ТУ Варна Дипломна работа лист №1 ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ-гр.ВАРНА ФАКУЛТЕТ ПО ИЗЧИСЛИТЕЛНА ТЕХНИКА И АВТОМАТИЗАЦИЯ КАТЕДРА АВТОМАТИЗАЦИЯ НА ПРОИЗВОДСТВОТО ДИПЛОМНА РАБОТА ТЕМА:Информационно измервателна система за оценка на ветровия потенциал ръководител:................. /гл.ас.д-р П Манасиев/ дипломант..................... /Христо Русев/ дата на предаване: ТУ Варна Дипломна работа лист №2 Увод В съвременната енергетика се засилва стремежът към използването на нови, нетрадиционни, екологично чисти и възобновими източници на електроенергия, разширявайки по този начин общия енергоресурс с икономически рентабилни източници на енергия. Като такива могат да се посочат енергията на вятъра, малките хидроизточници, слънчевата енергия, геотермалните води, енергията на вълните, приливите и др. Едно от перспективните направления в тази област е ветроенергетиката. Използването на енергията на вятъра се осъществява по многобройни начини по отношение вида на получената енергия.Разработени и използвани са следните преобразувания на кинетичната енергия на вятъра: – в механична енергия с въртеливо и постъпателно движение; – в електрическа с нестабилни параметри – променливотокова и постояннотокова – с възможност за директно използване, за акумулиране или преобразуване в друг вид енергия – топлинна, химична и др.; – електрическа със стабилни параметри – за непосредствено промишлено или битово използване. Въпреки напредналостта си, вятърно-турбинната технология е навлязла досега при електрическото снабдяване на обекти и райони само в напредналите страни – САЩ, Дания,Германия, Норвегия, Холандия,Швейцария, Великобритания и др., където правителствата стимулират пазара на вятърната енергия чрез отпускането на субсидии, налагането на такси за замърсяване и др.В този смисъл се явяват актуални въпросите, свързани както с технологичното усъвършенстване и снижаването на разходите, така и с разширяването на географските области на приложение на ветроенергетиката, в това число и у нас. ТУ Варна Дипломна работа лист №3 ГЛАВА I ОБЗОРНО ПРОУЧВАНЕ НА УСТРОЙСТВА И СИСТЕМИ ЗА ВЕТРОМОНИТОРИНГ 1.1 Същност на ветроенергопреобразуването и особености при изграждането на ветроагрегати. В последните години, с развитието на научно-техническият прогрес и усъвършенстване на научно-техническата политика в глобален мащаб, у нас с особена важност се поставят за решаване въпросите, касаещи използването на ветровата енергия. С усъвършенстването на съществуващите и създаване на нови технологии, издигането на нивото на техническата въоръженост във всички сфери на материалното и нематериалното производство се преследва решаването, наред с другите социално-икономически аспекти, и на въпроса за снижаване на енергоемкостта и рационалното използване на електроенергийните ресурси. Същността на ветроенергопреобразуването се състои в преобразуването на кинетичната енергия на ветровия поток в механична такава, с последващо преобразуване в друг вид в зависимост от изискванията на потребителя (консуматор). Основното преобразуване извършващо се в т.н. ветроенергиен агрегат (ВЕА) е преобразуването на част от кинетичната енергия на въздушния поток (ВП) в механична енергия. Известно е, че кинетичната енергия на движещата се маса m нараства пропорционално на квадрата на своята скорост ϑ в съответствие с израза: Е=mϑ 2 /2 [Nm] (1.1) ТУ Варна Дипломна работа лист №4 Ако се движи въздух с обем V, плътност ρ и маса m=ρ .V, то неговата кинетична енергия е: Е=ρ ϑ 2V/2 [Nm] (1.2) Ако площта перпендикулярна на ВП се означи с S, то за 1s през нея преминава въздух с обем V=Sϑ . Мощността на ВП (P), преминаващ през напречно сечение с площ S, е равна на произведението от тази площ, скоростта на потока ϑ и кинетичната му енергия за единица обем (ρ ϑ 2/2), т.е. мощността зависи от ϑ P=Sϑ ρ ϑ 2 3 /2 = ρ Sϑ 3/2 [W] (1.3) В най-общия случай обобщената блокова схема на един ВЕА може да се представи с фиг.1.1. където условно са означени ВТ - ветротурбина, МПЧ механично преобразуваща част, ВД - ветродвигател, ПЕ - потребител на вид енергия, както и мощностите и коефициентите съпровождащи преобразуванията на енергия. Р(ϑ ) Рвт Рп ВТ (ξ ) МПЧ (η м ) ПЕ (η Σ ) Рвд ВД фиг. 1.1 Коефициентът на използване на енергията на вятъра ξ за такива системи се определя от отношението на енергията (механична), приета от ВТ, към ТУ Варна Дипломна работа лист №5 пълната енергия на потока, преминаващ през ометаемата площ на ВТ [1]. Изразен чрез мощностите този коефициент Pвт ξ се представя с (1.4): ξ= Pвт P (1.4) където Pвт е мощността на изхода на турбината, намираща се във въздушния поток (с ометаема площта S и мощност Р съгласно (1.3)). Мощността на ветротурбината се представя с (1.5): Рвт = ξ ρ SV3/2 (1.5) При зададена аеродинамика на лопатките на ветротурбината, ξ се явява функция на отношението на периферната скорост на края на лопатките (U) и скоростта на вятъра (ϑ ). То се нарича бързоходност или модулно число (Z) и се явява основен параметър при дефиниране на основните аеродинамични и енергетични характеристики на ВЕА – (1.6), където: ω и R са съответно ъгловата скорост и радиусът на ВТ. (1.6) На базата на теоремите на импулсите [3] може да се покаже, че максимално количество енергия на ВП, което може да бъде използвано от ВД по описания по-горе начин съставлява само част от кинетичната енергия на този поток. Приемайки редица опростяващи допускания за полето на течението на ВП, Бетс формулира теорема, имаща важно значение за оценяване на използваната енергия на вятъра: “Идеалният ВЕА, т.е. агрегат работещ без загуби, имащ хоризонтална ос на въртене на ветроколелото от пропелерен тип и ометаема площ S, може да преобразува в механична енергия не повече от 16/27 от енергията на преминаващия ВП, като при това скоростта му намалява 3 пъти” [3]. За “идеалната” ветротурбина, при безвихров и безвискозитетен (без триене) въздушен поток максималният коефициент на използване се определя като ξ =0,593. В действителност, в реални условия този коефициент се редуцира вследствие на загубите по четири основни Z= U ωR = ϑ ϑ ТУ Варна Дипломна работа лист №6 причини: завихрянето на потока зад турбината, триенето с лопатковия профил, граничните явления в краищата на лопатките и неоптималния профил на въздушния поток. Схематичното представяне на аеродинамичните загуби е показано на фиг.1.2, където са показани зависимостите ξ (Z) – (‘‘1’’ е реалната): коефициент на използване 0,593 завих 0,5 . 