CC BY
151
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №02-2/2017 ISSN 2410-700Х_
программой, поэтому не надо вводить их заново, программа сама заполняет поля нужными значениями. Расчет коэффициента учета влияния бака КБ и число секунд в месяце At заложены в программу. Как и ранее, программа предоставляет возможность вернуться к предыдущим этапам расчета для изменения данных или их проверки [3].
Разработанная программа позволяет производить расчеты представленной системы горячего водоснабжения и поддержки отопления объекта с использованием плоских солнечных коллекторов. Расчеты проводятся с достаточно высокой точностью, и округление проводится только при выведении результатов.
Список использованной литературы:
1. Муровский С.П. Разработка программного комплекса экспресс расчета системы горячего водоснабжения на базе гелиосистем (Часть 1. Расчет коэффициента влияния теплообменника) [Текст] / С.П. Муровский, Е.В. Иванова, А.С. Белов // Сборник научных статей «Актуальные проблемы общества в современном научном пространстве» (Уфа, 31.01.2017 г.). - Уфа: Аэтерна, 2017. - С. 16-20.
2. Расчет систем солнечного теплоснабжения: Пер. с англ./ У. Бекман, С. Клейн, Дж. Даффи.- М.: Энергоиздат.- 1982.- 80 с.
3. Bruce Eckel, Thinking in Java, 4th edition // Prentice Hall PTR - 2006.- 1482 р.
© Муровская А.С., Иванова Е.В., Белов А.С., 2017
УДК 621.311.1:621.316.1
Муровский Сергей Петрович
канд. тех. наук, доцент КФУ им. В.И. Вернадского E-mail: [email protected] Сокут Лариса Давидовна канд. тех. наук, доцент КФУ им. В.И. Вернадского E-mail: [email protected] Лесик Владислав Петрович магистр 2 курса ФТИ КФУ им. В.И. Вернадского г. Симферополь, РФ
РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ ПРИ ВКЛЮЧЕНИИ ИХ В ОБЪЕДИНЕННУЮ ЭНЕРГОСЕТЬ
Аннотация
В работе рассмотрен пример расчета параметров накопителей энергии при подключении солнечных электростанций в общую энергосистему. Рассмотрена перспектива развития нетрадиционной энергетики на Крымском полуострове с учетом роста потребления электроэнергии и возможностью повышения качества вырабатываемой энергии за счет применения накопителей энергии, включенных во внутренние цепи электростанций на базе возобновляемой энергетики.
Ключевые слова
возобновляемая энергетика, накопители энергии, солнечная электростанция, объединенная энергосеть. Особенностью эксплуатации солнечных электростанций (СЭС) является зависимость от
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №02-2/2017 2410-700Х
метеоусловий, что обуславливает непредсказуемость текущей выработки электроэнергии и невозможности ее точного планирования по условиям выполнения суточного графика покрытия нагрузок объединенной энергосети.
Аккумулирование энергии позволит не только использовать СЭС в периоды отсутствия солнечного излучения (СИ), но и существенно повлияет на стабильность работы станции в объединенной энергосети при текущих колебаниях СИ, вызванных как суточными погодными условиями, так и сезонными изменениями. Применение накопителей энергии (НЭ) в составе СЭС даже на сравнительно небольшой период (до 6 часов) позволит выравнивать переменные графики работы, снизить колебания мощности, обеспечить бесперебойное электроснабжение потребителей, что существенно изменит статус СЭС в единой энергосети. Применение НЭ совместно с малой генерацией на органическом топливе широко распространено и позволяет обеспечить стабильное электроснабжение различных потребителей, кроме того происходит снижение затрат топлива, улучшается экологическая ситуация [1].
В тоже время применение НЭ совместно с электростанциями большой мощности используется недостаточно широко, в частности, из-за высокой надежности и стабильности работы энергообъектов. Рост мощностей СЭС ставит на первый план задачи применения НЭ в их составе.
На рисунке 1 приведены графики заряд-разряда НЭ в предлагаемом режиме эксплуатации солнечной электростанции на базе фотопреобразователей (ФЭП).
123456789 10 П 1213 1415 16 171819 202122 23 24 Заряд НЭ
Рисунок 1 - Графики заряд-разряда накопителя энергии в составе СЭС
При разряде НЭ параллельно с работой ФЭП поддерживается надежная работа СЭС в дневное время при колебаниях СИ. В часы вечернего максимума нагрузки запасенная в накопителях энергия обеспечивает работу СЭС при отсутствии СИ. Электрохимические НЭ считаются самой многообещающей технологией хранения электроэнергии благодаря усовершенствованию технологий, а также с экономической точки зрения [2].
Расчет параметров НЭ в составе внутренней цепи СЭС по предложенным в [3] схемам включения выполнен для мощности одного энергоблока, так как вся внутренняя схема СЭС состоит из однотипных ЭБ.
Для расчета примем свинцово-кислотные НЭ с техническими характеристиками, представленными в таблице 1.
Таблица 1
Технические характеристики элементов НЭ
Напряжение, ио , В Ток разряда, А Емкость, q о, Ач Габаритные размеры, мм Масса, кг
длина ширина высота
48 50 950 400 400 1500 100
Учитывая, что напряжение одного элемента НЭ ио равно 48 В, а напряжение постоянного тока на входе инвертора ифп составляет 900 В, целесообразно принять в НЭ двадцать последовательно включенных элементов. Расчет необходимой емкости НЭ проводим по формуле (1) [4]:
Q = (2)
^-реальн п _ ?
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №02-2/2017 ISSN 2410-700Х_
Q = П IЕФЭП. (1)
где: n - количество часов, когда НЭ работают без подзарядки.
Необходимо учесть, что разряд элементов НЭ не должен превышать 80%, поэтому в расчетах необходимо задать значение глубины разряда батареи ß = 0,8.Также на параметры НЭ влияет температура окружающей среды. При понижении температуры емкость батареи снижается. Введем в расчет коэффициент а, учитывающий уменьшение емкости при понижении температуры окружающей среды. При средней температуре внутри помещения, где предполагается установить НЭ, равной 15°С, коэффициент а примем равным 0,95. В этом случае реальная емкость НЭ QpemhH, определяется по формуле (2):
Qпотр
ß-a '
где: а - температурный коэффициент; ß - глубина допустимого разряда.
При определении числа элементов в составе НЭ примем значение времени разряда равное 6 часам. Для достижения необходимого тока на НЭ необходимо соединить элементы параллельно (3):
QpeaMhn
N парал , (3)
q0
где: qo, - величина емкости одного элемента, Ач.
Общее число элементов Nz в составе НЭ определим по формуле (4):
Nz = Nnoc • Nnaparn (4)
Результаты расчета по формулам (1 - 4) приведены в таблице 2.
Таблица 2
Расчет параметров НЭ для одного энергоблока СЭС
I ефэп - величина силы тока на входе цепи постоянного тока, А 695
q о, - величина емкости одного элемента, Ач 950
ио, В - напряжение одного элемента, 48
Qреальн- величина общей емкости НЭ при п = 6 час., А ч 5700
Мпос - число последовательно включенных элементов 20
Мщрш - число паралельно включенных элементов при п = 6 час. 6
N^2 - общее число элементов при п = 6 час. 120
Все элементы НЭ, относящиеся к одному ЭБ, размещаются в закрытом помещении на территории
СЭС.
Список использованной литературы:
1. Муровский С.П. Эффективность внедрения децентрализованных комбинированных энергосистем на базе ВИЭ для удаленных потребителей [Текст] / С.П. Муровский, А.Н. Курзо, А.С. Муровская // Сборник научных статей «Актуальные проблемы общества в современном научном пространстве» (Уфа, 31.01.2017 г.). - Уфа: Аэтерна, 2017. - С. 13-16.
2. Муровский С.П., Сокут Л.Д. Оптимизация состава и структуры автономных систем энергоснабжения на основе возобновляемых источников энергии / С.П. Муровский, Л.Д. Сокут // Строительство и техногенная безопасность.- 2012.- № 44.- С. 115-124.
3. Сокут Л.Д. Возможности повышения эффективности солнечных электростанций в объединенной электрической сети за счет применения накопителей энергии [Текст] / Л.Д. Сокут, А.С. Муровская, А.Н. Курзо // Сборник статей Международной научно-практической конференции «Внедрение результатов инновационных разработок: проблемы и перспективы» (Пермь, 08.02.2017 г.).- В 2 ч. 1 / Уфа: Омега сайнс, 2017.- С. 70-73.
4. Бекиров Э.А., Сокут Л.Д. Основные этапы расчета параметров солнечной электростанции. ISJAEE Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология», 2013.- № 17(39).- С. 29-35.
© Муровский С П., Сокут Л.Д., Лесик В.П., 2017
