dimensionarea unei instalatii de pompare fotovoltaica

UNIVERSITATEA “LUCIAN BLAGA”, SIBIU

FACULTATEA DE INGINERIE, SIBIU

SURSE REGENERABILE DE ENERGIE

DIMENSIONAREA UNEI INSTALATII DE POMPARE FOTOVOLTAICA

Coordonator: Student:

Prof. Dr. Ing. HOREA FALOTA Creţu Rares Mihai

Sectia:EM

Anul:IV

Sibiu,

2013

Instalatie de pompare fotovoltaica

Nr. Crt.

Denumire Numar desen Nr.File

Format Observatii

DOCUMENTATIE SCRISA1 Borderou PR-RI-E2012-0-BD 1 A4

2 Memoriu de prezentare PR-RI-E2012- 4 A4

3 Breviar de calcul PR-RI-E2012-0-BC 3 A4

DOCUMENTATIE DESENATA4 Ansamblul general PR-RI-E2012-0 1 A4

5 Schema electrica PR-RI-E2012-2*0-SD 1 A4

6 Specificatie de aparate PR-RI-E2012-2*0-SA 2 A4

Nota:

Proiectat Cretu Rares Verificat Prof. Falota Horea Data: 04.01.2013

Fac. Inginerie

Sibiu

BORDEROU DOCUMENTATIE Instalatie de pompare

fotovoltaica

PL.1/1

Fac. de InginerieSibiu

Memoriu de prezentare


2Cretu Rares-Mihai, anul IV, grupa 341 EM


1. DESTINATIA SI DOMENIUL DE UTILIZARE Scopul: Proiectul este realizarea unei instalatii de extragere prin pompa sumersibila a apei aflate in straturile freatice si aducerea ei la suprafata in vederea colectarii intr-un bazin de acumulare sau de irigare directa a culturilor din imediata apropiere.

2. CARACTERISTICI PRINCIPALE- Necesar de apa zilnic: 20m3 - Nivel static: 20m

- Nivel dinamic: 25m

3. DATE SUPLIMENTAREA. Date de proiectare

Necesarul zilnic de apa: 10 m3/zi Nivelul static:

- NS = 20 m- ND = 25 m

Distanta: D=150 m Inatimea manometrica:Hr=10 m

Diametrul conductei de apa: dcond=60 mm

Diametrul putuli: dput=100 mm

Capacitatea rezervorului: -50 m3

Pompa sumersibila in c.c. 12V si debit: 12 l/h

4. RECOMANDARI PRIVIND UNITATEA EXECUTANTA Alegerea tensiunii nominale necesara la iesirea generatorului se face tinand

cont de caracteristicile pompei

5. MASURI CONSTRUCTIVE DE PROTECTIA MUNCII



Pompa trebuie sa corespunda din punct de vedere constructiv la imersia in apa min 10m

Conductorul de alimentare al pompei sa poata fi utilizat imersat, pentru evitarea punerii instalatiei la pamant sau in scurtcircuit

Conductorii in intreaga instalatie sa fie protejati si pentru a se evita punerile accidentale la pamant sau in scurtcircuit, pentru evitarea avarierii grave a instalatiei sau chiar incendierea acesteia

Asigurarea pompei cu un cablu pentru a evita effort suplimentar pe conducta de refulare a pompei

Legarea la pamant a bornei de la bacteria de acumulatori

Utilizarea de diode by-pass si antiretur in circuitul bateriei de acumulatori.

6. 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

Intocmit la data de: 12.01.2013



SemnaturiVerificat Intocmit

Prof.dr.ing. Horea FALOTA Student: Cretu Rares-Mihai

Fac. DeInginerie

Sibiu

BREVIAR DE CALCUL

Pas Parametrul Formulă de calcul Date utilizate Rezultat

Eel=Ch∗Q∗HMT

Rp

[kWh ]unde :{Ch−constantahidraulica(¿ g∗∂3600 [ kg∗s∗hm2 ])cu :{g−acceleratiagravitationala(¿9,81 [ms2 ])

∂−masa volumica aapei (¿1000 )[ kgm3 ]Rp−randamentulmotopompei (≈30÷45 [ % ] )

1Necesar

energie zilnica

Eel=Ch∗Q∗HMT

Rp

¿ 2,72∗20∗4040

=54,5 [kWh]

Ch=g∗∂3600

=9,81∗10003600

=2,72

Ch=¿ 2,72[kg∗s∗hm2 ]

Ch=2,72Rp=40Q=20

HMT=40

Eel=54,5[kWh]

2Dimensionarea

panoului captator

W c=Eel

(t insolatiemax )∗(1−Ppierderi )

W c=54,5

6∗(1−0,2)=11,35

tinsolatie max=6hPpierderi=20%

Wc=11,35 [W]

3Calculul

factorului de forma

FF=Im∗Um

I sc∗U 0

FF=0,416∗150,26∗12

=1,94 [% ]

U0=12V;Um=15V

Im=P

U 02= 60

144=0,416 [ A ]

I sc=P

U m2= 60

225=0,26 [A ]

FF=1,94[%]



C=Ch∗RPd

[ Ah ]unde :{Ch−sarcina zilnica [Ah ]

R−rezerva sauzile deautonomie

Pd−ciclul cudescarcareprofunda

4Calculul

capacitatii bateriei

C=2,72∗3∗242

=36 [Ah]Ch=2,72

R=3 Pd=2

C=36[Ah]

∆ Pl= λ∗LD

∗( γ∗v2

2 ) [Pa ]unde :{L−lungimea conductei [m ]D−diametrul conductei [m ]

γ−masavolumicaaapei[ kgm3 ]v−vitezaapei[ms ]

5Dimensionarea conductei de

apa

∆ Pl=0,79∗1500,06

∗( 1000∗0,0052

2 )∆ Pl=24,6 [Pa]

L=150mD=60mm

γ=1000 [kg/m3]V=0,05[m3/s]λ=64/Re=0,79

∆ Pl=24,6 [Pa]

Q= A∗√S∗ 3√R2

n [m3

s ]unde : {A−sectiune transversala canal [m2 ]

R−razahidraulica( AP [m ] )P−perimetru [m ]

S−panta canalului (¿0,5 [cm /m ] )n−coeficient derugozitate

6 Diametrul tubulaturii

D=k∗√Q v=1,2∗√1,3∗10−3=0,14 [m ]

Q= π∗D 2

4∗v

Q= π∗0,142

4∗0,9

Q=0,0132[m3

s]

K=(0,74-1,4)

v= 4

π∗K2=0,05[ m

s]

-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=0,14mQ=13,2*10-3[m3/s]



Qv=A⋅√S⋅3√R2

n=

¿37 ,5⋅10−3⋅√0,5⋅3√0 ,072

0,9

¿1,3⋅10−3[m3

s ]

7

Calculul vitezei

fluidului prin conducta

v= 4∗Qπ∗3600∗D2

v= 4∗20

π∗3600∗0,062

v=0,00049[ ms]

Q=debitul real al pompei

D= diametrul interior al

conductei

v=0,00049[ ms]

ℜ= v∗Dμ

unde :¿

8Numărul lui

Reynolds

Re=v∗Dμ

Re=0,00049∗0,06

10−6

Re=29,4

μ=10-6[m2/s]

Re ˂2000Re =29,4

Facultatea de Inginerie Sibiu

DESEN DE ANSAMBLU



DESEN DE ANSAMBLU AL INSTALATIEI DE POMPARE FOTOVOLTAICA

Intocmit la data de: 12.01.2013Semnaturi

Verificat Intocmit


Facultatea de Inginerie Sibiu

SCHEMA ELECTRICA



SCHEMA ELECTRICA DESFASURATA

Intocmit la data de: 12.01.2013Semnaturi

Verificat Intocmit


SPECIFICAȚIE APARATE

Nr

Simbol Denumire Caracteristici tehnice Tip-Cod Furnizor Buc Obs



crt

aparat

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

1

9 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

Proiectat Cretu Rares Verificat Prof. Falota Horea Data: 04.01.2013

Fac. Inginerie

Sibiu

SPECIFICATIE DE APARATE

INSTALATIE ELECTRICA

Instalatie de pompare

fotovoltaica

PL.1/1


dimensionarea unei instalatii de pompare fotovoltaica

Documents