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0 2 4 6 8 фиг.1.2 10 12 14 бързоходност Z “1” профил на потока гран.явления триене Ако трябва да се характеризира ВТ с нейните основни входни и изходни величини, техният произход и характер, то в общия случай е в сила обобщението показано на фиг.1.3 [ 3]. Параметри на ветроагрегата (ω вт, β , ψ ) Енергоносител (ϑ ) Изходни величини ВТ (Рвт, Мвт) Специфични параметри на лопатките фиг.1.3 ТУ Варна Дипломна работа лист №7 В случая се имат предвид (освен въведените вече) следните означения: β – ъгъл на завъртане на лопатките на ВТ; ψ – ъгъл на завъртане на сечението (S) на ВТ; Мвт(ξ ) – моментът предаван от ВТ. Специфични параметри на лопатките са различните аеродинамични коефициенти (са, сω , Vл, tл). Независимо от голямото конструктивно разнообразие (едно – и многолопаткови от пропелерен тип, барабанни, с или без дифузори или концентратори, тип Дарие с различен профил, тип Савониус, тип Жиромил, тип Мусгров, турбинен тип и др.) ВТ се класифицират в два основни класа: с хоризонтална ос на въртене и с вертикална ос на въртене. Най-голямо разпространение са намерили ВТ с хоризонтална ос и от пропелерен тип (най-често двулопаткови и трилопаткови). Една от основните аеродинамични характеристики на ВЕА е зависимостта на относителния момент развиван и предаван от ВТ (М*) от бързоходността (Z) – фиг.1.4. На същата фигура е показана и примерна зависимост на ξ от Z, която е особено важна при формулиране на режимните особености и оценка на енергетичните възможности на ВЕА. фиг. 1.4 ТУ Варна Дипломна работа лист №8 * Номиналният относителен въртящ момент Mн се определя от Zн – “номиналното” модулно число (при което ξ * натоварване на ВТ се определя от Mmax = ξ max ). Максималното (Zmax) . Както се вижда от характеристиките, с нарастването на модулното число (Z>Zн) предаваният момент M* намалява, като в известни граници ВТ все още работи с висок ξ , който след това рязко спада до нула при Z = Z0, (ξ (Z) = 0). Ако за проектен (работен) е приет режима на работа на ВТ при ξ max (точки А, В, С), то в областите надясно от правата АС ще се разполагат режимите при скорости на вятъра по-малки от проектната ϑ ϑ п (ϑ п – проектна скорост на вятъра). Мощността и моментът на конкретна ВТ се дават чрез следните зависимости (с отчитането на 1.6): Pвт = ξ( Z ) 1 1 ρSϑ3 = ξ( Z ) ρπ 2 ϑ3 R 2 2 (1.7) (1.8) (1.9) Mвт = Pвт ξ( Z ) 1 = ρ π 3 ϑ2 R ωвт Z 2 или чрез M* : Mвт = M* ( Z ) 1 ρπ 3 ϑ = k мM* ( Z )ϑ2 R 2 2 Сравняването на (1.8) и (1.9) разкрива и основното съотношение при построяването на аеродинамичните характеристики, а именно: M* = ξ Z (1.10) 1.2 Ветрови потенциал и мониторинг. ТУ Варна Дипломна работа лист №9 Вятърната енергия днес се нарежда сред най-бързо развиващите се браншове на енергиината технология на света..Вятърната енергия има изключително голямо значение за електрификация на селски райони,особенно места,където няма конвекционално електроснабдяване.Тъй като ветровете по същността си са циклични(нощни/дневни,сезонни),нестабилни,и обусловени от микроклимата, метеорологията и т.н. не е възможно да се осигури постоянно снабдяване в изолирани системи,поради което решенията за локално потребление се ориентират към свързването или създаването на мрежис друга подържаща система,тоест смесени системи.За доброто планиране и развитие на ветроенергийната практика са необходими дългогодишни статистически измервания (ветромониторинг) на характеристиките на ветровия поток Метеорологичните данни за като скоростта, посоката на вятъра, и посоката на вятъра са плътността на въздуха, енергийния потенциал. скоростта стандартизирани бази данни и се събират на основание едноразмерни измервания на скоростта на вятъра, която се характеризира с една посока и сила в едно измерение. Описаният начин на представяне на вятъра е напълно достатъчен, за да се анализира макродвижението на въздушни маси над дадена област или страна за целите на метеорологичните прогнози. Поради въртенето на Земята (Кориолисовите сили) и охлаждането на атмосферата от екватора към полюсите, глобалните ветрови посоки, които се различават от локалните (хоризонтални) посоки (съответно сила или скорост на вятъра), в северното полукълбо (където е и нашата страна) се усилват в посока от северозапад към югоизток.. Локалните посоки на вятъра не са достатъчни за детайлно определяне на енергийният потенциал на вятъра и съответно необтходимите за ветроенергетиката характеристики. За да може да се получи пълна обемна картина на движението на въздуха в една изследвана точка е необходимо да се установят и анализират скоростите на вятъра в трите основни равнини, т.е. да се направи обемен (т.нар. 3D) ветроанализ. Тези съотношения се наричат диференциални характеристики, при които се вземат под внимание пропорциите между измерените абсолютни стойности, а не самите стойности. Именно пропорциите зависят съществено от ТУ Варна Дипломна работа лист №10 Фиг.1.5 релефните и топографски локални особености. Комбинираното използване на статистическите метеорологични данни и измерените по 3D-метода позволява многократно по-бързо да се получат достатъчно достоверни резултати за ветроенергийния одит. За тримерен ветродинамичен анализ на движещия се въздух със скорост в аеродинамиката е приета тримерната координатна система на Декарт(фиг1.5). В нея векторът на вятъра V се проектира върху двойка взаимно перпендикулярни оси X Y в хоризонтална равнина. А във вертикална посока проекцията на V е по ос Z. Тази добре позната триосева координатна система е ориентирана с остта си X на север. Посоката на вятъра се дефинира с ъгъла между проекцията му Vx и Vxop. Vy и Vz са останалите две проекции на вектора на вятъра V. При така дефинираната система, резултантният (действителният) вятър V е векторна сума от проекциите си по трите оси, а хоризонталният вятър - векторен сбор от Vx и Vy. Такъв диференциран анализ позволява правилния избор на всяка еднороторна хоризонтално осева ветротурбина, която