дільницю повинні бути
встановлені такі знаки безпеки: "Вхід заборонено" і "Палити
заборонено", а на дверях зарядного відділення - "Користуватися
відкритим вогнем заборонено".
Обладнання (стенд для розбирання і складання
акумуляторних батарей, стенд для зливу електроліту, підставка для
плавлення свинцю і мастики, установка приготування і шафи для
зберігання електроліту, стенд для відновлення і виготовлення
деталей, обладнання для зарядження акумуляторів тощо), під час
роботи на якому виділяються шкідливі речовини, повинно бути
обладнано місцевою вентиляцією (відсмоктувачами).
80

Вміст шкідливих речовин у повітрі робочої зони повинен
перевірятися у визначені терміни і не повинен перевищувати
встановлених гранично-допустимих концентрацій: свинцю і його
неорганічних сполук - 0,01/0,005 мг/куб.м, сірчаної кислоти -
1 мг/куб.м, лугів їдких (розчини в перерахунку на NaOH) -
0,5 мг/куб.м, водню миш'якового - 0,1 мг/куб.м.
Ці шкідливі речовини є небезпечними внаслідок отруйної
дії свинцю і його сполук, подразнювальної дії сірчаної кислоти на
слизисту оболонку і дихальні шляхи, опіків, що завдаються сірчаною
кислотою під час попадання її на шкіру.
Технологічна оснастка (пристрої, пристосування та
інструмент), що застосовується для обслуговування і ремонту
акумуляторних батарей, повинна відповідати виду робіт, бути
справною і підлягає щомісячно контролю та вибраковуванню.
Акумуляторники, зайняті ремонтом і зарядженням
акумуляторів та приготуванням електроліту, повинні бути
забезпечені засобами індивідуального захисту з такими термінами
носіння:
− костюм бавовняний з кислототривким просоченням - 12 міс;
− чоботи гумові - 12 міс;
− рукавиці гумові - чергові;
− фартух прогумований - черговий;
− окуляри захисні - до зносу;
− іншими засобами індивідуального захисту згідно з колективним
договором.
Температура, вологість і швидкість повітря в робочих
приміщеннях дільниці повинні відповідати допустимим нормам:
− в холодний період року - відповідно 15-21 град.С, 75%, не
більше 0,4 м/с;
81

− в теплий період року відповідно - 16-27 град.С, 75%,
0,2-0,5 м/с.
В приміщеннях (робочій зоні) обслуговування та ремонту
акумуляторних батарей повинна бути освітленість не менше 200 лк
(у разі застосування люмінесцентних ламп) в системі комбінованого
освітлення.
Все електрообладнання (корпуси електричних машин,
апаратів, шафи випрямних пристроїв тощо) повинно мати надійне
захисне заземлення.
Перебуваючи на території підприємства і у виробничих
приміщеннях, акумуляторник повинен ходити по пішохідних доріжках,
бути уважним до руху транспорту, не перебігати дорогу близько від
транспорту, що рухається, не їздити в кузовах самоскидів,
причепів, на підніжках автомобілів тощо.
Переходити через оглядові канави треба по перехідних містках,
не дозволяється їх перестрибувати.
Акумуляторник повинен виконувати тільки ту роботу, яка
доручена його безпосереднім керівником (бригадиром, майстром,
начальником дільниці), не передоручати її виконання іншій особі, а
також виконувати вимоги правил внутрішнього трудового розпорядку
підприємства, режим праці і відпочинку.
Не дозволяється наступати на електричні кабелі, знаходитись
під піднятим вантажем, підходити до відкритих люків, наближатися
до місць проведення вантажно-розвантажувальних і будівельних робіт
тощо.
Акумуляторник, навчений та атестований в установленому
порядку згідно з нормативними документами, несе особисту
відповідальність за порушення вимог, викладених у цій Примірній
інструкції, згідно з чинним законодавством України.

