Автономная энергосистема

Автономная система электроснабжения ( SAPS или SPS ), также известная как электроснабжение удаленных территорий ( RAPS ), представляет собой автономную систему электроснабжения для мест, которые не оснащены системой распределения электроэнергии . Типичные SAPS включают один или несколько методов производства электроэнергии , хранения энергии и регулирования.

Электричество обычно вырабатывается одним или несколькими из следующих методов:

Фотоэлектрическая система с использованием солнечных батарей
Ветряная турбина
Геотермальный источник
Микрокомбинированное тепло и электроэнергия
Микро ГЭС
Дизельный или биотопливный генератор
Термоэлектрический генератор (ТЭГ)

Хранилище обычно реализуется в виде аккумуляторной батареи , но существуют и другие решения, включая топливные элементы . Мощность, получаемая непосредственно от батареи, представляет собой постоянный ток сверхнизкого напряжения (DC ELV), который используется, в частности, для освещения, а также для приборов постоянного тока. Инвертор . используется для генерации переменного тока низкого напряжения , с которым можно использовать более типичные приборы

Автономные фотоэлектрические энергосистемы не зависят от энергосистемы и могут использовать только солнечные панели или могут использоваться в сочетании с дизельным генератором, ветряной турбиной или батареями. ^[1]^[2]

Типы

Два типа автономных фотоэлектрических энергосистем — это система с прямой связью без батарей и автономная система с батареями.

Система с прямой связью

Базовая модель системы с прямым соединением состоит из солнечной панели, подключенной непосредственно к нагрузке постоянного тока. Поскольку в этой установке нет аккумуляторных батарей, энергия не сохраняется и, следовательно, она способна питать обычные приборы, такие как вентиляторы, насосы и т. д., только в течение дня. MPPT обычно используются для эффективного использования солнечной энергии, особенно для электрических нагрузок, таких как водяные насосы прямого вытеснения. Согласование импеданса также рассматривается как критерий проектирования систем с прямой связью. ^[1]^[3]

Автономная система с аккумуляторами

В автономных фотоэлектрических энергосистемах электрическая энергия, производимая фотоэлектрическими панелями, не всегда может использоваться напрямую. Поскольку потребность нагрузки не всегда равна мощности солнечной панели, обычно используются аккумуляторные батареи.Основными функциями аккумуляторной батареи в автономной фотоэлектрической системе являются:

Емкость хранения энергии и автономность : хранить энергию, когда имеется избыток, и предоставлять ее при необходимости.
Стабилизация напряжения и тока : Обеспечивает стабильный ток и напряжение за счет устранения переходных процессов.
Подача импульсных токов : для обеспечения импульсных токов для таких нагрузок, как двигатели, когда это необходимо. ^[4]

Гибридная система

Гибридная электростанция представляет собой полноценную систему электроснабжения, которую можно легко настроить для удовлетворения широкого спектра потребностей в удаленном питании. Система состоит из трех основных элементов: источника питания, аккумулятора и центра управления питанием. Источники гибридной энергии включают ветряные турбины , дизель- генераторы, термоэлектрические генераторы и солнечные фотоэлектрические системы . Аккумулятор обеспечивает автономную работу, компенсируя разницу между выработкой и использованием энергии. Центр управления питанием регулирует выработку электроэнергии из каждого источника, контролирует энергопотребление путем классификации нагрузок и защищает батарею от экстремальных условий эксплуатации. ^[5]^[6]

Системный мониторинг

Мониторинг фотоэлектрических систем может предоставить полезную информацию об их работе и о том, что следует сделать для повышения производительности, но если данные не сообщаются должным образом, усилия будут потрачены впустую. Чтобы быть полезным, отчет о мониторинге должен содержать информацию о соответствующих аспектах деятельности в терминах, понятных третьей стороне. Необходимо выбрать соответствующие параметры производительности, а их значения последовательно обновлять с каждым новым выпуском отчета. В некоторых случаях может быть полезно отслеживать производительность отдельных компонентов, чтобы усовершенствовать и улучшить производительность системы, или вовремя получать оповещения о потере производительности для принятия превентивных мер. Например, мониторинг профилей заряда/разряда батареи будет сигнализировать о необходимости замены до того, как произойдет простой из-за сбоя системы. ^[7]

Стандарт МЭК 61724

IEC предоставил набор стандартов мониторинга, называемый «Стандарт мониторинга производительности фотоэлектрических систем» ( IEC 61724 ). Он фокусируется на электрических характеристиках фотоэлектрической системы и не рассматривает гибриды и не предписывает метод, обеспечивающий справедливость оценок производительности. ^[8]

Оценка эффективности

Оценка эффективности включает в себя:

Сбор данных, представляющий собой простой процесс измерения параметров.
Оценка этих данных таким образом, чтобы предоставить полезную информацию.
Распространение полезной информации конечному потребителю. ^[7]

Проблемы, связанные с загрузкой

Широкий спектр выявленных проблем, связанных с нагрузкой, классифицируется на следующие типы:

Неправильный выбор : некоторые нагрузки не могут использоваться с автономными фотоэлектрическими системами.
Домашняя проводка : Несоответствующая или некачественная проводка и защитные устройства могут повлиять на реакцию системы.
Низкая эффективность : Нагрузки с низким КПД могут увеличить потребление энергии.
Нагрузки в режиме ожидания : в режиме ожидания некоторые нагрузки тратят энергию.
Запуск : Высокий ток, потребляемый некоторыми нагрузками во время запуска. Скачки тока во время запуска могут временно перегрузить систему.
Реактивная мощность : Циркуляционный ток может отличаться от потребляемого тока при использовании емкостных или индуктивных нагрузок.
Гармонические искажения . Нелинейные нагрузки могут вызвать искажение формы сигнала инвертора.
Несоответствие между нагрузкой и размером инвертора : когда инвертор с более высоким номиналом используется для нагрузки с меньшей мощностью, общая эффективность снижается. ^[9]

Галерея

Парковочный счетчик на солнечных батареях

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б «Автономные фотоэлектрические системы» . возобновляемые источники энергии.com. Архивировано из оригинала 13 июля 2011 г. Проверено 21 июля 2011 г.
^ «ОТДЕЛЬНАЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, ПРИМЕР: РЕЗИДЕНЦИЯ В ГАЗЕ» (PDF) . Trisanita.org. Архивировано из оригинала (PDF) 26 апреля 2012 г. Проверено 21 июля 2011 г.
^ «Автономные фотоэлектрические системы» . eai.in. Проверено 21 июля 2011 г.
^ «Батареи и контроль заряда в автономных фотоэлектрических системах – основы и применение» (PDF) . localenergy.org . Проверено 21 июля 2011 г.
^ Бадвал, Сухвиндер П.С.; Гидди, Сарбжит С.; Маннингс, Кристофер; Бхатт, Ананд И.; Холленкамп, Энтони Ф. (24 сентября 2014 г.). «Новые технологии электрохимического преобразования и хранения энергии» . Границы в химии . 2 : 79. Бибкод : 2014FrCh....2...79B . дои : 10.3389/fchem.2014.00079 . ПМЦ 4174133 . ПМИД 25309898 .
^ Джинн, Клэр (8 сентября 2016 г.). «Выбор и сочетание энергии: гибридные системы станут следующим большим достижением?» . www.csiro.au . ЦСИРО . Проверено 9 сентября 2016 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Руководство по мониторингу автономных фотоэлектрических систем: методология и оборудование» . iea-pvps.org . Проверено 21 июля 2011 г.
^ «Мониторинг производительности фотоэлектрической системы. Рекомендации по измерению, обмену данными и анализу». Стандарт МЭК 61724, Женева : 37, 1998 г.
^ «Использование приборов в автономных фотоэлектрических системах электроснабжения: проблемы и решения» . iea-pvps.org . Проверено 21 июля 2011 г.

Внешние ссылки

[source-1] Jump up to: ^а ^б «Автономные фотоэлектрические системы» . возобновляемые источники энергии.com. Архивировано из оригинала 13 июля 2011 г. Проверено 21 июля 2011 г.

[2] «ОТДЕЛЬНАЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, ПРИМЕР: РЕЗИДЕНЦИЯ В ГАЗЕ» (PDF) . Trisanita.org. Архивировано из оригинала (PDF) 26 апреля 2012 г. Проверено 21 июля 2011 г.

[3] «Автономные фотоэлектрические системы» . eai.in. Проверено 21 июля 2011 г.

[4] «Батареи и контроль заряда в автономных фотоэлектрических системах – основы и применение» (PDF) . localenergy.org . Проверено 21 июля 2011 г.

[5] Бадвал, Сухвиндер П.С.; Гидди, Сарбжит С.; Маннингс, Кристофер; Бхатт, Ананд И.; Холленкамп, Энтони Ф. (24 сентября 2014 г.). «Новые технологии электрохимического преобразования и хранения энергии» . Границы в химии . 2 : 79. Бибкод : 2014FrCh....2...79B . дои : 10.3389/fchem.2014.00079 . ПМЦ 4174133 . ПМИД 25309898 .

[6] Джинн, Клэр (8 сентября 2016 г.). «Выбор и сочетание энергии: гибридные системы станут следующим большим достижением?» . www.csiro.au . ЦСИРО . Проверено 9 сентября 2016 г.

[iea-7] Jump up to: ^а ^б «Руководство по мониторингу автономных фотоэлектрических систем: методология и оборудование» . iea-pvps.org . Проверено 21 июля 2011 г.

[8] «Мониторинг производительности фотоэлектрической системы. Рекомендации по измерению, обмену данными и анализу». Стандарт МЭК 61724, Женева : 37, 1998 г.

[9] «Использование приборов в автономных фотоэлектрических системах электроснабжения: проблемы и решения» . iea-pvps.org . Проверено 21 июля 2011 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]