работи самостоятелно, доколкото хоризонталните компононенти на вятъра са ветроенергозначими, а вертикалните имат нежелано въздействие върху електропроизводството на ветроагрегатите. ТУ Варна Дипломна работа лист №11 Резултатите от диференцираното измерване имат смисъл само за определено място, защото са строго специфични и зависят от теренната повърхност и топографския микро и макропрофил. Тяхното комбинирано използване със статистическата ветроклиматична информация е най-подходящият подход за извършване на ветроенергиен одит на място за сравнително непродължително време. С комбинираното използване на 3D измерванията и ветростатистиката, базирана на различни източници, като БАН, авиацията, речния и морския флот и други ,може да се разработят подробни ветроатласи за редица области, които са най-подходящи за ветроенергетика. Тези измервания позволяват да се оцени енергията на въздушния а не поток, който е енергийно одит оползотворим посредством от 3D ветроагрегатите, изобщо. Ветроенергийният измерванията, освен че дава тримерната картина на въздушното движение е и начин за оценка на турбуленцията на въздушния поток. Това е особено важно доколкото турбулентните загуби може да надхвърлят 20%. Но за малките инсталации подобни проучвания са твърде скъпи и продължителни,затова се приема за нормално просто да се направи оглед на растителността и дърветата наоколо,и да се проучат метеорологичните данни в района.За предварителните проучвания за изграждането на вятърен парк е нужно да се снабдим с анемометри с допустима грешка 1%.Цената им ще се компенсира с избягването на грешни икономически разчети,които са доста важни.С получените данни се изготвя роза на ветровете(фиг1.6),която може да има 8,12 или 16 оси.За да се състави графика трябва да се вземат в предвид честотата в проценти и скоростта на вятъра постъпващ от всяка посока: ТУ Варна Дипломна работа лист №12 фиг.1.6 Честотата изразява времетраенето,през което вятърът духа от всяка една посока в проценти.Средната скорост се умножава по честотата и се изразява като процент,за да се покаже във всяка една посока скоростта на вятъра.Розата на ветровете е уникална за всякоотделно място.Като се съобразим с нея,може да се определи разположението на ветрогенератора:ако една голяма част от ветърната енергия идва от една конкретна посока,се приема,че тази посока е свободна от препятствия.Розата на ветровете може да варира от година на година,поради което е по добре да разполагаме с данни за различните години,за да получим подостоверни средни стойности. Кинетичната енергия на вятъра е пропорционална на плътността на въздуха, т.е. масата му за единица обем. Колкото е "по-тежък" въздуха, толкова повече енергия се получава от турбината. При нормално атмосферно налягане и при температура от 15 градуса по Целзий, въздухът тежи около 1.225 килограма за кубичен метър. Плътността намалява бавно с нарастващата влажност, и се увеличава при ниски температури. Високо над морското равнище (в планините), атмосферното налягане е по-ниско, въздухът е по-разреден и по-лек, т.е. плътността на въздуха е по-ниска и като цяло намалява и плътността на ветровата мощност. Затова метеорологичните данни за скоростта на вятъра дават информация само за един от факторите, определящи енергийните му качества, като другият важен фактор е плътността на въздуха. Оценка на двата фактора не може да стане само по данни за ветроскоростта, колкото и точна и богата да е ТУ Варна Дипломна работа лист №13 ветростатистиката. За оценка на плътността на ветровата мощност, паралелно с измерването на ветроскоростите, се измерват както температурните разлики на терена и въздуха над него , така и влажността на въздуха . Те служат за внасяне на необходимите корекции за вертикалното движение на въздуха, породено от степента на конвекцията му, както и за корекция на плътността на въздуха, в зависимост от температурата и влажността. Плътноста на въздуха може да се изчислява [4] за всяко измерване по формулата: ρi = P0 − g ..H e RT R.Ti (1.11) -земното 2 където: P0 = 101 325 Pa -нормалното атмосферно налягане, g = 9.8 m / s −1 −1 ускорение, H- надморска височина в метри, R = 287 Jkg K - специфична газова константа, Т- температурата на въздуха по скалата на Келвин. Oсобеност на метеорологичната ветрова статистика е, че всички данни се отнасят за ветровото движение в точки с височина 10 метра над терена. Известно е, че характера на терена и топографският профил на местността (в непосредствена близост и на разстояния) влияят съществено на динамиката на въздушните потоци. При стационарен вятър, хоризонталната компонента на скоростта нараства във височина и зависи както от височината така и от неравностите (релефа) на земята и тяхната природа (море, ниви, застроeни зони). Измерванията на скоростта на вятъра се извършват на реперна височина 10 м, което налага екстраполиране на данните за мощността за височина Hx м, на която се поставят съвременни мощни ветрогенератори (Hx=50m най-често ). Има различни модели за определяне на скоростния профил. Степенният закон за разпределение на скоростта във височина има вида: H ϑ ( z ) = ϑ10 x H10 α (1.12) където : ϑ10 -скоростта на вятъра на реперна височина H10 ; α -степенен показател характеризиращ грапавостта на терена ( α = 0.08 ÷ 0.12 за равен терен (море,блата); ТУ Варна α = 0.13 ÷ 0.16 Дипломна работа за умерено равен (ниви, пасища); α = 0.20 ÷ 0.23 лист №14 за неравен (дървета,слабозастроени зони) ). В крайна сметка плътността на ветровата мощност, изчислявана във W / m2, e основната енергийна характеристика на вятъра. Тази мощност е резултантна величина не само от хоризонталната ветроскорост, но се влияе и от другите характеристики на вятъра и въздуха и се явява универсален енергиен показател за ветроенергетиката. Средната скорост на вятъра не трябва да се приема като единствена величина в изчисленията, а като преобладаващата за даден ветроскоростен интервал. Принос за ветровата мощност носят и всичики други скорости, които са различни от преобладаващата, в същия ветроскоростен диапазон. По-високите скорости от преобладаващата, допринасят много за увеличаването на ветровата мощност т.