82

6.2. Вимоги безпеки перед початком роботи
Перед тим як стати до роботи, акумуляторник повинен:
Перевірити справність і одягнути костюм бавовняний з
кислотним просоченням, напівчоботи і фартух гумовий, підготувати
гумові рукавиці та захисні окуляри. Фартух (нижній його край)
повинен бути нижче верхнього краю халяв напівчобіт.
Уважно оглянути робоче місце, привести його в порядок,
прибрати всі предмети, що заважають роботі.
Перевірити справність інструментів і пристосувань,
розташувати їх і матеріали у зручному і безпечному для
користування порядку.
Перевірити і переконатись у справності:
- технологічного обладнання, пристроїв, приладів,
транспортних засобів, стелажів, укриття шинопроводів і
електролітних шлангів;
- переносного ручного світильника, який повинен бути у
вибухозахисному виконанні;
- роботи загальнообмінної і місцевої вентиляції.
- освітлення робочого місця (зони).
У разі виявлення під час огляду устаткування, приладів,
пристроїв, систем (освітлення, вентиляції тощо) несправностей чи
недоліків, які перешкоджають безпечній роботі, і неможливості їх
усунення своїми силами акумуляторник, не приступаючи до роботи,
повинен доповісти про це майстру (бригадиру) та в інші служби в
установленому на підприємстві порядку.
Акумуляторник не повинен приступати до роботи за
відсутності вентиляції, освітлення на робочому місці, а також
передбачених технологічною документацією устаткування, приладів,
інструментів.

83

6.3 Вимоги безпеки під час виконання роботи
Виконання робіт з технічного обслуговування, ремонту та
зарядженню кислотних і лужних акумуляторних батарей на
підприємстві необхідно проводити в окремих приміщеннях, в кожному
із яких повинні бути три поєднані між собою відділення, ізольовані
від інших виробництв: одне - для ремонту, друге - для зарядження,
третє - для зберігання кислоти (лугу) і приготування електроліту.
Приміщення для зберігання і приготування електроліту повинні
бути обладнані витяжними шафами.
Робота на акумуляторній дільниці повинна проводитися
тільки за працюючої загальної припливно-витяжної і місцевої
вентиляціях.
Приплив повітря із вентиляційних каналів не повинен бути
направленим безпосередньо на поверхню електроліту акумуляторів.
Під час кожного технічного обслуговування акумулятора
необхідно прочистити вентиляційні отвори в його пробках або
кришках.
Перед розбиранням акумуляторної батареї необхідно злити
електроліт.
У разі використання для ремонту акумуляторів газових
пальників, що працюють на пропан-бутані, балони з ним повинні
знаходитися поза приміщенням у спеціальній шафі.
Подача пропан-бутану від балонів до пальників повинна
здійснюватися через рідинний запобіжний затвор.
Зберігання і транспортування балонів повинно
здійснюватися з навернутими на вентилі ковпаками.
Балони повинні бути чистими і мати добре видимий напис
найменування газу.
Забороняється повністю витрачати газ з балонів.
Залишковий тиск повинен складати 0,1-0,3 МПа (1-3 кгс/кв.см).
84

До роботи з газовим пальником акумуляторник
допускається після проходження навчання правилам безпечного його
застосування.
Для переміщення акумуляторних батарей по території та в
приміщеннях підприємства необхідно користуватися спеціальними
візками, платформа яких виключає можливість падіння батарей.
Під час перенесення вручну малогабаритних акумуляторних
батарей необхідно використовувати пристрої (захвати) і
дотримуватися застережних заходів, щоб уникнути обливання
електролітом.
Розбирання пластин акумуляторних батарей повинно
проводитися тільки після їх промивання.
Травити і паяти необхідно тільки біля відсмоктувача
витяжної вентиляції.
Під час плавлення свинцю окисли, що утворюються на його
поверхні, необхідно видаляти сухим металевим черпаком в ящик із
кришкою, яка щільно закривається. Відкривати кришку слід тільки
під час скидання окислу.
Під час відливання свинцевих деталей охолоджувати їх водою
забороняється, оскільки вода, що потрапляє в розплавлений свинець,
інтенсивно випаровується і захоплює з собою частинки свинцю, які у
разі потрапляння на шкіру можуть спричинити опіки.
Під час приготування свинцево-сурм'яного сплаву для
відливання деталей необхідно засипати його поверхню деревним
вугіллям для зменшення виділення пари свинцю.
Заливати розплавлений свинець слід сухим черпаком у
сухі і прогріті форми.
Для захисту тіла від можливих опіків під час роботи з
розплавленим свинцем, під час виконання паяльних робіт, під час
85

