Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высщего профессионального образования «волгоградский государственный аграрный университет» удк 536 Утверждаю № госрегистрации Ректор фгбоу впо волгау

4.5. Принципы комбинированного использования возобновляемых источников энергии Основной задачей комбинированных автономных систем электроснабжения, использующих ВИЭ, как и любой другой системы электроснабжения, является качественное и бесперебойное обеспечение потребителей электрической энергией. Однако системам на основе ВИЭ свойственен ряд отличительных особенностей, обусловленных, в первую очередь, их первичными источниками энергии. Проектирование системы электроснабжения начинается с определения электрических нагрузок потребителя, в основе которых лежат графики потребления. Они дают наглядное представление о характере изменения электрических нагрузок во времени. Согласно графикам нагрузок определяется требуемая выходная мощность и потребление электрической энергии за определенный интервал времени [81]. Такая особенность ВИЭ, как постоянство их ресурсов за длительный период времени, позволяет реализовать на их основе электроснабжение потребителя, т.е. энергоустановки, использующие ВИЭ, способны обеспечить равенство энергетического баланса за весь срок эксплуатации систем электроснабжения, использующих ВИЭ: (4.32) где – выработка электрической энергии n-ой энергоустановкой на основе ВИЭ за рассматриваемый период эксплуатации , кВт·ч; – объем электрической энергии, определяемый нуждами потребителя, за рассматриваемый период эксплуатации , кВт·ч; – объем электрической энергии, определяемый собственными нуждами комбинированной системы, за рассматриваемый период эксплуатации , кВт·ч; – объем электрической энергии, определяемый потерями в k-ом элементе системы электроснабжения, за рассматриваемый период эксплуатации , кВт·ч. Однако в отличие от традиционного электроснабжения в комбинированных системах электроснабжения, использующих ВИЭ, не все генераторы способны выходить на номинальную мощность в любой момент времени. Это происходит из-за непостоянства энергетического потока во времени некоторых ВИЭ, таким образом, подобные энергоустановки являются «неуправляемыми». Следовательно, за короткие интервалы времени равенство (4.32) зачастую не выполняется. Необходимо же, чтобы равенство энергетического баланса выполнялось в любой момент времени t расчетного срока , что влечет за собой использование дополнительного оборудования – накопителя, как элемента, компенсирующего неравномерности между генерацией и потреблением электроэнергии путем ее накопления в периоды избытка и ее выработки в моменты дефицита. Таким образом, при выборе оборудования для комбинированной системы автономного электроснабжения на основе ВИЭ равенство энергетического баланса с учетом накопителя энергии должно быть обеспечено как за длительные, так и короткие периоды времени [81]. При формировании комбинированных систем автономного электроснабжения на основе ВИЭ в связи с территориальной неравномерностью распределения ВИЭ необходимо также учитывать расположение потребителя. Целесообразность и масштабы использования возобновляемых источников на данной местности определяются, в первую очередь, их экономической эффективностью, а зачастую и конкурентоспособностью с традиционными энергетическими технологиями. При этом наличие на рассматриваемой территории ВИЭ, характеризуемых постоянством потока энергии достаточной мощности для компенсации возможных неравномерностей, позволяет избежать использования накопителей большой емкости. Универсальной комбинированной системой является энергоустановка, использующая как минимум два повсеместно доступных возобновляемых источника энергии: солнце и ветер. Это позволяет создавать общедоступные системы автономного электроснабжения. Ограничений по мощности для установок на основе энергии солнца и ветра при электроснабжении автономных потребителей практически нет. Увеличивая рабочие площади таких установок, можно получить любые необходимые для электроснабжения мощности. Все определяется экономической эффективностью и конкретными условиями объекта. В подобных системах, как правило, электрическая энергия в связи с использованием в качестве накопителей АБ или водородного накопителя запасается в виде постоянного тока, что оказывает свое влияние на схемные варианты построения систем и приводит к использованию выпрямителей и инверторов. Выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный, инвертор – постоянный в переменный. Подобная ситуация возникает и при эксплуатации полупроводниковых фотоэлектрических установок, поскольку они генерируют электрическую энергию постоянного тока. Применение схожего технического решения обоснованно и для установок, использующих энергию ветра, потому что ветроагрегаты, вырабатывающие переменный ток, из-за непостоянства потока энергии ветра генерируют энергию ненадлежащего качества. В последнее время с целью повышения эффективности установок на основе ВИЭ активно используются специализированные элементы силовой электроники. Среди них так называемые устройства отбора мощности и устройства коррекции коэффициента мощности. Устройства отбора мощности изменяют свое внутреннее сопротивление так, чтобы согласовать его с внутренним сопротивлением генератора и отобрать от него максимум мощности. Устройства коррекции коэффициента мощности осуществляют активную коррекцию коэффициента мощности, приближая формы переменного тока на входе конвертора к форме напряжения на нем и достигая, тем самым, коэффициента мощности, близкого к 1. Коррекция предотвращает искажение тока (паразитные токи) во входной цепи и уменьшает потери, вызванные сдвигом фаз тока и напряжения. Эти элементы силовой электроники представляют собой сложные программно-аппаратные комплексы – преобразователи, работающие по специальному алгоритму. Самым распространенным способом бесперебойного электроснабжения потребителей при использовании энергоустановок на основе ВИЭ является применение в качестве резервного источника дизельных или бензиновых генераторов. Эта мера, безусловно, является самой надежной для гарантированного обеспечения электрической энергией автономного потребителя. Однако эксплуатация гибридных систем, наиболее распространенными из которых являются дизель-ветровые и дизель-фотоэлектрические автономные энергоустановки, сопряжена с затратами на периодический завоз топлива и обслуживание. Негативными факторами использования таких установок являются выбросы продуктов сгорания в окружающую среду и шум. Комбинированная система автономного электроснабжения на основе ВИЭ представляет собой сложную систему, образованную совокупностью различных технических устройств, для корректной и эффективной работы которых необходимо постоянное управление и контроль. Поэтому основой всех современных комбинированных систем является система автоматического управления и контроля. Таким образом, помимо ранее рассмотренного оборудования для преобразования ВИЭ комбинированные системы включают следующие устройства: - накопитель электрической энергии; - устройства силовой электроники; - система автоматического управления и контроля.

Похожие:

	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение...
	Методика обучения информатике специалистов естественнонаучного направления Минобрнауки россии федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Волгоградский...		Реферат по дисциплине “Основы математической обработки информации” на тему: Отрасли статистики Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Волгоградский государственный...
	Ставропольский государственный аграрный университет утверждаю Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «орловский государственный...
	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования