ГИБРИДНЫЕ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ УСЛУГ НАСЕЛЕНИЮ В СЕЛЬСКИХ РАЙОНАХ СТРАН ЮЖНОГО СРЕДИЗЕМНОМОРЬЯ. ПРИМЕР ИССЛЕДОВАНИЯ ГИБРИДНОЙ СИСТЕМЫ В ЕГИПТЕ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

В ENERGY BULLETIN

гибридные ветроэнергетические установки для предоставления услуг населению в сельских районах стран южного Средиземноморья. пример исследования гибридной системы в египте

Эссам Ш. Мохамед (Essam Sh.Mohamed),

Г. Пападакис ^. Papadakis),

Г. Кириакаракос ^. Kyriakarakos), Аграрный университет Афин, Греция

Абдель-Вахаб С. Кассем (Abdel-Wahab S. Kassem), Александрийский университет, факультет сельского хозяйства, Греция

Аграрный университет Афин и факультет сельского хозяйства Александрийского университета - крупные научные и образовательные учреждения Греции, занимающиеся исследованиями в области сельского хозяйства. В последние годы они также развивают исследования в направлении альтернативных источников энергии.

Гибридные системы возобновляемой энергетики являются одним из самых перспективных применений технологий использования возобновляемых источников энергии в отдаленных районах, где стоимость расширения сети энергоснабжения непомерно высока, и цена ископаемого топлива резко возрастает по мере удаления региона. Применение гибридных систем варьируется от небольших источников питания для удаленных хозяйств, в целях подачи электричества для освещения или откачки воды и водоснабжения, до электрификации

удаленных населенных пунктов. Кроме того, проблема хранения энергии может быть решена за счет использования водородной подсистемы, которая является альтернативой дизель-генераторов в качестве резервного энергоблока, а также позволяет резко сократить размеры блоков батарей. Стратегической целью проекта НУВЕББ является восполнение пробелов знаний в области установки систем использования возобновляемых источников энергии и создания микро- и мини-сетей. Эффективным инструментом для применения и выполнения стратегической цели является разработка, монтаж, испытания и оценка (технически и социально) эффективности дешевых опытных гибридных систем, работающих от возобновляемых источников энергии, а так-

В ENERGY

№ 17, 2014

же мини-сетей, расположенных на некоторых отдаленных территориях стран Средиземноморья, вдалеке от энергетических систем. В данной статье приведено общее описание трех гибридных систем, в качестве примера приведен анализ гибридной системы, установленной в Египте.

Введение

Стратегической целью проекта HYRESS является восполнение пробелов знаний в области установки систем, работающих от возобновляемых источников энергии и создания мини-сетей, основанных на использовании возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Помимо исследовательских задач в области управления системой обеспечивается наилучшее сочетание существующих технологий, которые учитывают местную специфику. Это позволит создать гибридные системы с тем, чтобы меняющийся спрос соответствовал различной динамике потребления. Для сокращения расходов также очень важно свести к минимуму системные требования к хранению энергии. Вслед за этой превосходной системой управления, технологии проектирования должны тщательно адаптироваться к экстремальным условиям работ:

• технологии должны быть очень надежными

и предназначенными для местных климатических и социальных условий;

• требования к обслуживанию и ремонту должны быть очень низкими;

• технологии должны быть экономически эффективными и предпочтительно местного производства;

• оборудование должно иметь низкий уровень потребления энергии, оно должно справляться с той энергией, которая подается от автономных систем (например, колебания напряжения, питание постоянного или переменного тока и т.д.);

• рассмотрено несколько системных типологий, т.е. сравнение систем постоянного и переменного тока для мини-сетей в части оптимального и непрерывного обеспечения подачи питания и энергоснабжения;

• системы хранения энергии должны хорошо работать в условиях высокой температуры MPC. В этих условиях исследование, ко-

торое уже было проведено для водородных подсистем, имеет минимальный объем и данный проект позволяет получить новые ценные данные. В данной статье описаны три гибридных мини-сети, которые были разработаны и устанавливаются в рамках проекта НУЯЕББ. В качестве примера проектирования, монтажа и мониторинга данных гибридной системы, работающей от возобновляемых источников энергии, представлена гибридная мини-сеть, которая уже установлена в Египте.

описание гибридной системы, которая будет установлена в тунисе

Ксар ОиПепе можно охарактеризовать как «деревня с использованием возобновляемых источников энергии». Здесь есть несколько солнечных домашних систем, автономная фотоэлектрическая система, солнечное тепловое оборудование и ветро-установка. В деревне проживает 50 семей, около 300 человек, большинство из них работают в сфере туризма. Здесь примерно 47 домов, каждый из которых оснащен солнечной домашней системой мощностью 100 Вт, подключенной к шине постоянного тока. Такая фотоэлектрическая система обеспечивает электричеством дома и других небольших потребителей. В то же время мечеть, начальная школа и медицинский центр оборудованы автономной ветроэнергетической системой.

В настоящее время хорошо известно, что более гибкие системы, с последовательной модульной структурой, можно создать путем подключения всех потребителей и генераторов на стороне переменного тока. Структура таких систем энергоснабжения, помимо энергопреобразующего оборудования, требует наличия блока управления и контроля, который отвечает за реализацию стратегии управления конкретной операцией и защиту компонентов сети и системы. В энергетических системах малой и средней мощности (3-30 кВт) этот блок управления часто встраивается в основной компонент (двунаправленный преобразователь батарейного питания), что упрощает работу системы и снижает инвестиционные затраты. Кроме того, такое распределение

íü

Рис. 1. Гибридная мини-сеть в Тунисе [4]

позволяет снизить стоимость всей системы, особенно затраты на прокладку кабеля на стороне постоянного тока и последующее распределение на стороне переменного тока, см. рис. 1.

Гибридная мини-сеть в Тунисе включает одну небольшую ветроустановку номинальной мощностью 1 кВт, фотоэлектрические модули мощностью 6,5 кВт пик., солнечные батареи 3000 Ач/48 В, два преобразователя сети Sunny Boy 3000, один двунаправленный преобразователь батарейного питания Sunny Island 5048 и один преобразователь Windy Boy 1100 для ветрогенератора. Эта мини-сеть предназначена для охвата энергетических потребностей домов в деревне, в то время как потребности других зданий по-прежнему удовлетворяются существующей ветроустановкой. Метеорологические данные собираются в блоке SMA SensorBox, который считывает такие данные, как скорость ветра, солнечное излучение и температура окружающей среды. Мониторинг данных выполняется с помощью SMA WEBbox, который собирает все данные от преобразователей и через GSM модем отправляет их на удаленный ПК. План мониторинга данных показан на рис. 2

описание гибридной системы, которая будет установлена в Марокко

Накопление и хранение энергии играет важную роль в разработке и эксплуатации системы ВЭ (возобновляемой энергетики). Встроенная ветровая и солнечная энергети-

Локальная сеть

Рис. 2. Концепция мониторинга данных [4]

ческая система, основанная на долгосрочном сезонном хранении с использованием водорода, считается перспективной альтернативой для преодоления прерывистости возобновляемых источников энергии. По сравнению с обычно используемыми аккумуляторными батареями, водород хорошо подходит для долгосрочного (недели) хранения, благодаря своей высокой плотности энергии массы.

Стандартная автономная система ВЭ на водороде должна включать в себя устройства для краткосрочного и долгосрочного накопления энергии. Группа батарей используется для кратковременного хранения энергии за счет своей высокой эффективности зарядки-разрядки, он устраняет проблемы, вызванные мгновенной нагрузкой, переходными процессами электролизера и пиковыми выбросами ветровой энергии. Сами по себе батареи не подходят для длительного хранения из-за их низкой энергетической плотности и саморазряда.

