Grosu Ilie Marius Proiect an SRE

Universitatea „Lucian Blaga” din Sibiu

Facultatea de inginerie „Hermann Oberth”

SURSE REGENERABILE DE ENERGIE

Dimensionarea unei pompe fotovoltaice

CoordonatorProf.dr.ing. Horea Falota

Student Bogdanel Florin Gr.341/1 An-IV-EM

An universitar2012-2013


Fac. de Inginerie

Sibiu

MEMORIU DE PREZENTARE

Fila Total file

1. DESTINAŢIA ŞI DOMENIUL DE UTILIZARE

Asigurarea necesarului de apă (din pânza freatică) zilnic în gospodărie pentru irigatii, prin intermediul unei pompe submersibile de c.c. alimentată de la un generator fotovoltaic.

2. CARACTERISTICI PRINCIPALE

- Necesar de apă zilnic – 20m3

- Nivel static -20m- Nivel dinamic -25m

3. DATE SUPLIMENTARE

- Diametrul tevii – 25mm- Diametrul putului de forare – Φ100mm- Înăltimea de refulare în cazan – 5m- Distanta între rezervor si put - 150m- Volum cazan – 50m3

- Pompa este actionată în c.c. si este echipată cu senzor de nivel

4. RECOMANDĂRI PRIVIND UNITATEA EXECUTANTĂ .

Alegerea tensiunii nominale necesară la iesirea generatorului se face tinându-se cont de caracteristicile pompei.

5. MĂSURI CONSTRUCTIVE DE TSM ŞI PSI

- Pompa trebuie să corespundă din punct de vedere constructiv la imersia in apă min 5m.

- Conductorul de alimentare al pompei să poată fi utilizat imersat, pentru evitarea punerii instalatiei la pământ sau în scurtcircuit.

- Conductorii în întreaga instalatie să fie proteja si pentru a se evita punerile accidentale la pământ sau în scurt circuit, pentru evitarea avarierii grave a instalatiei sau chiar incendierea acesteia.

- Asigurarea pompei cu un cablu pentru a evita efort suplimentar pe conducta de refulare a pompei.

2


- Respectarea normelor de protectie la costructia generatorului fotovoltaic.- Legarea la pământ a bornei ” - ” de la bateria de acumulatori.- Utilizarea de diode by-pass si antiretur în circuitul bateriei de acumulatori.

6. PARAMETRII DE EFICIENTA ENERGETICA Ș I DE

COMPATIBILITATE ECOLOGICĂ

- În utilizarea panourilor FE (la care o celulă fotovoltaică furnizează cca 83,334W, la o insolatie de 1000W/m2, insolatie mare pentru teritoriul României) pentru a furniza 1kWv, sunt necesari cca 12m2 de panouri ceea ce determină cost ridicat pentru Watt-vârf.

- Această energie nefiind cu emisivitate de CO2, este o energie ecologică.

7. COST ESTIMATIV

- Panou fotovoltaic + Acumulatori +Accesorii electrice si de montaj 8÷10 Euro/Watt, pentru 180W luând o valoare medie se ajunge la suma de 1710 Euro;

- Echipamentul de alimentare, echipamentul de aducere a apei la suprafată si rezervorul de apă fiind evaluate la cca. 1100 Euro;

- Forajul executându-se la suma de 35÷55 Euro (pe verticală - pret ce include tubulatura de protectie a putului) la 30 m foraj se estimează suma de 850 Euro;

- Tubul de apă cu manopera de montaj este estimat la 5 Euro/m (x200m) 1000 Euro;- Rezervorul de apă cu manopera de montaj este estimat la 45 Euro/m3 - 900 Euro;

Suma estimată 5560 Euro

Întocmit la data de 24.01.2012

Semnături

Verificat Intocmit : Prof.dr.ing. Horea Falota Student Grosu Ilie Marius

3


Nr.crt.

Denumire Număr desen

Nr.file

Format Observatii

Documentatia scrisă1 Memoriu de prezentare 3 A42 Breviar de calcul 4 A4

Documentatia desenată3 Ansamblu general 1 A44 Schema desfăsurată 1 A45 Specificatie de aparate 1 A4

Proiectat Grosu Marius Verificat Prof. Falotă H Data:20.01.2012Fac. Inginerie

SibiuBORDEROU DOCUMENTATIE Pl.

1/1

4


Fac. de Inginerie

Sibiu

BREVIAR DE CALCUL

Fila Total file

1. DATE DE PROIECTARE Necesarul cumulativ de apa zinic: 20 m3/zi Nivelul static: 20 m Nivelul dinamic: 25 m Diametrul tevii - sine de pompă Diametrul putului de forare Φ 100 Înăltimea de refulare în cazan 5m Distanta dintre foraj si rezervor: 150m Pompa actionată în c.c. si echipată cu sensor de nivel Volum cazan 20m3

2. ALGORITM DE CALCUL PAS CU PAS 2.1. Estimarea sarcinii.2.2. Calculul necesarului zilnic de energie2.3. Alegerea pompei solare2.4. Dimensionarea conductei de apă.2.5. Distributia apei.2.6. Diametrul tubulaturii.2.7. Parametri retelei hidraulice.2.8. Analiza economică.

3. DATE CENTRALIZATE

Putere hidraulică

Necesar energ. zi

Putere calc PF

Factor forma

Cap. baterie

Debit min p

Dint

tub.Deb. irigat

Pierd. Sarc.l

Viteza fluid

Nr. Reynolds

Q= 0,88[m3/h]

Eel= 0,8[kWh]

Wc=167[W]

FF= 0,68[%]

C=36[Ah]

Qp= 833[l/h]

D=140 [mm]

Q=0,13 [m3/s]

v=7∙10-3

[m/s]Re=1540

Întocmit la data de:20.01.2012

Semnături

Verificat Intocmit Prof.dr.Ing. Horea Falota Student: Grosu Marius

5


Fac. de Inginerie

Sibiu

ALGORITM DE CALCUL

Fila6

Total file

Pas Parametrul Formulă de calcul Date utilizate Rezultat

1 2 3 4

1. Estimarea sarcinii.

6


1

Calculul puterii hidraulice necesare

Q – debitul HMT =15[m]- înălțimea

manometrică totalăg=9,81[m/s2]Ph=Pe*ηMP

=80*0,45=36[W]

Q=0,88[m3/h]

Alegere pompă

- Debitul pompei trebuie să fie mai mare sau egal cu debitul de calcul pentru a putea asigura volumul de apă zilnic, deoarece debitul pompei scade odată cu înăltimea de refulare.

2. Calculul necesarului zilnic de energie

2.1Necesar energie zilnică

Constanta hidraulică

masa volumică apă=1000[kg/m3]

Randament pompăRp=30÷45[%]

Eel=0,8[kWh]

2.2

Dimensionarea panoului captator.

Pi -pierderi ≈20[%]ti max=6[h]-timp insolație

maximWc=167[W]

2.3Calculul factorului de formă

U0=12V; Um=14,2V

FF=0,68[%]

2.4Calculul capacitătii bateriei.

Ch=2,725[kgsh/m2]R =3 (rez. zile autonomie)Pd=2 ( ciclu descărcare

profundă)

C=36[Ah]

Alegere panou solar si

accumulator.

Panoul solar trebuie să asigure min 167W, astfel aleg varianta standard de panou de 2x90W

Capacitatea bateriei trebuie să fie mai mare sau egală cu cea de calcul. Aleg varianta STAS C=38Ah

3. Alegerea pompei solare

3.1 Calculul debitului minim necesar al pompei pt

Qp=debitul minim al pompei

Qp=833 [l/h]

7


asigurarea necesarului de apă

3.2

Dimensio-narea conductei de apă.

Qn-debitul nominal [l/h]γa-masa volumica a apei

(1000[kg/m3])

Val.STAS 24,5[mm]Di=22 [mm]

Pompa de apăTrebuie să satisfacă debitul si racordul pentru conductă conform calculelor de mai sus, varianta STAS care am adoptat-o Qp=950 [l/h]

4. Distributia apei.

4.1Diametrul tubulaturii.

secțiune transversală canal A=0,25*0,15=0,0375[m2] perimetru

p=0,25+(2*0,15) [m]Raza hidraulicăR=A/

p=0,0375/0,55=0,07[m]S – panta canalului

(0,5[cm/m])

D=0,14[m] Q=13,2*10-3

[m3/s]

4.2Pierderi de sarcină liniare

L=150[m] D=22[mm]γa =1000[kg/m3]v=0,9[m/s]λ=64/Re=0,04

5. Parametri retelei hidraulice.

5.1

Calculul vitezei fluidului prin conductă

Q=debitul real al pompeiD= diametrul interior al

conductei

v=7∙10-3

[m/s]