е. плътността на ветровата мощност (W / m2) се формира, както от поголемите от преобладаващите скорости, така и от по-малките. За плътноста на ветровата мощност на 50 метра е в сила следната зависимост: ρ w (50 m ) = 53α .ρw(10 m ) (1.13) Ветроусловията се оценяват в седем енергийни класа, които във възходящ ред показват прогресивно увеличение на плътността на ветровата мощност. Класификация на местата в зависимост от средногодишните скорост и плътност на мощноста на вятъра на 10 м и на 50 м над земната повърхност според Battelle Wind Energy Resource Atlas е показана на таблица 1. Таблица 1 Клас 10 метра според плътността Плътност, 2 на мощността W/m на вятъра 1 2 3 8.8 ветровата мощност е основната характеристика за оценка на ветроенергийния потенциал. До скоро се считаше, че технико-икономически рентабилни са места с клас 3 ( 300 ≤ ρ w ≤ 400 ) при 50 метра височина) или по-голям. Място с клас 3 съответства на средногодишна скорост на вятъра по-голяма от 6,4 m/s (при 50 м височина). Местата с клас 4 и повече са подходящи за създаване на големи ветроенергийни ферми (паркове). За създаване на големи, свързани към електропреносната мрежа, паркове за производство на ел. енергия се изисква годишна средна скорост на вятъра над 5 m/s. При скорости от 3 до 4 m/s на височината на оста на турбината е подходящо изграждане на самостоятелни (автономни) ВЕА. В последните години се оформя тенденцията да са експлоатират ВЕА изградени на места съответстващи на втори ветроклас. Причините за това са няколко: На първо място при изграждането на ветроенергийните обекти вече са на лице редица финансови и други стимули и преференции. В САЩ преференциите най-често се свеждат до данъчни редукции и изгодни кредити. В ЕС това са начални стимули (субсидии и грантове), субсидирани изкупни цени на екоенергията, зелени сертификати и други преференции, съгласно механизмите на протокола от Киота. Втората причина за използване на места с ветроенергийни условия понеблагоприятни от 4-ти ветроклас е, че цените на новите ветроагрегати паднаха няколко пъти за последните двадесетина години, а именно цените имат най-голяма тежест за всяка ветроенергийна инвестиция. Третата причина е в усъвършенстваните технологии при изграждане на съвременни ВЕА турбини, работещи с регулируеми променливостъпкови лопати, електрогенериращи системи с регулиране на скоростта на въртене, използване на ТУ Варна Дипломна работа лист №16 нови ефективни електромагнитни материали при генераторите им. Изграждането на всичко това позволява и на ветроместа от 2-ри клас да се получават ефективни инвестиционни резултати и с новозакупени турбини. Ветропреобразуващи устройства са тези с помоща на които енергията на ВП се преобразува в механична. Преди всичко това са различните видове ВТ- с хоризонтална ос (пропилерен тип) и вертикална ос („Дариус”, „Савониус”, „Жиромил” и друг тип ротор), не се използват и други усройства –дифузори, кофузори . Мощността на ВТ от пропелерен тип зависи от радиуса (R), аеродинамичният профил на перките и от относителното положение на ометаемата площ (S) във ветропотока, а много по слабо от броя на перките. Той обаче оказва силно влияние * върху бързоходността (Z) и относителният начален момент M 0 В зависимост от броя на лопатките и аеродинамичните характеристики на лопатките на пропелерните ветротурбини, последните имат различни обобщени аеродинамични характеристики (фиг. 1 .7). В практиката, ВТ от избрания тип са най-често двулопаткови и трилопаткови (бързоходни), като при тях са постигнати максимални коефициенти на използване ξ max = 0.45 ÷ 0.5 докато при бавноходните многолопаткови те са съответно ξ max = 0.3 ÷ 0.35 ТУ Варна Дипломна работа лист №17 фиг.1.7 Ако трябва да се характеризира ВТ с нейните основни входни и изходни величини, техният произход и характер, то в общия случай е в сила обобщението, показано на фиг.1.8[2]. фиг.1.8 В случая се имат предвид (освен въведените вече) следните означения: β ъгъл на завъртане на лопатките на ВТ;ψ — ъгъл на завъртане на сечението (S) на ТУ Варна Дипломна работа лист №18 ВТ; M вт = (ξ ) - моментът предаван от ВТ. Специфични параметри на лопатките са различните аеродинамични коефициенти ( caл, cωл,V , T ) При работа на ВТ със Z = const,(примерно при ξ max ) и зададен радиус R, честотата й на въртене, в съответствие с ωвт = Zϑ / R , ще нараства пропорционално на нарастването на скоростта на вятъра, с което бързо ще се увеличава и развиваната от ветротурбината мощност. Фиг.1.5 илюстрира степента на възможното превишаване на честотата на въртене и мощността на ВТ (в относителни величини) при работа в условията на ϑ > ϑn . Разтоварването на ВТ при произволна скорост на вятъра води до увеличаване на скоростта на въртене приблизително два пъти. Затова при много от ВЕА се използват сложни механични или хидравлични устройства за регулиране на ъгъла на завъртане на лопатките на ВТ, а също и различни механични устройства, които ограничават диапазона на изменение на честотата на въртене на ВТ и понякога обезпечават нейното постоянство. Чрез регулиране на ъгъла на завъртане на лопатките на ветротурбината може, в определени граници, оптимално да се използва енергията на ветровия поток. Налага се извода, че ветротурбината, като обект за управление, трябва да бъде снабдена с регулатор на скоростта на въртене. Наличието на такъв регулатор не предпазва обаче ВТ от претоварване по мощност (момент). От фиг.1.5 се вижда, че при работа на ВТ с постоянна честота на въртене, дори при проектната такава ω / ωn = 1 , с нарастване на скоростта на вятъра претоварването по мощност е значително. Поради това, в случаите, в които потребителят на енергия и генератора на ВЕА са способни да реализират мощност по-голяма от проектната, ВТ трябва да притежава и регулатор на мощност. Чрез използването на основните характеристики за ВТ могат да се построят механичните аеродинамични характеристики M вт = f (ωвт ) при ϑ = const (съгласно (1.4)). При различни скорости на вятъра ( ϑ1 > ϑ2 ... > ϑn ) се получава семейство аеродинамични характеристики от вида, показан на фиг.1.9. ТУ Варна Дипломна работа лист №19 Най-пълно използване на механичната енергия на ветропотока от ВТ, т.