Сочетание аккумуляторного блока с устройством длительного хранения энергии на основе водорода может значительно улучшить производительность автономных систем ВЭ. В такой системе ВЭ электролизер генерирует водород в то время, когда присутствует избыток солнечной и ветро-

11К

В ENERGY

№ 17, 2014

Гч7|

FC

IZb

0

2

0

сеть деревни (однофазная)

Сбросовая нагрузка

Рис. 3. Концепция водородной гибридной системы

вой энергии, затем топливный элемент использует этот водород для производства электроэнергии при недостаточной солнечной и ветровой энергии. Эта часть проекта позволяет продемонстрировать, что водород является надежным средством хранения энергии в ВЭ системах, и он достаточно безопасен. На рис. 3 показана концепция гибридной системы на основе водорода для установки в Марокко.

Пример гибридной системы, установленной в Египте описание площадки

Площадка расположена в восточной части селения Эль Гаар (El-Gaar Village). Оно находится примерно в 125 км к югу от Александрии и относится к провинции Бухейра. Площадка представляет собой новый участок мелиорированной пустыни. В настоящее время основным направлением деятельности людей, которые живут в этом районе, является сельское хозяйство. В деревне имеются семь домов и мечеть. Основные отрасли сельского хозяйства - выращивание оливок, помидоров, лука, картофеля и подсолнечника. Большинство людей, проживающих в этом районе - это сельскохозяйственные рабочие с низким уровнем дохода.

Гибридная энергетическая система будет обслуживать только те дома, которые находятся рядом с площадкой (7 домов)

и мечеть. В этих домах проживает примерно 20 фермеров. Более 200 человек, которые живут в нескольких километрах от площадки, по прогнозам, будут подключены к площадке, чтобы получать опресненную свежую воду. Ожидается, что число людей, которые смогут получать питьевую воду, в ближайшем будущем увеличится. Благодаря показательному успеху концепции Hyress, мечеть была построена сразу после установки гибридной системы, что является хорошим сигналом развития села.

Потенциал доступных возобновляемых источников энергии

Египет является страной, где много солнца. На выбранной площадке среднее солнечное излучение в июне достигает 7,5 кВтч/м2/сут. Что касается рассматриваемой энергии ветра, непосредственно на площадке и поблизости, то среднегодовая скорость ветра зарегистрирована на уровне 6 м/с. Это позволяет сделать очевидный вывод о возможности эксплуатации энергии ветра на данной площадке.

Предварительный проект гибридной системы

Предварительное проектирование гибридной системы выполнено для того, чтобы примерно определить характеристики солнечной батареи, ветроустановки и аккумуляторных батарей, необходимых для покрытия энергетических потребностей электрификации, перекачки воды и блока опреснения. Для предварительного проектирования и моделирования гибридной системы было использовано программное обеспечение HOMER [1]. Были собраны исходные данные для модели, описывающие технологические варианты, стоимость компонентов и доступность ресурсов. HOMER использует эти данные для моделирования различных конфигураций системы или комбинации компонентов, и генерирует результаты, которые можно рассматривать в виде перечня реализуемых конфигураций, отсортированных по чистой приведенной стоимости. HOMER также отображает результаты моделирования в различных таблицах и графиках, которые помогают пользователю сравнивать конфигурации и оценивать их эко-

В ENERGY BULLETIN

Рассматриваемое

Перем. ток Пост. ток

Рис. 4. Компоновка системы в HOMER

номические и технические аспекты. Кроме того, HOMER выполняет анализ чувствительности, при котором рассматривается эффект воздействия изменения таких факторов, как наличие ресурсов и экономические условия, на экономическую эффективность различных конфигураций системы

Исходные данные, используемые в HOMER, выглядят следующим образом: характеристики реализованной фотоэлектрической системы - мощность 5-10 кВт/пик, мощность ветроустановки - 5 кВт, группа батарей на 0-24 элементов, 3000 Ач/2 В и двунаправленный преобразователь 0-20 кВт. Компоновка системы показана на рис. 4.