5.2Numărul lui Reynolds

μ=10-6[m2/s]Re ˂2000

Re=1540

8


6. Analiza economică.

Nr Denumire aparat Buc Pret/buc Total1 Acumulator 1 70,7 E(Euro) 70,7 E

2 Semnalizator de nivel 1 16,6 E 16,6 E

3 Stabilizator 1 109,9 E 109,9 E

4 Panou fotovoltaic 2 540E 1080E

5 Sigurantă fuzibilă 1 0,29E 0,29E

6 Sigurantă fuzibilă 1 0,39E 0,39E

7 Lampa semnalizare 1 4,9E 4,9E

8 Contactor 1 17,7 E 17,7 E

9 Pompa 1 67,9 E 67,9 E

10 Regulator încărcare 1 32,99 E 32,99 E

11 Comutator 1 32,39 E 32,39 E

TOTAL valoare aparate(Euro) 1433,76 Euro

TOTAL valoare aparate(Ron) 6229.11 Ron

MANOPERA

Denumire operatie Manopera Tarif Total

1 Foraj put 30m 170Ron/m 5100 Ron

2 Tub PVC(PN6Bar-DN24,5mm) 200m 15 Ron/m 3000 Ron

3 Rezervor 20m3 apă Achizitionare + montaj 190 Ron/m3

3800 Ron

4 Montaj instalatie hidraulică 20h 75Ron/h 1500 Ron

5 Montaj panou + instalatii electrice 22h 125 Ron/h 2750Ron

Punere instalatie în functiune 20h 75Ron/h 1500 Ron

TOTAL MANOPERA (Ron) (Euro)

17650 Ron 4066,82 Euro

TOTAL GENERAL (Ron) (la curs 4,34Ron/ Euro)

23872,11 Ron 5502,09 Euro

9


Fac.Inginerie

Sibiu

DESEN DE ANSAMBLU P1/9

Întocmit la data de15.01.2012

Semnături

Verificat Intocmit Prof.dr.ing. Horea Falota Student Grosu Marius

10

Fac.Inginerie SibiuSCHEMA ELECTRICĂ P

1/10

SCHEMA DE FORTĂ SCHEMA DE COMANDĂ

Panou fotovoltaic

2x90W

Dioda by-pass

Reg. tensiune

Acumulator

12V38A

Motopompa12V/80W- 17l/min_H19m

Circuit alimentare comandă12V6A

Circuit alimentare motopompa 12V6A

Automentinere protectie și semnalizare

Întocmit la data de 20.01.2012Semnaturi

Verificat Intocmit Prof.dr.ing. Horea Falota Student Grosu Marius

11Student Edves Vasile IV-gr.2.1. EM.FR.


SPECIFICAȚIE APARATENr crt

Simbol Denumire aparat Caracteristici tehnice Tip-Cod Furnizor Buc Obs

1 A Acumulator 12V/38Ah; acumulator cu gel AGM 38 Kema Power SH

compralo-subito-it 1

2 B1, B2 Semnalizator de nivel

16A250V AC; IP 68; NI/ND; 3X1mm2; Pres mediu 1bar

Nivofloat NL-100 NIVELCO 1

3 D1 Stabilizator UN=12V DC; Ureglaj – 10,2÷13,8V ;IN=27A; Ireglaj – 0÷27A

HRPG-300-12 MEANWELL 1

4 E1 Panou fotovoltaic PV=90W; Un=12V; ISC=5,1A; IMAX=5,4A; UMAX=17,6V; tnL=460C; Limt = - 40 +900C; gabarit (1190x550x35)mm

IS90P-36celule MAXIMUS General Service Buzău

2

5 F1 Sigurantă fuzibilă Patron : 1A 02-106-Weber Dablerom 1

6 F2 Sigurantă fuzibilă Patron : 6A 6A/ 5763 ORO WinDevRomania 1

7 H1 Lampa semnalizare

Indicator cu LED-12V AC/DC / BA9s L-W MEOLLER 1

8 K1 Contactor static monopolar – AC1-50A; 5÷24V DC LAS 12501 SCDigitalComp.SRL 19 M1 Pompa Un=12Vcc;Pe=80W; Q=17[l/min]; Hp=19[m]-

Înălțime pompare; Dmax=42[mm];Hc=245[mm]-înălțime corp p

GEO-DUO PLUS Cod:018 1800.77

Motorhome Ro 1

10 N1 Regulator încărcare

Ue=12V DC; IÎMAX=8A; PHOCOS CA-08 TME.eu 1

11 S1 Comutator PMAX=6,5kW; IU=20A TO-2-1/ EA/SVB MOELLER 1

12Student Edves Vasile an IV gr.2.1.EM.FR.


13Student Edves Vasile an IV gr.2.1.EM.FR.

Grosu Ilie Marius Proiect an SRE

Documents

Transcript of Grosu Ilie Marius Proiect an SRE