CC BY
0
АНАЛИЗ СИСТЕМ СЛЕЖЕНИЯ ЗА СОЛНЦЕМ НА СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЯХ Кабиров А.А.
Кабиров Адель Альфредович - студент, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский
государственный энергетический университет», г. Казань
Аннотация: в данной работе рассматривается наиболее эффективный способ повышения выработки электроэнергии солнечными электростанциями - системы слежения за расположением солнца. Данные системы позволяют постоянно регулировать угол падения солнечных лучей на фотоэлектрический модуль, что повышает энергоэффективность, качество электроснабжения от солнечных электростанций, соответственно, рентабельность применения данных источников энергии в системах электроснабжения.
Ключевые слова: солнечный трекер, системы электроснабжения, системы ориентации по солнцу, солнечные электрические станции.
УДК 621.311.243
На сегодняшний день все большее распространение получают солнечные электрические станции (СЭС). Развитие данного направления электроэнергетики напрямую связано с уменьшением углеродного следа, а значит, является актуальным и востребованным. Однако данный вид генерации имеет стохастический характер выработки, что значительно снижает возможность интеграции данного источника электроэнергии в системы электроснабжения, так как невозможность регулирования и точного прогнозирования количества отпускаемой электроэнергии никак не позволяет обеспечить высокую надежность электроснабжения. На сегодняшний день существуют различные способы повышения надежности электроснабжения от данных источников энергии, заключающиеся в использовании накопителей энергии, создании гибридных установок (дизель-/ветрогенерация и солнечная генерация и др.). Однако большую роль в обеспечении бесперебойности питания играет коэффициент полезного действия используемого источника электроэнергии, в рассматриваемом случае использование систем слежения за солнцем может значительно повысить величину выработки электроэнергии фотоэлектрическими модулями (ФЭМ). Рассмотрим данные системы подробнее, а именно их классификацию.
Классификация данных систем бывает по следующим признакам: количество степеней свободы (одноосевые, двухосевые), ось вращения (горизонтальная, вертикальная, наклонная), тип привода (гидравлический и электрический), по роду тока в системе управления приводом (постоянный, переменный). Также существует классификация систем слежения за солнцем по типу управления (пассивная, превентивная, активная). Рассмотрим каждый тип.
При пассивном управлении корректировка положения фотоэлектрического модуля осуществляется за счет изменения температуры внешней среды - изменяется плотность рабочей жидкости в приводе.
Превентивная система управления отлично подходит для солнечных электростанций, так дает возможность исключения затенения фотоэлектрическими модулями друг друга в утренние и вечерние часы (в данное время модули находятся в горизонтальном положении). Наиболее эффективен для многорядных СЭС.
Активная система управления заключается в использовании внешних источников энергии для работы приводов. Рассмотрим ее виды:
- использование микроконтроллеров, работающих по заранее написанному алгоритму, позволяет изменять положение ФЭМ в зависимости от географического местоположения и времени суток. Изменение положения ФЭМ может выполняться как электрическим, так и ручным приводом. Данный тип управления - управление с разомкнутым контуром.
- управление с замкнутым контуром, подразумевает использование фоторезисторов, которые передают данные, используемые для расположения ФЭМ таким образом, что ток в фоторезисторах был уравновешен, что соответствует прямому углу между плоскостью модуля и плоскостью падения солнечных лучей.
- гибридное управление является наиболее эффективным, так как подразумевает использование как заранее написанных алгоритмов, так и сигналы с внешних датчиков. Как правило, это интеллектуальные системы, самостоятельно определяющие наиболее эффективное положение ФЭМ.
На сегодняшний день существует множество алгоритмов использующихся в работе системах слежения за положением солнца. Однако имеющиеся в открытом доступе результаты предназначены для лабораторных стендов, об использовании подобных систем в промышленных СЭС открытых данных нет.
Однако улучшение точности работы данных систем является важным направлением развития солнечной энергетики.
Список литературы
1. Обухов С.Г. Выбор параметров и анализ эффективности применения систем слежения за солнцем / С.Г. Обухов, И.А. Плотников // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 2018. - Т. 329, № 10. - С. 95-106.
2. Фрид С.Е. Анализ возможности увеличения коэффициента использования установленной мощности сетевых фотоэлектрических станций / С.Е. Фрид, Н.В. Лисицкая // Теплоэнергетика. - 2022. - № 7. -С. 74-84.
3. Кугучева Д.К. Система позиционирования фотоэлектрических панелей для условий застроенной среды «Солтрек» / Д.К. Кугучева, М.С. Харитонов // Балтийский морской форум: материалы X Международного Балтийского морского форума: в 7 т., Калининград, 26 сентября - 2022 года. Том 1. - Калининград: Калининградский государственный технический университет, 2022. - С. 471-476.
4. Иванова В.Р. Система солнечного электроснабжения / В.Р. Иванова, А.Ф. Габдрахманов // Научные перспективы XXI века: Материалы Международной (заочной) научно-практической конференции, Прага, Чехия, 17 мая 2018 года / Под общей редакцией А.И. Вострецова. - Прага, Чехия: Научно-издательский центр "Мир науки" (ИП Вострецов Александр Ильич), 2018. - С. 50-57.