приготування заливної мастики і роботи з нею акумуляторник повинен
одягати передбачені засоби індивідуального захисту.
Вирівнювати полум'ям пальника залиту мастикою поверхню
акумуляторних батарей не дозволяється.
Готувати кислотний електроліт необхідно в спеціальних
посудинах із спеціальних матеріалів (керамічних, фаянсових тощо).
Не дозволяється для приготування електроліту користуватися скляною
посудиною, оскільки вона від розігрівання може лопнути.
Для змішування кислоти з водою необхідно спочатку
налити в ємність дистильовану воду, а потім до неї лити кислоту
тонким струменем, періодично перемішуючи розчин скляною або
ебонітовою паличкою.
Забороняється наливати в ємність спочатку кислоту, а потім
воду, оскільки при цьому станеться закипання і бурхливе
розбризкування гарячої кислоти, що призведе до важких опіків.
Під час приготування, заливання та доливання кислотного
електроліту в батареї необхідно обов'язково користуватися
захисними окулярами і гумовими рукавицями.
Перед приготуванням лужного електроліту і під час
роботи з ним необхідно одягати захисні окуляри, гумові рукавиці.
Брати сухий луг необхідно щипцями або пінцетом. Дроблення сухого
їдкого лугу слід проводити із застосуванням спеціального совка і
мішковини. Для розчинення лугу слід використовувати тільки холодну
воду.
Переливати кислоту із бутлів в ємність слід тільки за
допомогою спеціальних пристроїв (качалок, сифонів тощо).
Забороняється переливати кислоту вручну.
Під час роботи біля баку з електролітом не дозволяється
перемішувати його шляхом вдування повітря через гумовий шланг.
86

Проводити зміну електроліту або доливання його в
акумулятори слід за допомогою спеціального обладнання, гумової
груші, скляного кухля тощо.
Бутлі з кислотою і електролітом необхідно переносити на
спеціальних ношах або перевозити на візках, міцно закріпивши їх,
що виключає падіння бутлів, і тільки в спеціальних обрешітках.
Перед підійманням бутлів слід переконатися в справності обрешітки,
звернувши особливу увагу на міцність кріплення її днища.
Відчиняти скляні бутлі з кислотою, лугом необхідно
обережно, без застосування великих зусиль; перед відчиненням
попередньо прогріти горловину бутлів ганчіркою, змоченою в гарячій
воді.
Під час зберігання і транспортування бутлів пробки на
них повинні бути щільно закриті.
Кислоту і рідкий луг слід зберігати тільки в окремих
приміщеннях, що провітрюються, в бутлях з обрешітками,
встановленими на підлозі в один ряд. Порожні бутлі зберігати в
аналогічних умовах.
Всі посудини з кислотою, лугом та електролітом повинні мати
відповідні написи з зазначенням вмісту.
Не допускається зберігати кислоту в металевій посудині.
Акумуляторні батареї, що встановлюються для зарядження,
повинні з'єднуватись між собою тільки проводами з наконечниками,
які щільно прилягають до клем батарей і виключають можливість
іскріння. З'єднувати наконечники акумуляторних батарей дротом
"закруткою" забороняється, оскільки іскра, утворена внаслідок
поганого контакту, може викликати вибух газів, що виділилися під
час зарядження батарей.
87

Приєднання акумуляторних батарей до зарядного пристрою
і від'єднання їх повинно проводитися тільки за виключеного
зарядного обладнання.
Приєднання батарей до зарядного пристрою і з'єднання
акумуляторів між собою слід виконувати в гумових рукавицях.
Не дозволяється торкатися руками без гумових рукавиць
до струмоведучих частин (клем, контактів, електропроводів). У разі
необхідності застосування інструменту, користуватися тільки
інструментом з ізольованими рукоятками.
Перед постановкою акумуляторних батарей на зарядження
необхідно прочистити вентиляційні отвори і вивернути пробки, щоб
не допустити накопичення всередині елементів великої кількості
"гримучого газу", що призводить до розриву кришок акумуляторів.
Зарядження акумуляторних батарей необхідно проводити в
окремому відділенні тільки за працюючої витяжної вентиляції, яка
відсмоктує небезпечні та вибухонебезпечні речовини і гази від
місць зарядження батарей.
За одночасного зарядження не більше 10 батарей, як виняток,
дозволяється здійснювати їх зарядження в приміщеннях для ремонту,
у витяжних шафах з індивідуальною витяжкою, включення якої
зблоковано із зарядним пристроєм.
Припливно-витяжна вентиляція зарядної повинна
включатися акумуляторником перед початком зарядження батарей і
відключатися після повного видалення газів, але не раніш, як через
1,5 години після закінчення зарядження.
Вентиляція зарядного відділення блокується із зарядним
пристроєм: зарядний струм не подається до акумуляторних батарей за
непрацюючої вентиляції.
88