е. ξ = ξ max , се получава при работа с Z = Z H . Това теоретично съответства на „управлението” на режимите на работа на генератора куплиран към ВД по характеристика “1” (фиг. 1.9), на генератор, куплиран към ВД. В този случай генератора се оразмерява най-често спрямо максималната скорост на вятъра ϑmax , като при работа с по-ниски скорости той ще бъде в режим на недоизползване. Най-добро използване на генератора ще има, когато той работи с постоянен момент ,за който е оразмерен, независимо от скоростта на вятъра с характеристика '2'. В този случай трудно се осигуряват желаните стабилни изходни параметри, използвайки генератори. Друга възможност за управление, е работа на генератора с постоянна честота на въртене -характеристика '3'. На практика често се реализира управление съответстващо на '4' - целящо достигането на “1” с прилагането на '2' и '3' в дискретни участъци. В тези случаи трябва да се имат предвид конкретните условия на работа на ВЕА определени от допустимите претоварвания по скорост и мощност по отношение на ВТ, генератора и консуматора (ПЕ от фиг. 1.10). регулировъчните възможности на известните електрически фиг.1.9а ТУ Варна Дипломна работа лист №20 фиг.1.9б фиг.1.10 Целта на настоящата дипломна работа е да се изследват възможностите за разработване на специализирано информационно-измервателно устройсто (СИИУ) за оценка на характеристиките (скорост и посока) на вятъра – работещо в условията на автономно захранване и с възможност за дистанционно предавне на данни. Основното му предназначение е за извършване на предварителен мониторинг, при изграждането на ВЕА и ВЕП, и за централизиран контрол, (в диспечерски център), на въведени в експлоатация ветроенергийни съоръжения. Постигането на поставената цел изисква решаването на следните основни задачи: 1. Обзорно проучване на съществуващи аналогични СИИУ. ТУ Варна Дипломна работа лист №21 2. Избор на принцип на работа – относно измервателните (датчици) и информационните (обработка на данните) процеури . 3. Разработване на идеен проект на СИИУ. 1.3 Устройства и системи за оценка на ветровия потенциал. Ефективното прeобразуване и използуване на ветровата енергия изисква професионално проектиране. При определяне целесъобразността на изграждане на ветроенергийни агрегати (ВЕА), работещи самостоятелно или обединени във ветрови парк (ВЕП), задължително е да се оценят основните характеристики на ветровия поток чрез дългосрочни измервания. Всяка неточност, както при ветроенергийния одит, така и при избора на подходящи (ВЕА), може да доведе до 200 % надценяване на годишната електропроизводителност. Тази чувствителност, към точността на ветроенергийния одит и избора на съответния (ВЕА), се дължи на факта, че мощността на всяка вятърна турбина респективно на (ВЕА) зависи от скоростта на вятъра на трета степен (1.2). Затова е много важен предварителният избор на място за инсталиране на всяка (ВЕА), защото дори и над малък хълм, с височина спрямо околния терен около 50 метра, скоростта на вятъра на хълма е 2-2,5 пъти по-висока, отколкото в равнинен терен около него. Т.е. подценяването / надценяването на годищното електропроизводството на (ВЕА) в разглеждания случай може да бъде в граници от 8 до 14 пъти. Посоченото съотношение (1.11), между скоростите на вятъра на равен терен, в сравнение със скоростта му на възвишение над него, не е универсално, защото зависи от редица други фактори. Те са толкова много и разнообразни, че чрез всякакви ветромодели, дори и с помощта на най-прецизните от тях, трудно могат да се получат напълно правдоподобни резултати.Само специални ТУ Варна Дипломна работа лист №22 ветроизмервания на всяко конкретно място могат да дадат достоверна информация за ветроусловията (реално измерени данни и вярна ветроенергийна оценка). В България средната скорост на вятъра е по-ниска от тази в Гърция, Германия, Дания, Великобритания и други държави с развита ветроенергетика, въпреки че има много места с ветроусловия, сравними с тези в посочените държави. При проектиране на вятърни електроцентрали е нецелесъобразно да се разчита на ветрови данни от националната метереологична система. Съответните й измервателни станции са недостатъчен брой, измерванията не обхващат добре ветровите диапазони и данните най-често са неточни и могат да бъдат заблуждаващи. Ветроизмерванията за целите на прогнозиране на времето са много по-различни, от тези необходими за ветроенергетиката, където се анализират ветроенергийните характеристики на ветровия поток в пряка връзка с избора на ВЕА. Реално у нас не е имало и още няма необходимия ветроатлас, отговарящ на изискванията за проектиране и изграждане на ВЕА. По принцип, в българските географско-теренни условия, е сравнително трудно да се състави добър ветроатлас, поради разнообразния релеф, влиянието на морето, речните долини и редица други климатични фактори. Затова сега са необходими по-детайлни ветрови анализи и релефни данни за всяко конкретно място, потенциално определено за монтаж на ветротурбини, както и околния район, обхващащ 10-20 квадратни километри, за да се минимизират рисковете при инвестиции във вятърните електроцентрали. Не по-малко важно е да се изберат подходящи турбини за съответните конкретни ветроклиматични условия. Основен недостатък на всички хоризонтално осеви еднороторни турбини е, че те имат висока електропроизводителност при сравнително високи скорости на вятъра. Тяхната мощност спада до десетина пъти при ниски ветрови скорости. В Германия, която не е сред най-ветровитите страни, се произвежда най-много ветрова еленергия при средна скорост на вятъра около и под 5 м/с. Следва да се има предвид, че оптималните ветроскорости, за свързани към преносна мрежа еднороторни турбини, са най-често между 12 и 16 м/с. Много от тези турбини, при ТУ Варна Дипломна работа лист №23 скорости под 4 метра в секунда, изобщо не се включват. Най-често те се включват над 4 м/с, а се изключват при максимум 25-30 м/с, за да се предпазят от разрушаване. По-модерните турбини се включват и при скорости и под 4 м/с, а вертикално осевите турбини работят и при под 2 м/с, но те във всички ветрови диапазони имат около два пъти по-нисък коефициент на полезно действие от хоризонтално осевите. Увеличаването на мощността на турбините може да се постига чрез увеличаване на дължината на лопатите