Электрическая нагрузка делится на три типа; к первому относится нагрузка электрификации, которая составляет около 1 кВт. Нагрузка электрификации представляет некоторые лампы уличного освещения, электрификацию домов с некоторым основным электрооборудованием, таким как цветной телевизор, радио, холодильник и внутридо-мовое освещение. Система откачки воды мощностью 1 кВт представлена в HOMER в виде регулируемой нагрузки, т.е. электриче-

ского потребителя, который работает в течение некоторого периода времени, но точное время не имеет значения. Система опреснения мощностью 2,2 кВт представлена в HOMER в виде первичной нагрузки, работающей в течение большого количества часов, чтобы обеспечить потребности населения в воде. Суммарные средние общие ежедневные энергетические потребности были определены в размере 24 кВт/сут. Предварительные результаты проектирования и моделирования в системе HOMER представлены в таблице 1.

рабочий проект гибридной системы

Рабочий проект системы предназначен для определения технических характеристик подсистем, таких как блок опреснителя, насосная система, а также и подсистемы электрификации и микро-сети.

Для оценки характеристик и имитации работы опреснителя было использовано программное обеспечение ROSA (анализ системы обратного осмоса). Это программное обеспечение поставляется Dow Chemicals [2], компанией по выпуску мембран Filmte, оно предоставляет подробную информацию о компоновке мембран в сосудах под давлением, влиянии переменных параметров, таких как соленость подаваемой воды и температура, на качество и количество получаемой воды. Некоторые исходные данные для ROSA показаны в таблице 2.

После нескольких запусков программного обеспечения были определены следующие характеристики блока опреснения воды, как показано в таблице 3.

Система водяных насосов предназначена для подачи воды в систему опреснения, по мере возможности избыток воды будет направляться на орошение.

Программное обеспечение WinCAPS [3] было использовано для разработки насосной системы, которая включает погружной многоступенчатый центробежный насос, электродвигатель, кабели, трубы и резервуары для воды. Для глубины откачки 100 м и расхода 24 м3/сут. В качестве насоса выбран Grundfos SQ-1-110, см. рис. 5

Система ВЭ состоит из одного ветрогене-ратора с соответствующим преобразовате-

Таблица 1. Результаты моделирования HOMER

Таблица 2. Исходные данные для программного обеспечения ROSA

Таблица 3. Характеристики блока опреснения

лем, фотоэлектрических модулей в рядной конфигурации и рядных преобразователей, группы солнечных батарей и преобразователя батарейного питания. Фотоэлектрическая система и рядные преобразователи были разработаны с использованием программного обеспечения Sunny Design v1.41 от SMA [4]. Входные и выходные данные этого инструмента для проектирования выглядят следующим образом:

• База фотоэлектрических данных программного обеспечения была изменена для тонкопленочных фотоэлектрических модулей, была выбрана площадка и угол наклона был установлен на 20° к северу, предварительная оценка пиковой мощности для установки составила 6 кВт пик.

• Вторым шагом необходимо было выбрать подходящий тип и характеристики преобразователя, для этого было выполнено несколько запусков программного обеспечения, пока не перестали появляться предупредительные сообщения программного обеспечения. Для этого потребовались два преобразователя SB3300, а также 72 фотоэлектрических модуля в двух рядах, каждый из которых содержит 36 модулей.

• В конце выведены окончательные результаты. Результаты для фотоэлектрических систем и рядных преобразователей приведены в таблице 4.

Для определения характеристик аккумуляторной батареи никакого специального программного обеспечения не использовалось. Количество аккумуляторных батарей определялось на основе следующего основного уравнения для расчета емкости:

Стя=-*- = 30000 =1470.58^ "" а.рУ 0.85X0.8X48

Где Cmm - общая емкость аккумуляторов в Ач, E - количество энергии, которую нужно получить от аккумуляторов в Втч, а - эффективность батареи, р - глубина разряда батареи и V - напряжение каждого из аккумуляторов. Расчетная емкость батареи составила примерно 1500 Ач. Выбранные аккумуляторные батареи и их характеристики приведены в таблице 5.

Описание Значение

Подаваемый расход 2,50 м3/ч

Соленость потока 2500 промилле

Количество элементов 6 шт.

Количество сосудов высокого давления 1 шт.

Регенерация воды 50%

Фильтрованный расход 1,25 м3/ч

Фильтрованный расход Соленость фильтрованной воды 50 промилле

Потребление энергии 0,9 кВтч/м3

Компонент Значение

Система РУ 7 кВт/пик

Ветрогенератор 5 кВт

Аккумуляторная батарея 2В /3000 Ач 2 шт.

Преобразователь энергии 1 кВт

Годовой объем производства энергии 19186 кВтч/г

Описание Значение

Соленость подаваемой воды 2500 промилле

Потребность в питьевой воде 30 м3/д

Соленая вода

Подача питательной воды с глубины 120 м

Расчетная температура питательной воды 25 °C

РН 7,6

Тип мембран BW30-4040

Степень загрязнения 85%

Рис. 5. Результаты работы программного обеспечения Wincaps [3]

Расчетная мощность ветроустановки составила 5 кВт. Эта установленная мощность обеспечит примерно от 50 до 60% прохождения ветровой энергии в гибридной системе, так как это было рассчитано в HOMER. Биодизельный генератор на 5 кВА также входит в состав гибридной системы в качестве резервной системы с целью повышения надежности и устойчивости. В результате обеспечена подача электричества в дома рядом с установкой, удовлетворяющего основные потребности в энергии, такие как освещение, холодильник и телевизор.

Моделирование всей системы

Для моделирования и проектирования такой сложной системы было использовано программное обеспечение TRNSYS [5], см. рис. 6. TRNSYS является программой моделирования переходных систем с модульной структурой. Оно распознает язык описания системы, в котором пользователь указывает компоненты, входящие в состав системы, и способ, которым они подключены. Библиотека TRNSYS включает в себя многие из тех компонентов, которые обычно встречаются в тепловых и электрических энергосистемах, а также последовательность компонентов для обработки

поступающих данных о погоде или других задающих временных функций и вывод результатов моделирования. Модульная структура TRNSYS обеспечивает исключительную гибкость программы и облегчает добавление к программе математических моделей, которые не входят в стандартную библиотеку TRNSYS. TRNSYS хорошо подходит для детального анализа любой системы, поведение которой зависит от времени.

Система мониторинга и управления

Система мониторинга данных (см. рисунок 7) была разработана для поддержки всех компонентов системы. Следовательно, она тоже имеет модульную конфигурацию и разделена на подсистемы следующим образом.

• Мониторинг данных системы энергопотребления. В состав энергосистемы входят ветроустановка, фотоэлектрическая система, солнечные батареи, преобразователи и биодизельный генератор. Управление всеми соответствующими параметрами энергетической системы осуществляется с помощью блока Sunny Boy Control Plus, который обеспечивает мониторинг системы, удаленную диагностику, хранение данных

В ENERGY

№ 17, 2014

Таблица 4. Краткое описание фотоэлектрической

и визуализацию. Он постоянно собирает все данные от преобразователей и тем самым обеспечивает постоянное предоставление информации о состоянии системы питания.

• Мониторинг метеорологических данных станции. Помимо Sunny Boy Control Plus, Sunny SensorBox также используется для подключения датчиков скорости ветра, температуры окружающей среды и направления ветра. Датчик солнечного излучения уже включен в блок Sunny SensorBox.

• Система опреснения и перекачки воды оснащена собственными датчиками, в частности, расхода, энергии давления и температуры, данные от которых собираются и хранятся в блоке Sunny Data Control

с использованием аналогового и цифрового комплекта от SMA. • Мониторинг электрификации выполняется с помощью электронного счетчика энергии для всех домов, подключенных к линии электрификации.

