Презентація на тему:
Досвід впровадження гібридних вітросонячних систем енергопостачання

Досвід впровадження гібридних вітросонячних систем енергопостачання Фаворський Ю.П. ІВЕ НАНУ ПП “ АВАНТЕ “

Доказ доцільністі використання сонячно- та вітроенергетичних ресурсів як цілісного відновлюваного джерела, диференційованого за територією, навантаженням споживачів, перетворенням та акумулюванням енергії. Об'єкт дослідження – Взаємозвязок окремих компонентів системи електропостачання Мета – Вітросонячна система для резервного електропостачання Предмет дослідження – Результати аналітичного узагальнення електропостачання Спільний розгляд генерування,перетворення ,акумулювання та споживання енергії, Моделі оптимізації складу гібридних вітросонячних систем. Основні положення -

W. Kleinkauf, B. Burger, G.Cramer Berlin, Germany, 2000

Схема енергосистеми

Енергетичний баланс Wген ≥ η · Wcп Wген – енергія згенерована ВДЕ, кВт*год Wcп – енергія спожита, кВт*год, за проміжок часу t η – к.к.д. енергосистеми

СКЛАД СИСТЕМИ ОСНОВНІ ЗАДАЧІ ДЖЕРЕЛА ЕНЕРГІЇ ПЕРЕТВОРЕННЯ РОЗПОДІЛЕННЯ БЛОКИ КОМУТАЦІЇ УПРАВЛІННЯ АКУМУЛЮВАННЯ вітер СОНЦЕ НАВАНТАЖЕННЯ СПОЖИВАЧА ЦІЛЬ -ЗМЕНЬШЕННЯ ЦІНИ кВт*год ! ЗБІЛЬШЕННЕ БЕСПЕРЕБІЙНЕ ЯКІСНЕ ЕФЕКТИВНЕ ГЕНЕРУВАННЯ ПЕРЕТВОРЕННЯ ЕНЕРГОЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

Створення системи вимагає відповіді на питання 1. Яке співвідношення сонячних модулів і вітрових установок в заданих кліматичних регіонах? 2.Яким має бути поєднання сонячного та вітрового устаткування для найбільш ефективного забезпечення графіку навантаження споживача та мінімізації сумарної вартості обладнання? 3.Яке співвідношення між генеруванням та аккумулюванням?

ЕНЕРГЕТИЧНИЙ ПОТЕНЦІАЛ ВІТРУ

ЗМІНА ШВИДКОСТІ ВІТРУ Швидкість вітру ВЕУ

Розподіл швидкості вітру

Синтезовані щогодинні дані у DMap форматі для середньомісячних даних 5,4 м/с.

Типова крива потужності

КРИВІ ПОТУЖНОСТІ

Виробіток електроенергії,кВт*год Січень Лютий Берез. Квітень Трав. Червень Лип. Серп. Верес. Жовт. Листоп. Груд. 160 172 149 117 94 73 61 54 68 84 136 148

Відображення добової сонячої радіації у програмі моделювання

Графік річного виробітку енергії за умови автоматичного стеження за Сонцем

Графік навантажень споживача

Споживачі Автономні енергосистеми, залежно від потужності (кВт), можуть класифікуватися: 20 – малі села, великі фермерські господарства 10-20 – невеликі фермерські господарства,АЗС 6-10 – кафе,магазини 3-6 – середні приватні будинки 1-3 – невеликі середньостатистичні приватні будинки 0,2-1 – приміські дачі. Проведені дослідження ринку сонячно- та вітроенергетичного обладнання в Україні показують, що потенційні споживачі розраховують використовувати смстеми для таких потреб: забезпечення живлення виробничого та побутового обладнання електричним струмом, нагрівання води та опалення, на сільськогосподарські роботи, освітлення, зарядження акумуляторів…

Порівняльний ряд ВЕУ

Переваги автономних ВЕУ Можуть використовуватися в місцях без централізованого електропостачання. Альтернатива неякісному і нестабільному наявниму централізованому електропостачанню Зручні для окремих господарств,фермерів, приватних будинків та дач, особливо у віддалених районах. Порівняно дешева електроенергія (разові витрати ідуть на купівлю вітроустановки та іншого обладнання, а також установку).

Переваги автономних ВЕУ Базове електропостачання. Резервне електропостачання Покриття пікових навантажень. Забезпечення більш високого рівня надійності електропостачання і якості електроенергії. Компенсація недостатній пропускній спроможності ліній електропередач або розподільних систем. Генерація допоміжної потужності.

Недоліки встановлення ВЕУ в Україні практично немає серійного випуску малих вітроустановок (це зумовлює імпорт та відповідно збільшення ціни). відсутність державного стимулювання СПОЖИВАЧІВ та виробників. низька купівельна спроможність споживачів. відсутність ДОСТОВІРНОЇ інформації більшість потенційних споживачів просто не знає про переваги автономних ВЕУ ПЕРЕБІЛЬШЕННЯ можливостей ,особливо, генерування нерівномірність та непостійність вітру

Системи енергопостачання з ВДЕ має багато властивостей нестаціонарних систем, пов'язаних з розподіленістю структури, багатовимірністю і невизначеністю параметрів, що формують стан і умови функціонування системи характеризуються низкою ознак і властивостей, що відображають взаємодію компонентів із зовнішніми і внутрішніми зв'язками, значна частка яких не точно піддається грошовому і кількісному визначенням. є багатоцільовими за своєю природою, а їхня оптимізація повинна проводитися за сукупністю критеріїв ефективності. Тому застосовуються імовірнісні методи. Однак параметри систем енергопостачання не мають фіксованих значень і не носять імовірнісних описів (зміна навантажень,, втрати споживачів). Це дозволяє частково розкрити невизначеність на основі досвіду, знання і інтуїції кваліфікованих фахівців.