им (тя расте с квадрата на диаметъра на ротора, но пък с увеличаването на периферната скорост се увеличават и периферните загуби). Увеличените диаметри налагат монтирането на осите на роторите високо над терена - 50-70 и повече метра, което много утежнява и съответно оскъпява цялата конструкция, въпреки че във височина скоростта на вятъра е чувствително по-висока. За да се разбере детайлно енергийният характер на вятъра и да може в крайна сметка да се получи пълната обемна картина на движението на въздуха за точно определено място е необходими дългогодишни статистически измервания (ветромониторинг) на ветроданните, както за скоростта, така и за посоките на вятъра. За целта се използват специално конструирани уреди наречени „АНЕМОМЕТРИ ”. Анемометрите [5] измерват характеристиките на вятъра в мястото на монтиране на ветротурбините, което има решаващо значение за тяхната ефективна експлоатация. Чашковите анемометри измерват скоростта на вятъра използваики въртенето на панел, съставен от 3 или 4 полусверични или конични чашки закрепени в края на хоризонтални рамена,поставени на вертикална ос. Анемометъра на Байрам е разновидност на чашковия анемометър. Анемометърът с брояч има чашки или лопатки чиито обороти се отчитат от механичен брояч непосредсвено показващ скоростта на вятъра. Аеродинамичният анемометър (анемометър на Дайнс)е прибор с помоща на който скоростта на вятъра се определя по измерения динамичен напор – вятърът духащ в тръба създава налягане по-високо от статичното, а напускайки я налягането е по-ниско от статичното. Разликата от наляганията е пропорционална на квадрата на скоростта на вятъра. ТУ Варна Дипломна работа лист №24 Фирма Novalynx [10] произвежда и предлага широка гама от анемометри. Витловите анeмометри (фиг.1.11) от серията (200-2201 и 200-2206) на фирма Novalynx [10] са проектирани за работа със силни ветрове, както на сушата така и в морска среда. Четирите въртящи се чувствителни витла са направени от противоудърна пластмаса за да издържат на силата на вятъра. Тялото на сензора е Фиг1.11 направено от алуминий и много здрава пластмаса. Витлата са свързани с четири полюсен АС генератор който индуцира напреженов сигнал пропорционален на скоростта на вятъра. Генераторът е безчетков, което гарантира надеждна експлоатация и при ниски температури. Сензорът за скорост има 350 мм диаметър и работи с обхват от 0 до 90 м/с. Изходният му сигнал е 20 V AC 84 Hz, започва да измерва при 0.7 м/с.(прага на чувствителност ). Посоката се измерва с отместването на аеродинамичното тяло, приравнено с хоризонталната посока на вятъра. Сензорът е свързан директно към устройство индуциращо изходен сигнал пропорционален на хоризонталния ъгъл на вятъра. Устройството индуциращо напреженов сигнал има 5 кΩ потенциометър. Датчикът за посока има обхват на измерване от 0 до 360 градуса при температура в граници от консумация от 0.1 VA. -50° до +60° C , като датчика за скорост се самозахранва, а датчика за посока има Чашковите анемометри (фиг.1.12) (200-WS-02) са Фиг.1.12 предназначени за измерване на посока и скорост на вятъра, като датчика за измерване на скорост ТУ Варна Дипломна работа лист №25 е направен от 3 чашки. Комбинацията на части от термопластмаса, алуминий и специална стомана гарантира надеждноста на работа дори и в тежки условия. Тези сензори са евтини и лесни за монтаж. Сензорът за посока и скорост 200-WS-02 е комбинация от 2 сензора 200-WS-01 (скоростен датчик) и 200-WS-04 (датчик за посока). 200-WS-01 има обхват на работа от 0 до 99 м/с, а точноста на измерване е ± 3%. Прагът на чувствителност е 0.8м/с. Анемометърът генерира серия от пулсации честотата на които е пропорцоинална на скоростта на вятъра. Посоката се измерва с прецизен потенциометър закрепен на оста на датчика за посока. С постоянно възбуждащо напрежение по-малко от 15 V , изходът е пропорционален на ъгъла на завъртане. Датчикът за посока на вятъра има точност на измерване ± 3% и праг на чувствителност 1.2 м/с, а обхвата е от 0° до +360°. 200-7000 WindSonic е ново поколение ултразвуков анемометър на фирма „NovaLynx” изключително [10] (фиг. 1.13). Той е няма направен нужда с от здрава конструкция, калиброване или от скъпа подръжка, като позволява лесно да се получава желаната информация. Подсигурявайки точност и надеждност, WindSonic автоматично изпраща Фиг.1.13 код на състоянието си до всеки изход. Уредът поддържа NMEA и RS232 интерфейси за връзка с компютър. Прагът на чувствителнст е много нисък 0.01 м/с, не се изискава подръжка или калиброване. Той може да измерва посока и скорост на вятъра, а също така и слънчевата радиация. WindSonic може да е с 1,2 или 4 изхода, обхватът му за скорост е от 0 до 60 м/с при точност ± 4% . Посоката се измерва от 0° до 360° (без мъртва зона) при точнст ± 3% . Работната температура варира в границите от -35° до +70° C . Препоръчителната дължина на проводниците при RS232 е 6.5 м , а при RS422/485 е 1 км. ТУ Варна Дипломна работа лист №26 200-81000 Ultrasinic е неподвижен три-измерен анемометър на фирма „NovaLynx”[10]фиг.1.14.Дву-измервателните анемометри срещайки нуждата от икономия пренебрегват важната вертикална ветрова компонента. Анемометърът прави фиг.1.14 измерванията си спрямо времето на продължителност на преминаване на ултразвукови акустични сигнали. От скоростта на звука се получава и звуковата температура. Скоростта на вятъра и звуковата температура са коригирани за кръстосани ветрови ефекти. Измерваната информация е достъпна като изходни напреженови сигнали или като серийни изходи използвайки RS232/RS485 интерфейси. Цялата информация се записва в енерго независима памет. Сензорът е изграден от много здрава конструкция включвайки 3 противоположни чифта ултразвукови датчици обезпечени със неръждаема стомана. Бързата 160 Hz честота осигурява по-добра измервателна резолюция. Монтира се на стандартна (1 инч) тръба. Уредът работи в температурни граници от -50° до +50° C. Скоростта на вятъра се измерва в граници от 0 до 40 м/с с резолюция и праг на чувствителност 0.01 м/с. Посоката на вятъра е в граници от 0° до 360°, а вертикалната компонента се измерва в граници ± 60°, с разделителна способност от 0.1°. Скоростта на звука варира от 30 до 360 м/с с резолюция от 0.01 м/с. За звуковата температура обхвата е от от 4000 mV) . За нуждите на метеорологичните изследвания са разработени различни системи [1] измерващи не само скоростта и посоката на вятъра, но и барометрично въздушно налягане, температура,относителна влажност на въздуха и количество валежи .Пример за такава разработка е безжичната метеорологична станция WMR928N. Тя функционално е оборудвана с радиочасовник подсигуряващ дата и ежедневна аларма, осигурява прогноза за времето в радиус от 50 до 100 км, -50° до +50° C. Моделът изисква захранващо напрежение от 12 до 30 Vdc, 4 W и има 4 напреженови изхода (от 0 до ТУ Варна Дипломна работа лист №27 метеорологична аларма, памет за измерените максимални и минимални стойности, има просто обслужване чрез чувствителни към допир сензори и интерфейс RS232C за връзка към персонален компютър. Стандартната версия е обурудвана със приемник (WMR928N), анемометър(918918N), термохигрометър(THGR918N),уред за измерване количеството на валежите (PCR918N) и мрежов адаптер 12V (BTHR918N). Станцията WMR928N позволява радиовръзка между свойте компоненти на честота 433 MHz, така че няма нужда от кабелни съединения между тях. Обхвата на предаване е около 10 метра (на открито). Друга такава безжична професионална метеорологична станция [6] е WS 2305. Тя измерва посока и скорост на вятъра , въздушно налягане, температура, относителна влажност на въздуха и количество валежи. Приеманите данни непрекъснато се актуализират с цел показване на актуална метеорологична информация върху течнокристалния дисплей на базовата станция.Термохидодатчикът е ключов елемент тъй като захранва другите елементи с ток и отговаря за трансфера на данни с базовата станция. Термохидодатчикът подържа безжично предаване на данни чрез радио сигнали на честота 433 MHz на 25 метра (на открито) или по кабел. WS 2305 позволява прехвърлянето на компютър до 175 пълни записи от метеорологични данни, записани от базовата станция. Температурния обхват на станцията е от -9.9◦С до + 59.9◦С,при разделителна способност за температурата от 0.1◦С. Обхвата на относителната влажност на въздуха е от 20% до 95% , а обхвата на количеството на валежите е от 0 до 999.9 мм (за 1 или 24 часа) или от 0 до 2499мм (общо количество) при разделителна способност 1мм . Скоросста на вятъра се измерва в граници от 0 до 180 км/час или от 0 до 50 м/с, при разделителна способност 0.1 м/с. Посоката на вятъра се определя с графична разделителна способност 22.5◦ . Стойностите за въздушното налягане са от 300 hPa до 1099 hPa, при разделителна способност от 0.1 hPa . Обработката на данните става посредством специялно разработен софтуер „Heavy Weather”.Стандартната версия е обурудвана със базова станция, мрежов адаптер 230 V AC/DC, Термохидродатчик, Анемометър, Датчик за валежите, Софтуер Heavy Weather . ТУ Варна Дипломна работа лист №28 Подобна разработка е безжична професионална метеорологична станция WS 3600 [7]. Стандартната версия е обурудвана с базова станция, мрежов адаптер 230 V AC/DC, термохидродатчик(предавател на 433 MHz ), анемометър, датчик за валежите,софтуерен пакет “Heavy Weather pro 3600”. Базовият апарат разполага с енергонезависима полупроводникова памет (тип EEPROM), в която автоматично се запаметяват до 1750 пълни записа на метеорологични данни със съответните дата и час. При запълване на паметта най-старите записи се подменят с новопостъпилите. Свързването на базовата станция с компютър става чрез кабел и СОМ-портове чрез софтуерния модул „Web Publisher” актуалните метеорологични данни могат да се включат в състава на уеб-страници. Термохидродатчикът има обхват на радиосигнала (433 MHz ) до 100 метра. За станцията температурния обхват е от -40◦С до + 59.9◦С, при разделителна способност за температурата от 0.1◦С, за относителната влажност обхвата е от 1% до 99% при разделителна способност 1%. Обхвата на количеството на валежите е от 0 до 999.9 мм (за 1 или 24 часа). измерваната скорост на вятъра е от 0 до 180 км/час или от 0 до 50 м/с,при разделителна способност 0.1 м/с. Посоката на вятъра се определя с графична разделителна способност 22.5◦. Обхватът на въздушното налягане е от 300 hPa до 1099 hPa, при разделителна способност от 0.1 hPa . Подобна разработка се предлага на българския пазар от фирма „Еко Енерджи България” [8]. Станциите предлагани от фирмата са Wind 1 и Wind 2 и служат за статистически измервания на параметрите на въздуха с цел локализиране на подходящи места за инсталиране на ветрови генератори. Продукта е оборудван с микропроцесорна система, анемометър за измерване на скоростта на вятъра, указател на посока, температурен сензор, кутия, акумулатор и захранващо-зарядно устройство, софтуер за обработка на данни от периферните устройства и за пренос на данни към PC. Микропроцесорната система управлява периферните устройства, съхранява получените данни и ги трансферира към компютър за обработка и анализ посредством RS 232 интерфейс. Получените от периферните устройства данни се индицират и обработват като на всеки 10 мин се записват в паметта. Обемът на паметта позволява да се съхраняват данните от измервания за ТУ Варна Дипломна работа лист №29 период от 6 месеца. Анемометърът е чашков изграден от 3 полусфери на 120 градуса една от друга с обхват на измерване от 0.5 до 24.5 м/с. Захранването му е 5 V DC, а подгряването 12 V AC. Сензорът за измерване на посоката на вятъра е конструиран на базата на един безконечен прецизен потенциометър с линейност по-добра от 0,25% на фирмата “BURNS”.С електронно регулираното подгряване се осигурява нормална експлоатация при минусови температури. Указателят на посоката на вятъра има обхват от 0 до 360 градуса, консумацията му е 5 μА, а напрежението за подгряване е 12 V AC. Температурният сензор е конструиран на базата на температурен сензор на фирмата "Dalas", с обхват от -30 до +125 градуса. Цялата станция има степен на защита IP55. Друг сериозен пройзводител на анемометри е американската фирма “NRG Systems” [9] Чашковите анемометри от предлаганите сериите от SW40 до SW200(фиг.1.15)са специално проектирани и произведени от корозио-устойчиви материали за използване в по сурови условия. Сигнала от тези анемометри може да бъде избиран: аналогов или цифров.