Для зменшення потрапляння шкідливих речовин у
приміщення зарядження батарей рекомендується здійснювати в
пристроях, які обладнані місцевими відсмоктувачами.
Контроль за ходом зарядження повинен здійснюватись за
допомогою спеціальних приладів (термометра, навантажувальної
вилки, ареометра тощо).
Перевіряти акумуляторну батарею коротким замиканням
забороняється.
Під час роботи з навантажувальною вилкою, щоб уникнути опіку,
не слід торкатися до опору (резистора) вилки.
Під час зарядження батарей не нахилятися близько до
акумуляторів, щоб уникнути опіку бризками кислоти, яка вилітає з
його отворів.
Для огляду акумуляторних батарей необхідно
використовувати переносні світильники у вибухобезпечному виконанні
напругою не більше 42 В.
Під час проведення акумуляторних робіт не дозволяється:
- палити, входити в зарядну з відкритим вогнем (запаленим
сірником, цигаркою тощо);
- користуватися в зарядній електронагрівальними приладами;
- зберігати в акумуляторному приміщенні бутлі з сірчаною
кислотою і флакони з їдким калієм більше добової потреби, а також
порожню посудину, їх необхідно зберігати в спеціальному
приміщенні;
- спільно зберігати та заряджати кислотні та лужні
акумуляторні батареї в одному приміщенні;
- перебування людей в приміщенні для зарядження акумуляторних
батарей, крім, обслуговуючого персоналу;
- проводити будь-які сторонні роботи в приміщенні зарядження
акумуляторних батарей.
89

В акумуляторному відділенні повинен знаходитись
умивальник, мило, вата в упаковці або разовий комплект, рушник і
закриті посудини з 5-10% нейтралізуючим розчином питної соди (для
шкіри тіла) і 2-3% розчином питної соди (для очей) - під час
обслуговування та ремонту кислотних акумуляторів.
Під час обслуговування та ремонту лужних акумуляторів у
якості нейтралізуючого розчину застосовується 5-10% розчин борної
кислоти (для шкіри тіла) та 2-3 % борної кислоти (для очей).
Для попередження отруєння свинцем або парами сірчаної
кислоти акумуляторник повинен слідкувати за справністю вентиляції,
щоденно прибирати робочі місця і стелажі, не рідше одного разу на
тиждень протирати стіни, стелю, шафи і вікна вологою ганчіркою.
Для прибирання стружки й пилу слід користуватися
щіткою, не дозволяється здувати їх стиснутим повітрям.
Забороняється зберігати продукти харчування і приймати
їжу в приміщеннях акумуляторної дільниці.
6.4. Вимоги безпеки після закінчення роботи
Після закінчення роботи акумуляторник зобов'язаний
додержуватися таких вимог:
Припинити зарядження акумуляторів і відключити зарядне
обладнання за 1,5 години до закінчення роботи.
Привести в порядок робоче місце. Інструмент і
пристосування протерти і скласти на відведене для них місце.
Доповісти майстру (бригадиру) про всі несправності і
недоліки, виявлені під час роботи, і про вжиті заходи щодо їх
усунення.
Зняти і покласти (здати) на зберігання у встановленому
місці засоби індивідуального захисту.
Відключити споживачі електроенергії у всіх приміщеннях
акумуляторного відділення.
90

Ретельно вимити з милом обличчя і руки та прийняти
душ.
6.5. Вимоги безпеки в аварійних ситуаціях
Про нещасний випадок з ним акумуляторник повинен
(за можливості сам або через інших працівників) доповісти
безпосередньому керівникові або іншим посадовим особам і
звернутися за допомогою в медпункт або до лікаря.
У разі потрапляння кислоти, лугу або електроліту на
відкриті частини тіла необхідно негайно промити цю ділянку тіла
проточною водою, а потім 5-10% нейтралізуючим розчином.
У разі потрапляння кислоти, лугу або електроліту в очі
необхідно промити їх проточною водою, потім 2-3% нейтралізуючим
розчином і негайно звернутися до лікаря.
Електроліт, пролитий на стелаж, верстак і т.ін.
необхідно витерти ганчір'ям, змоченим у 5-10% нейтралізуючому
розчині, а пролитий на підлогу - спочатку посипати тирсою, зібрати
її, а потім це місце змочити нейтралізуючим розчином і протерти
насухо.
У разі отруєння свинцем або парами електроліту, сірчаної
кислоти необхідно негайно звернутися до лікаря.
У разі несправності електрообладнання, виходу з ладу
місцевої або загальної припливно-витяжної вентиляції необхідно
негайно припинити роботу, відключити обладнання від джерел
живлення і доповісти про несправності безпосередньому керівникові
або звернутися в установленому порядку до відповідної служби.
У разі виникнення пожежі необхідно знеструмити
устаткування, повідомити про це безпосередньому керівникові
(бригадиру, майстру, начальнику колони) або іншому керівникові і
приступити до ліквідації пожежі.
91

За неможливості ліквідації пожежі чи усунення
несправності власними силами необхідно повідомити про це
безпосереднього керівника або звернутися в установленому порядку
до відповідної служби підприємства.
Припинити виконання робіт у разі несправності чи
відключення роботи вентиляції.

92

Висновок
Різноманіття форм існування енергії, властивість їх
взаємоперетворення дозволяє використовувати для виробництва і
споживання енергії різні енерготехнології , енергоресурси та енергоносії,
визначає їх взаємозамінність. Енергетична цінність ресурсів, ефективність
способів їх перетворення, ступінь досконалості процесів і установок,
технологічних стадій енергетичного виробництва інтегрально визначається,
ефективністю використання первинних енергоресурсу (коефіцієнтом
корисної дії енергоустановки).
У магістерській роботі проведено аналіз сучасної енергетики,
особливості технологій теплових, гідроелектростанцій та геліоенергетики.
Для розрахунку необхідної кількості сонячних установок, потужності
ГЄС, кількості акамуляторних батерей і основних економічних показників
було використано програму Homer у розрахунковій частині магістерської
роботи, яка дозволяє проводити розрахунок для сонячних станцій, ВЕС,
малих ГЕС, біогазових установок.
Також описані загальні вимоги безпеки при експлуатації акумуляторів.
Ці вимоги розроблені на основі Правил охорони праці, затверджених
наказом Держнаглядохоронпраці України від 13.01.97 N 5, визначають
обов'язки акумуляторників, установлють вимоги безпеки під час виконання
робіт з обслуговування, ремонту та зарядження кислотних і лужних
акумуляторних батарей.

93

Список використаної літератури
1. **Любарець О. П., Зайцев О. М., Любарець В. О.** Теплопостачання: Підручник. – К.:
Основа, 2011. – 488 с.
2. **Пирков В. В.** Сучасні теплові пункти. Автоматика та регулювання. – К.: Такі
справи, 2007. – 252 с.
3. **Ткаченко С. Й., Степанов Д. В., Боднар Л. А.** Котельні установки: Навч. посібник. –
Вінниця: ВНТУ, 2016. – 185 с.
4. **Мисак Й. С. та ін.** Енергетичні установки та теплові електричні станції. – Львів:
Видавництво Львівської політехніки, 2014. – 464 с.
5. **Лабай В. Й.** Кондиціювання повітря та холодопостачання: Підручник. – Львів:
Видавництво Львівської політехніки, 2019. – 320 с.
6. **ANSYS Fluent Theory Guide. Release 2024 R1.** – Canonsburg, PA: ANSYS, Inc., 2024.
7. **ANSYS Fluent Meshing User's Guide. Release 2024 R1.** – Canonsburg, PA: ANSYS,
Inc., 2024.
8. **ДСТУ-Н Б В.2.5-35:2007.** Настанови з проектування індивідуальних теплових
пунктів. – К.: Мінрегіонбуд України, 2008.
9. **Danfoss Learning:** Engineering tomorrow. District Heating Application Handbook. –
Nordborg, Denmark: Danfoss A/S, 2022.
10. **Brange L. et al.** Risks and opportunities for bottleneck measures in Swedish district
heating networks // Energy Procedia. – 2018. – Vol. 149. – P. 380–389.
11. **Buffa S. et al.** 5th generation district heating and cooling systems: Review of existing
cases in Europe // Renew. Sustain. Energy Rev. – 2019. – № 104. – P. 504–522.
12. **Zhang Y. et al.** Energy Performance Analysis of Integrated Distributed Variable-
Frequency Pump and Water Storage System // Applied Sciences. – 2017. – Vol. 7, № 11.
13. **Назаренко І. А.** Інноваційні технології та енергоефективне обладнання в
теплоенергетиці. – Запоріжжя: ЗДІА, 2017. – 120 с.
14. **Чейлитко А. О.** Проектування та оптимізація систем теплопостачання: навч.-
метод. посібник. – Запоріжжя: ЗДІА, 2016. – 200 с.
15. **Боженко М. Ф.** Системи опалення, вентиляції і кондиціювання повітря будівель. –
К.: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2019. – 380 с.
16. **Цяпко М. Ф., Яловий М. І., Павленко А. М.** Гідрогазодинаміка. –
Дніпродзержинськ: ДДТУ, 2009. – 264 с.
17. **Навроцький Б. І., Сухін Є. І.** Технічна механіка рідин: підручник. – К.: Знання,
1999. – 374 с.
94

18. **Андріїшин М. П. та ін.** Гідравліка: навчальний посібник / за ред. Р. Ф. Гімера. –
Івано-Франківськ: Факел, 2000. – 253 с.
19. **Буляндра О. Ф.** Технічна термодинаміка. – К.: Техніка, 2006. – 320 с.
20. **Співак О. Ю., Резидент Н. В.** Тепломасообмін. Частина І. – Вінниця: ВНТУ, 2021.
– 113 с.
21. **Лабай В. Й.** Тепломасообмінні процеси в системах ТГВ: Підручник. – Львів:
Видавництво Львівської політехніки, 2021. – 340 с.
22. **Василенко С. М. та ін.** Основи тепломасообміну / за ред. К. М. Гулого. – К.:
НУХТ, 2004. – 250 с.
23. **Боженко М. Ф., Сало В. П.** Джерела теплопостачання та споживачі теплоти. – К.:
ІВЦ «Політехніка», 2004. – 192 c.
24. **Бугаєва Л. М., Бойко Т. В., Безносик Ю. О.** Системний аналіз хіміко-
технологічних комплексів. – К.: Інтерсервіс, 2017. – 254 с.
25. **Варламов Г. Б. та ін.** Теплоенергетичні установки та екологічні аспекти
виробництва енергії. – К.: Політехніка, 2003. – 232 с.
26. **Енергетична стратегія України на період до 2035 року** [Електронний ресурс]. –
Режим доступу: [https://www.kmu.gov.ua](https://www.kmu.gov.ua).
27. **Єфімов О.** Сучасні технології глибокого охолодження продуктів згорання палива
в котельних установках. – Харків, 2017. – 13 c.
28. **Butterworth D.** Steam Power Plant and Process Condensers // Boilers, Evaporators and
Condensers / Ed. S. Kakac. – Wiley-Interscience, 1991.
29. **Che D. et al.** Evaluation of retrofitting a conventional natural gas fired boiler into a
condensing boiler // Energy Conversion & Management. – 2004. – Vol. 45. – P. 3251–3266.
30. **Hasan A., Kurnitski J., Jokiranta K.** A combined low temperature water heating system
consisting of radiators and floor heating // Energy and Buildings. – 2009. – Vol. 41. – P. 470–
479.
31. **Spirax Sarco.** The Steam and Condensate Loop Book. – Spirax-Sarco Limited, 2007.
32. **Pearsall I. S.** Cavitation. – London: Mills & Boon, 1972. – 80 p.
33. **Brennen C. E.** Cavitation and Bubble Dynamics. – Cambridge University Press, 2014. –
294 p.
34. **Вітенько Т. Н., Гумицький Я. М.** Механізм активуючої дії гідродинамічної
кавітації на воду // Хімія та технологія води. – 2007. – Т. 29, № 5. – С. 422–432.
35. **ДСТУ ISO 1219-1:2018.** Гідроприводи та пневмоприводи. Графічні символи та
принципові схеми. – К.: ДП «УкрНДНЦ», 2019.
95

36. **ДСТУ 3008:2015.** Документація. Звіти у сфері науки і техніки. Структура та
правила оформлення. – К.: ДП «УкрНДНЦ», 2016.
37. **Попович М. Г., Ковальчук О. В.** Теорія автоматичного керування: Підручник. – К.:
Либідь, 2017. – 656 с.
38. **Ельперін І. В. та ін.** Автоматизація виробничих процесів: підручник. – К.: Ліра-К,
2018. – 378 с.
39. **Константінов С. М.** Теплообмін: Підручник. – К.: ВПК «Політехніка», 2015. – 304
с.
40. **Правила технічної експлуатації теплових установок і мереж:** Наказ Міністерства
палива та енергетики України від 14.02.2007 № 71.

ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets