Технологии электроснабжения маяка

В настоящее время общество все больше стало обращать внимание на возобновляемые источники энергии (ВИЭ). Это обосновано тем, что потребление электроэнергии постоянно растет, а запасы ископаемого топлива не восполняются.

Возобновляемые источники энергии – альтернатива устаревшим способам электропитания, таким как дизельные электроустановки или же линии электропередач, которые используются почти повсеместно. Данные источники не вредят экологии выбросами в атмосферу вредных газов, сильными вибрациями и так же, локально неограниченны в установке на местности, в отличие от линий электропередач.

На данный момент существует проблема электроснабжения автономных, отдельно стоящих объектов. Многие объекты являются так же достопримечательностями и излюбленными местами туристов. Но в некоторых районах нет возможности пустить электропитание по способу линий электропередач или же дизельной электроустановки, в силу своих минусов данных способов, особенностей местности и объектов в том числе.

ДЭУ влияет на экологию шумом и вибрациями, так же трудна в обслуживании и экономически не выгодна, так как дизельное топливо дороже бензина. Линии электропередач – более экономически выгодный способ электропитания маяка, но он не защищен от внешних воздействий стихии, ограничен в территориальном месторасположении и не эстетичен.

Объект исследования данного проекта – навигационный маяк Эгершельд.

Имеет географические координаты расположения: 43° 4′ 46.49″ с.ш. 131° 50′ 30.08″ в.д.

Маяк – навигационный ориентир, представляющий сооружение в виде башни, ажурной вышки или пирамиды, снабженной оптическим аппаратом и источником света, хорошо видимый с моря. Маячная башня имеет прочную конструкцию отличительной формы и окраски.

Эгершельд – один из самых старых маяков на Дальнем Востоке, до сих пор остающийся важным навигационным сооружением и популярнейшей достопримечательностью Владивостока. Он расположен на каменистой косе, отходящей от мыса Токаревского – так называемой Токаревской кошке. Основан в 1876 году. До 1910 представлял из себя простой светящийся знак. В 1910 году на восьмигранном фундаменте была поставлена круглая каменная белая башня маяка высотой 11,9 метра. До настоящего времени она сохранилась в первозданном виде.

Предмет исследования – автономное электроснабжение оборудования маяка комбинированной солнечно-ветровой электроустановкой.

Плюсы внедрения солнечно-ветровой установки:

• независимость от централизованного электроснабжения.
• бесперебойное электропитание маяка;
• сохранение его эстетического вида и экологии вокруг.

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ МАЯКА

Цель: обеспечить электроснабжение навигационного маяка, который служит для обеспечения безопасности мореплавания.

Описание проблемы

Навигационные маяки используются с 1716 года. Важным этапом развития оптического оснащения маяков стало изобретение френеля в 1820 году, позволившее значительно увеличить силу света маяка в определенных направлениях.

Так как техническое развитие не стоит на месте, общепринятое мнение, что навигационные маяки утратили свою актуальность и служат как достопримечательность местности, но это не так.

все мы знаем, что GPS навигация надежна и все ей доверяют, но система «виснет» при потере сигнала, из-за чего может произойти столкновение, в отличие от навигационного маяка, работоспособность которого практически не зависит от местоположения и погодных условий. Кроме того, для навигации имеются места, на которые важно обратить внимание моряков. Это песчаные берега, затонувшие островки, подводные камни и т.д. из этого и вытекает необходимость светящихся навигационных маяков.

Необходимость в маяке именно в этом районе обусловлена довольно сильными приливно-отливными течениями вблизи мыса Токаревского и небольшой глубиной заводи, которые существенно затрудняют проход судов. Именно для обеспечения безопасного прохода кораблей в порт г.Владивостока со стороны Амурского залива через пролив Босфор Восточный и был создан маяк Эгершельд, так же маяк является передним знаком веера створов девиационного полигона Амурского залива.

На сегодняшний день одним из основных электропотребителей маяка служит светооптический аппарат маяка с электролампой накаливания мощностью 2 кВ, с характером проблескового огня: свет 3 сек + темн. 4,5 сек – период 7,5 сек – 8 проблесков в минуту. Кроме этого потребителем электроэнергии является комплекс радионавигационного оборудования.

В здании были установлены приборы управления световым маяком и радионавигационным оборудованием (наутофон), а также два резервных дизель-электрических агрегата. На главный распределительный щит здания был заведен кабель от трансформаторной подстанции, подключённой к городской электросети. От здания до маяка по мосткам и косе были проложены кабели электропитания маяка и наутофона. Сейчас кабели выведены из эксплуатации, так как они неоднократно повреждались автомобилями при погрузке и выгрузке с плавсредств.

В настоящее время электрооборудование маяка питается от дизельной энергоустановки.

Этот вариант электроснабжения имеет место быть, так как установка:

1. Компактна и не требует постройки отдельного здания;
2. Позволяет работать оборудованию маяка 24 часа в сутки.

Но дизельная электроустановка не является оптимальным решением для использования в качестве основного источника электропитания, потому как:

1. Высокая стоимость топлива. Дизельное топливо стоит дороже, чем бензин.
2. Необходимость постоянной дозаправки. Установка не может быть полностью автономной.
3. Зависимость от поставок топлива, трудоёмкость доставки топлива.
4. Высокий уровень шума при работе и выброс выхлопных газов в атмосферу.
5. Повышенные нормативные требования к помещению с ДЭУ.

Пути решения проблемы электроснабжения маяка

В данном проекте поставлена цель обеспечить электроснабжение навигационного маяка.

Рассмотрим три способа электроснабжения:

1. Автономное электроснабжение от возобновляемых источников энергии (ВИЭ);
2. Автономное электроснабжение от ДЭУ;
3. Централизованное электроснабжение (ЛЭП).

1. Виссарионов В.И., Дерюгина Г.В., Кузнецова В.А., Малинин Н.К., Солнечная энергетика: Учебное пособие для вузов / Под ред. В.И.Виссарионова. – М.: Издательский дом МЭИ, 2008.
2. Елистратов В.В., Кузнецов М.В. Теоретические основы нетрадиционной и возобновляемой энергетики. Ч. 1. Определение ветроэнергетических ресурсов региона. Методические указания. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2003 г.
3. Архив метеоданных [Электронный ресурс] Режим доступа: https://rp5.ru
4. Расчет ветропотенциала [Электронный ресурс] Режим доступа: https://away.vk.cоm/away.php
5. Методическое пособие для расчета ветропотенциала [Электронный ресурс] Режим доступа: https://vk.cоm/dоc17686379_553921506?hash=ef998598ca55d3b2f8&dl=f0869211b7115fd10f
6. Методическое пособие для расчета потенциалов солнечной энергетики [Электронный ресурс] Режим доступа: https://vk.cоm/dоc17686379_553921523?hash=665e5835fab40418b3&dl=72f13219235cc5a677