Методи дослідження: Теоретичне моделювання. Логіко-індуктивний метод. Порівняльний аналіз. Математичний аналіз. Технічне моделювання.

Моделі вітрового потоку Осереднення за годиною і простором Зміна швидкості вітру по висоті Турбулентна модель

ВПЛИВ ПЕРЕШКОД

Вплив перешкод на просторовий розподіл швидкості вітру

ПЕРША ОПТИМІЗАЦІЙНА МОДЕЛЬ СТАБІЛІЗАЦІЇ ВИКОРИСТАННЯ КОМПЛЕКСНОГО ГЕЛІО-ВІТРОЕНЕРГЕТИЧНОГО РЕСУРСУ Перша оптимізаційна модель побудована за умови, що річний розрахунковий виробіток енергії сонячними батареями та вітроустановкою мають приблизно дорівнювати один одному. 12

МОДЕЛЬ СТАБІЛІЗАЦІЇ ВИКОРИСТАННЯ КОМПЛЕКСНОГО ГЕЛІО-ВІТРОЕНЕРГЕТИЧНОГО РЕСУРСУ Кафедра географічного моніторингу та охорони природи ХНУім. В. Н. Каразіна

ДАНІ ФУНКЦІОНУВАННЯ ГІБРИДНОЇ ГЕЛІО-ВІТРОЕНЕРГЕТИЧНОЇ СИСТЕМИ ТИПИ СПІВВІДНОШЕНЬ ГЕЛІО-ВІТРОЕНЕРГЕТИЧНИХ РЕСУРСІВ 1 ТИП (ГЕР+ВЕР) 2 ТИП (ГЕР) 3 ТИП (ВЕР) 4 ТИП (-) * ГЕР – геліоенергетичні ресурси; ВЕР – вітроенергетичні ресурси

ТИПОВІ ПОБУТОВІ ПОТУЖНОСТІ НАВАНТАЖЕННЯ ТА СПОЖИВАННЯ (с.Хотянівка,Вишгородський р-н,Київська обл.,03.2007)

Зима Лiто Графік навантажень типового споживача

% ФУНКЦІЯ РОЗПОДІЛУ ПОТУЖНОСТ ТИПОВОГО СПОЖИВАЧА N% = f (PОК ) Вт

CPU – процесор; ВГ – вітрогенератор; ВР – вхідний регулятор ВГ; I1 – датчик струму Вітрогенератора; АБ - акумуляторна батарея; U – датчик напруги на АБ; Т1 - датчик температури АБ; І/ЗП - пристрій, що працює в режимі інвертора, або в режимі зарядного пристрою ; I2 – датчик струму інвертора/зарядного пристрою; РКІ - рідкокристалічний індикатор; 2- для підключення основного навантаження 220В ПУ - пульт управління; Р1 - реле, перемикає навантаження або від мережі, або від інвертора; Р2 – реле, що комутує додатковий вихід; 3 - для підключення до мережі 220В; Т2 - датчик температури радіатора; ПКС - пристрій контролю мережі

Результат вимірювання параметрів ВГ та ФБ Виробіток енергії (кВт*г) : ВГ -1,83 ФМ -0,87

Варіанти оптимізації результатів резервного енергопостачання

Згенерований виробіток та потужність АС фотоперетворювачів встановленої потужності 6 кВт

Основні функції енергосистеми СПОЖИВАННЯ ПЕРЕТВОРЕННЯ

Алгоритм вибору оптимальної системи за критерієм мінімальної вартості.

Моделювання двома циклічними процесамми, погодинно з результатом рівня заряду АБ на кінець доби з повторюванністю для кожного дня року.

Програмне забезпечення та дані Технологічні моделі з використанням відновлюваної енергії Дані про продукцію від різних постачальників обладнання Метеорологичні дані різних територій наземних станцій моніторингу метеорологичні дані з супутників НАСА

Використання додаткових програм моделювання Додатки GIS інтерфейс заснований на карті Трьох застосувань: GsT,RPM,GIS Web застосування www.fullspectrumenergy.com ViPOR (www.nrel.gov/vipor) Моделює ,проектує мінімережі

DView (www.mistaya.ca/dview) ГРАФІЧНА ПРОГРАМА АНАЛІЗУ ПОГОДИННИХ ДАНИХ Windographer (www.mistaya.ca/windographer) ГРАФІЧНА ПРОГРАМА АНАЛІЗУ ТА СИНТЕЗУ ПАРАМЕТРІВ ВІТРОВОГО ПОТОКУ

Приклад діяльности компанії «Аванте» *в том числі системи: 1) - автономні– 20%; 2) -з одним джерелом енергії - 85%; - резервні – 80%; -з двома джерелами енергії – 15%; - з трьома джерелами енергії – менше 1%. “Інвест газета”,2008.

Характеристики I-V та P-V фотомодуля

Характеристика відбору потужності за максимально можливих умов

ПП «АВАНТЕ» 04060 м.Київ, вул.Щусева 18/14, оф.2 тел. 453-86-87, 453-87-56 , 495-21-83, 495-21-84 www.avante.com.ua е-mail:avante@svitonline.com ІВЕ НАНУ 02094 м.Київ, вул.Червоногвардійська 20-а тел. 206-28-09, 578-22-97 www.іve.org.ua favor_wind@yahoo.com Дякую за увагу! Питання?