Surse de Energie Regenerabile

Tema Proiect

Alimentarea cu energie electrică a unei locuinţe

în curent continuu

Rezumat

Lucrarea de faţă abordează proiectarea instalaţiei electrice pentru o locuinţă de vacanţă pe malul Mării Negre în judeţul Constanţa, localitatea Corbu. Locuinţa este compusă din cameră de zi, bucătărie, baie şi hol (fig. 1, anexa 1) cu acoperiş în două ape pe care sunt montate panourile solare cu orientarea lor spre sud. Tensiunea reţelei de alimentare în curent continuu este de 12V.

Soluţia adoptată prevede utilizarea panourilor solare fotovoltaice cu siliciu policristalin ce debitează printr-un controler curent în acumulatori de 12 V. Aceştia sunt cuplaţi la instalaţia electrică ce asigură iluminatul, alimentarea unui frigider la 12Vcc precum şi a unui receptor TV LED alimentat tot la 12Vcc.

Justificarea temei alese este dată de două condiţii specifice zonei alese cât şi a scopului utilizării locuinţei:

1. Potenţialul de utilizare a energiei solare în Romania în zona Dobrogea şi mai ales pe litoralului Mării Negre este relativ mare, după cum se poate observa şi din figurile 2 şi 3 din anexa 1, ce reprezintă hărţi ale radiaţiei solare globale. Conform acesor hărţi fluxul energetic solar anual, ajunge în această zonă până la 1450…1600kWh/m2/an, o cantitate deloc neglijabilă.

2. Întrucât zonele alese sunt considerate relative virgine din punct de vedere natural, aducerea energiei electrice prin reţea de înaltă tensiune ar aduce prejudicii semnificative ecosistemului şi ar necesita costuri relative mari.

Aşadar soluţia propusă prin alimentatrea cu energie electrică obţinută din radiaţia solară dă autonomie energetică locinţei, este prietenoasă cu mediul şi oferă un minim de condiţii de civilizaţie persoanelor ce au ales să-şi petreacă vacanţa într-un mediu cât mai natural.

1. Dimensionarea echipamentelor electrice

1.1. Date iniţiale

Proiectul prezintă realizarea alimentării cu energie electrică a unei locuinţe de vacanţă, în curent continuu, precum şi un mod flexibil de calcul de dimensionare a instalaţiei electrice. Această entitate a fost gândită ca un sistem autonom în funcţionare. Schema electrică de principiu este prezentată în figura şi este alcătuită din două module:

- modulul generator ( panouri fotovoltaice solare, regulator încărcare baterie, acumulatori, tablou electric)

- consumatorii (aparate de c.c. la tensiunea de 12V)

Fig.1.1. Schema de principiu a sistemului autonom în curent continuu

Acesta este un sistem fotovoltaic autonom relativ simplu, foarte util in zonele izolate. Funcţionarea sa se bazează pe următorul principiu:

Panourile solare fotovoltaice încarcă în timpul zilei bateriile, iar acestea , alimentează consumatorii de curent continuu (televizor, radio, computer portabil, frigider, etc.). Dimensionarea panourilor fotovoltaice, cât si alegerea bateriei se face în funcţie de consumatorii electrici conectati.

Cand bateria s-a incarcat, regulatorul de încărcare opreste alimentarea cu curent electric a bateriei realizând astfel protecţia sa (se evită scaderea randamentului, scurgeri de acid datorită supraîncărcării sau chiar explozia acesteia).

Tabloul electric are în dotare sigurante protecţia instalaţiei în cazul unui scurtcircuit produs de catre un consumator electric şi optional poate fi dotat şi cu un contor pentru monitorizarea consumului

Calculul de dimensionare presupune egalitatea energiei totale necesare însumate a consumatorilor cu energia debitată de modulul generator.

Ʃ EC ≤ EG

1.2. Calculul energiei necesare consumatorilor

Instalaţia electrică a locuinţei are în componenţă următorii consumatori:

- un receptor TV LED alimentat la 12Vcc;

- un minifrigider alimentat la 12Vcc;

- 3 becuri economice;

- 12 becuri cu led.

Datele tehnice ale acestor consumatori sunt prezentate în anexele 2.1, 2.2 şi 2.3.

Fig.1.2. Schema instalaţiei electrice a consumatorilor locuinţei:

1- TV; 2 – frigider; 3 – becuri economice; 4 – becuri cu led

Pentru a calcula necesarul de energie pe lângă schema electrică mai avem nevoie şi de diagrama de consum mediu orar eşalonată pe parcursul unei întregi zile ( fig.1.3.).