Управление системой

Контроллер реализован через Siemens Logo! ПЛК с использованием 3-х реле из установленных преобразователей SMA Sunny Island 5048. Цикл управления установлен на 15 минут. Этот период был выбран в связи с тем, что это время является минимальным для оптимальной работы блока опреснения и остальная часть устройств может быть включена и выключена за меньшие периоды времени. Три схемы управления работают параллельно:

1. Схема управления с двойным гистерезисом

Эта схема наиболее часто используется в фотоэлектрических/ветровых гибридных системах управления [6,7]. Гистерезис используется для предотвращения постоянного включения или выключения устройств. В системе гистерезис используется для дизель-генератора и двух потребителей (насос и опреснитель). Когда срок службы (СС) батареи составляет всего 40%, отдается команда на включение дизель-генератора. Когда батарея заряжена, а СС достигает 70%, дизель-генератор выключается. Это активируется непосредственно по первому контакту реле, установленного в Sunny Island 5048. Когда СС батареи превышает 90%, то оба потребителя могут быть включены (что определяется по согласованию между следующими двумя схемами управления). Когда СС батареи составляет от 80% до 90%, можно включить только одного потребителя (определяется по согласованию между следующими двумя схемами управления). Когда батарея разряжается, и СС падает ниже 80%, оба потребителя отключаются. SMA Sunny Island 5048 включает в себя два релейных контакта, которые могут быть запрограммированы на включение и выключение в зависимости от СС. Теперь остается в общей сложности

системы

Параметр Значение

Пиковая мощность фотоэлектрической системы 7,62 кВт/пик

Общее количество модулей 72 шт.

Количество преобразователей 2 шт.

Годовой объем производства энергии 11,115 кВтч/г

Тип преобразователей SB3300

Тип фотоэлектрических модулей Sharp NA-901(WQ)

Количество комплектов 2 шт.

Таблица 5. Характеристики группы батарей

Параметр Значение

Тип группы батареи Вентилируемые стационарные свинцо-во-кислотные аккумуляторные батареи, от компании Hoppecke, 12 OPzS 1500

Номинальная емкость при 10 часах работы и 20° 1500 Ач

Номинальное напряжение 2 В

Внутреннее сопротивление 0,21 мОм

5 кВт, ветер

т

2 x Windy Boy 2500

i

Фотоэл. модуль мощностью 7,6 кВт/пик

2 x Sunny Boy 3300

l i ^

m

Блок датчика солнца

Дизельный генератор

15 кВА ""

2 x Sunny Island 5048

Батарея 1500 Ач, 48 В

Нагрузки

(насос, опреснитель, дома)

- Компьютер

- Телефонная линия

Рис. 6. Схема гибридной системы в Египте

Внешние сенсоры

Температура модуля (включена)

Температура окружающей среды (опционально)

Инсоляция (опционально)

Скорость ветра (опционально)

Sunny SensorBox Со встроенным датчиком солнечного излучения

|ц - hü П ( - кма» N

Sunny Boy, Sunny

MiniControl или Sunny Control

? Windy Boy

t-t-

Sunny Island

Получение, оценка и хранение данных измерений в Sunny WebBox или Sunny Boy Control

Портал Sunny

Sunny Matrix (только с Sunny WebBox)

Рис. 7. Система мониторинга гибридной системы в Египте [4]

2 преобразователя из общего числа 4 релейных контактов. Как уже было сказано выше, первый управляет непосредственно дизельным генератором. Еще два запрограммированы на выдачу команды ВКЛ/ ВЫКЛ в соответствии со значениями СС, упомянутыми выше.

2. Cхема безопасности

Перед включением или поддержанием включенного состояния блока опреснения алгоритм управления всегда проверяет, достаточно ли воды в резервуаре соленой воды и достаточно ли места в резервуаре для питьевой воды. Кроме того, перед вклю-

ПК

в

№ 17, 2014

Солнечное воздействие

800

600

S

200

0

2:24

80

60

20

7:12

0 2:24

12:00 16:48 21:36

Местное время

Рис. 8. Доступные метеорологические данные для площадки

59

0

2:24

Мощность /Щ питания / i

7

7 Частота /

/ }

J

55 £

7:12

21:36

49

47 2:24

12:00 16:48

Местное время

Рис. 9. Производство электроэнергии переменного тока

чением или поддержанием включенного состояния насоса алгоритм управления всегда проверяет, достаточно ли места в баке соленой воды. Это означает, что даже в том случае, когда СС больше 90%, не обязательно будут включены оба или хотя бы одно из устройств. Если СС находится в диапазоне между 80% и 90%, то схема безопасности по согласованию с третьей схемой будет принимать решение о том, можно ли включать/ выключать эти устройства. Если оба резервуара заполнены, оба устройства выключены или остаются выключенными.

