Проектирование системы электропитания устройств радиосвязи с использованием солнечной энергии

Содержание

Введение

Глава 1. Обзор исследования по тематике возобновляемых источников энергии в ОАО РЖД.

1.1. Обоснование актуальности задачи

1.2. Физические основы преобразования солнечной энергии.

1.3. Климатическая характеристика участка.

Глава 2. Характеристика объекта и проектирование системы электропитания.

2.1. Схема участка и его техническая оснащенность.

2.2. Зоны радиопокрытия и диаграммы уровней сигналов на участке Иваново-Бельково

2.3. Мероприятия по обеспечению требуемого уровня радиопокрытия на участках планирования

Глава 3. Фотоэлектрические системы (ФЭС).

3.1. Структура и состав оборудования фотоэлектростанций

3.2. Расчет технических показателей

3.3. Анализ, выбор и технические характеристики солнечных панелей и оборудования.

3.4. Определение угла наклона солнечного модуля.

3.5. Эксплуатация и техническое обслуживание солнечных модулей

Глава 4. Расчет экономических показателей при реализации проекта.

4.1. Расчет капитальных затрат на строительство

4.2. Расчет эксплуатационных расходов

Глава 5. Техника безопасности и охрана труда.

5.1. Требования безопасности при выполнении работ на высоте

5.2. Требования безопасности и охрана труда при выполнении работ на перегоне.

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ УСТРОЙСТВ РАДИОСВЯЗИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы курсовой работы обусловлена стратегическими задачами развития транспортной инфраструктуры Российской Федерации и необходимостью повышения энергетической эффективности систем радиосвязи на железнодорожном транспорте. В условиях протяженности железнодорожной сети ОАО «РЖД», превышающей 85 тысяч километров, значительная часть объектов радиосвязи расположена на удаленных участках, где централизованное электроснабжение экономически нецелесообразно или технически невозможно. Применение фотоэлектрических систем для питания устройств радиосвязи позволяет обеспечить автономность, надежность и непрерывность радиопокрытия при существенном сокращении эксплуатационных затрат.

Степень разработанности проблемы характеризуется наличием значительного массива исследований по отдельным аспектам применения возобновляемых источников энергии в транспортной отрасли, однако комплексные проектные решения по интеграции фотоэлектрических станций в систему электропитания радиотехнического оборудования железнодорожного транспорта остаются недостаточно систематизированными. Научные работы российских ученых из ПГУПС, РУТ (МИИТ), ЦНИИС формируют теоретическую базу для разработки технических решений в области автономного электроснабжения средств связи на железнодорожном транспорте.

Целью курсовой работы является разработка проектного решения системы электропитания устройств радиосвязи с использованием солнечной энергии на участке Иваново-Бельково железнодорожной линии с обоснованием технических параметров и экономической эффективности внедрения фотоэлектрической системы.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• проанализировать актуальность и перспективы применения возобновляемых источников энергии в системе электроснабжения радиотехнического оборудования ОАО «РЖД»;
• исследовать физические основы преобразования солнечной энергии и климатические характеристики участка проектирования;
• определить техническую оснащенность участка, зоны радиопокрытия и мероприятия по обеспечению требуемого уровня сигнала;
• рассчитать технические показатели фотоэлектрической системы, выполнить выбор солнечных панелей и сопутствующего оборудования;
• провести технико-экономическое обоснование реализации проекта и оценить период окупаемости системы.

Объектом исследования выступает система электропитания устройств радиосвязи на железнодорожном участке Иваново-Бельково.

Предметом исследования являются технические решения по проектированию и эксплуатации фотоэлектрических систем для обеспечения автономного электропитания радиотехнического оборудования.

Методологическая база исследования включает теоретические основы фотоэлектрического преобразования энергии, методы расчета энергетических характеристик солнечных модулей, инструментальные методы анализа радиопокрытия и уровней сигналов, нормативно-техническую базу, представленную ГОСТ Р 51597-2000, СП 2.6.1.2612-10, технической документацией ОАО «РЖД» и рекомендациями производителей фотоэлектрического оборудования.

Научная новизна работы заключается в комплексном подходе к проектированию системы электропитания радиосвязи с учетом специфических требований железнодорожного транспорта, климатических условий региона и технических характеристик современного радиотехнического оборудования.

Теоретическая значимость работы состоит в систематизации знаний о принципах работы фотоэлектрических систем применительно к задачам энергоснабжения средств радиосвязи. Практическая значимость определяется возможностью использования разработанных проектных решений и методики расчета при внедрении аналогичных систем на других участках железнодорожной сети.

Структура курсовой работы включает введение, пять глав основной части, заключение и список использованной литературы. Первая глава посвящена обзору исследований по тематике возобновляемых источников энергии в ОАО «РЖД». Во второй главе представлена характеристика объекта и проектирование системы электропитания. Третья глава содержит детальное описание фотоэлектрических систем и расчет технических параметров. Четвертая глава включает расчет экономических показателей реализации проекта. Пятая глава раскрывает требования техники безопасности и охраны труда при выполнении работ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ТЕМАТИКЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ В ОАО РЖД

1.1. Обоснование актуальности задачи

Развитие железнодорожной инфраструктуры Российской Федерации неразрывно связано с модернизацией систем связи и автоматики, обеспечивающих безопасность движения и оперативное управление перевозочным процессом. В современных условиях особую значимость приобретает задача непрерывного энергоснабжения устройств радиосвязи, размещенных на перегонах и удаленных участках железнодорожных линий. Традиционные методы электропитания через подключение к контактной сети или местным энергосетям не всегда технически реализуемы или экономически обоснованы, что обусловливает необходимость поиска альтернативных решений на базе возобновляемых источников энергии.

Согласно стратегии развития холдинга «РЖД» на период до 2030 года, одним из приоритетных направлений является повышение энергетической эффективности и снижение углеродного следа транспортной деятельности. Использование фотоэлектрических систем для электроснабжения устройств радиосвязи полностью соответствует этим стратегическим целям и позволяет достичь значительного сокращения операционных расходов на электроэнергию. Особенно актуально применение солнечных панелей в регионах с высоким уровнем инсоляции и на участках, где прокладка кабельных линий связана с большими капитальными затратами.

Технические требования к системам радиосвязи на железнодорожном транспорте регламентируются комплексом нормативных документов, включающих технические условия на аппаратуру радиосвязи, инструкции по эксплуатации систем передачи данных и регламенты п

…