Възможна е и настройка на аналоговото ниво в границите от 0.5 до 3 волта и промяна чрез множител на импулсите.Това е тяхно предимство,тъй като могат да се използват като модули за замяна на повредени части от измервателни системи. Те фиг.1.15 имат обхват на работа от 0 до 45 м/с, а точноста на измерване е ± 2%. Могат да се използват за регистриране на по слаби ветрове благодарение на ниския праг на чувствителност който е 0.38м/с.Температурния диапазон на работа е в границите от -40 до +75°C.Фирмата производител препоръчва комплектовката на анемометрите с с датчици за посока от серията 200Е който са от следния вид(фиг.1.16): ТУ Варна Дипломна работа лист №30 фиг.1.16 Те са изработени от доста лека сплав устойчива на UV лъчи .Чувствителността е 1 m/s радиус на действие 360°.“NRG Systems” дава 5 години гаранция на своите продукти. Същия производител предлага на пазара устройство “Symphonie iPack for GSM (international)(Item 3164)” проектирано да бъде използвано на места където има GSM покритие, и предава информация до потребителя „безжично”. iPack устройството за GSM съдържа акумулаторна батерия, автономна соларна зареждаща система, специален мобилен телефон, антена, модем и интернет процесор, който позволява на съхраняващото данни устройство „Symphonie NRG Logger” да се свързва с интернет посредством GSM мрежата ,и да предава информацията като прикачен файл на електронна поща до всяка желана електронна поща в интернет. Зареждащата батериите система е проектирана да използва 5 [W] външен слънчев колектор. Добрата конфигурация запазва батерията продължително време работоспособна, осигуряваща надеждното събиране и изпращане на данни. Специална SIM карта, подържаща пренос на данни, трябва да бъде поставена в GSM iPack устройството преди да бъде монтирано.”Symphonie NRG Logger” устройството има ниска консумация на ел.енергия. Процесорът съдържащ се в него управлява системата за събиране на информация, специално проектирана за нуждите на ветроенергийната индустрия. Към събиращото информация устройство могат да се свържат 12 сензора (датчика), поради наличието на 6 броячни входа и 6 аналогови. Устройството си има фиксирани интервали на сработване от 10 мин., като на всеки кръгъл час данните се записват на мултимедийна карта (MMC). “NRG Systems” ТУ Варна Дипломна работа лист №31 за Индустриален лидер в проектирането и производството на системи на пазара асортименти е „200-0300 Wind Sentry”. метеорологични цели е американската фирма NovaLynx [10].Един от предлаганите Той съдържа анемометър и сензор за определяне посоката на вятъра. Тези сензори са професионални и подходящи за широк кръг от измервателни дейности. Сензорите са с просто устройство и са изградени от специална термопластмаса устойчива на корозия. Анемометърът има 3 полусферични пластмасови чашки,при завъртането на които се индуцира синусоидален напреженов сигнал(АС) пропорционален на скоростта на вятъра. Напреженовият сигнал е индуциран в намотка от дву-полюсен магнит монтиран на оста на анемометъра. Всяка синусоидална пулсация отговаря на пълно завъртане. Една пулсация с честота 30 Hz e равна на скорост на вятъра 22.8 м/с. Анемометърът има обхват от 0 до 50 м/с, подържайки порив на вятъра до 60м/с. Сензорът за позицията (посоката) предава информацията чрез 10 кΩ прецизен потенциометър. Изходният сигнал е аналогово напрежение директно пропорционално на ъгъла на завъртане. Указателят на посоката на вятъра има обхват от 0 до 360 градуса. Като гаранция фирмата дава 20 000 000 завътрания. Пластмасовата плоскост е закрепена на алуминиева ос, на която в противоположния край се намира потенциометъра. Препоръчителното захранващо потенциометъра напрежение е от 5 до 15 V DC. Сензорите използват от 12 до 30 V DC (нерегулирано). Stylitis-41 [11] е професионална метеорологична станция на фирма „SIMMETRON” оборудвана със събиращо информация устройство “Data Logger” и GSM модем или мултимедийна карта (PCMCIA) ,с големина от 256к до 2 МВ, за съхраняване на данни. Събиращото и съхраняващото устройство има 3 броячни и 4 аналогови входа. В зависимост от сензорите станцията измерва посока и скорост на вятъра, а също така и енергийните криви на ВЕА. Системата е съвместима за всички видове анемометри и уреди за измерване на посоката на вятъра. Измерват се още температура, влажност и налягане на въздуха,а също така има опция да бъдат измервани и слънчева радиация, ниво на валежите, скорост на водата и др. Ако се използва само PCMCIA картата за съхраняване, станцията подържа RS-232 ТУ Варна Дипломна работа лист №32 интерфеис за връзка с компютър. Информацията се натрупва и компресира в голям вътрешен буфер 512 KB, а мултимедийната карта, поставена в слота, изисква запис на информацията. Така дори и при изваждане на картата процеса не се прекъсва и системата работи устойчиво. Обработката на данните става посредством специален софтуер предлаган в пакет със станцията. Data Logger устройството работи с +5V DC захранващо напрежение. Системата стандартно е оборудвана с 2 алкални батерий от 9 V , подържащи работата на 2 сензора, сработващи на 10 мин., в продължение на 2 месеца. Научно-изследователският център на ТУ-Варна е разработил метеосистема (МС) „Енергия-Природа-Балкан”, тя е предназначена за лабораторни измервания на параметрите на слънцето,вятъра и околната среда. С МС се измерват стойностите на пълна слънчева радиация, скорост и посока на вятъра, температура, относителна влажност и атмосферно налягане. За системата е разработен приложен софтуер, с помощта на който се регистрират и съхраняват измерените параметри в персонален компютър, което дава възможност за организиране на измерванията в база данни. Микропроцесорната система е разработена на базата на микроконтролер РIС16F877, производство на фирмата МIСRОСНIР. Системата е с 6 аналогови входа и един цифров двупосочен порт, с възможност за директно предаване на данните към персонален компютър. Системата работи при температура на околната среда от -30◦С до + 40◦С при относителна влажност на въздуха от 20% до 100%. Устройството се захранва от електрическата мрежа с напрежение 220V (+5%, -10%) и с честота 50Hz ( ±2.5 Hz). При външни - променливи и постоянни - магнитни полета, с индукция В