3. иерархия потребления

Подача опресненной воды считается более важной задачей, чем перекачивание соленой воды. Именно поэтому контроллер отдает приоритет опреснительному устройству по сравнению с насосом. Это означает, что если СС в диапазоне от 80% до 90%, а вторые схемы разрешают включить обоих потребителей, то блок опреснения будет включен или остается включенным. Если вторая схема не разрешает включить блок опреснения, то насос включается или остается включенным в зависимости от состояния в предыдущем цикле управления.

Это простой, но эффективный алгоритм управления был реализован с использованием надежного и относительно дешевого аппаратного обеспечения. Он позволяет системе работать автоматически и в оптимальном режиме.

100

40

0

2:24

Заряд батареи

7:12

21:36

12:00 16:48

Местное время

Рис. 10. Зарядка и разрядка банка батарей

—i 47 2:24

4. некоторые фактические данные работы системы

Гибридная система была успешно установлена в феврале 2009 года. Поскольку установка продолжалась еще некоторое время, точная настройка выполнялась в нескольких частях системы. Были добавлены новые датчики для системы опреснения и регистратора данных Sunny Boy Control Plus. На рис. 8 показаны имеющиеся метеорологические данные для площадки за 23.7.2009 г. Данные представляют характеристики солнечного излучения, температуру окружающей среды, температуру модуля и скорость ветра.

На рис. 9. показана мощность питания по шине переменного тока, полученного от

1000

100

г 400

40

6

57

3

53

2

51

67

80

63

60

59

55

20

51

В ENERGY BULLETIN

солнечной батареи, и частота шины. Зарегистрированная мощность составила 5,2 кВт. Эта мощность используется в основном для питания нагрузок и для зарядки батарей. Стратегия управления частотой Sunny Island также представлена на рис. 9. Здесь показано, что при заряде батареи до 90% (рис. 10) и отсутствии потребления электроэнергии, преобразователь Sunny Island увеличивает частоту шины переменного тока (рис. 9), чтобы достичь значения 52 Гц. Эта частота предотвращает выдачу дополнительной мощности преобразователями Sunny Boy (фотоэлектрическими преобразователями) на шину переменного тока.

состояние заряда и напряжение батареи показаны на рис. 10, который представляет процедуру зарядки и разрядки батареи.

Список использованной литературы:

1. The Micro Power Optimization, HOMER. Также доступно по адресу: www.nrel.gov/ homer.

2. DOW (2007). ROSA, Version 6.1. Dow Liquid Separations. Также доступно по адресу: http://www.dow.com/liquidseps/design/rosa.htm.

3. GRUNDFOS, WinCAPS Version 7. Также доступно по адресу www.Grundfos.com/ wincapssupport.

4. SMA Solar Technology, Sunny Design Software. Также доступно по адресу: http:// www.sma.de/en/products/software/sunny-design.html.

5. Transient Systems Simulation Program, TRNSYS version 16 (2008). The University of WISCONSIN MADISON. Также доступно по адресу: http://sel.me.wisc.edu/trnsys/.

6. Zhou K, et al. Optimal energy management strategy and system sizing method for standalone photovoltaic-hydrogen systems. Int J Hydrogen Energy (2007), doi:10.1016/j. ijhydene.2007.09.027.

7. Oystein Ulleberg, The importance of control strategies in PV-hydrogen systems, Solar Energy 76 (200).

Результаты исследований, описанные в данной статье, были первоначально представлены на 24-ой Европейской конференции по солнечному фотоэлектричеству, состоявшейся в Гамбурге, Германия, 21-25 сентября 2009 года и опубликованы в её трудах.