Оптимизация энергетических балансов фотоэлектрической станции с электрохимическим и тепловым аккумулированием солнечной энергии

ЦЕЛЬ. Изучение возможности строительства гибридных электростанций для снижения дефицита и стоимости энергии в условиях Ирака за счет совместного использования солнечных электрохимических и электротепловых  аккумуляторов фотоэлектростанций.

МЕТОДЫ. Аналитические методы в области построения систем энергоснабжения потребителей от фотоэлектрических станций, методы компьютерного математического моделирования.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Проведен анализ суточных алгоритмов функционирования солнечной теплоэлектрической системы энергообеспечения на примере социального объекта в Ираке с использованием электрохимических и электротепловых систем аккумулирования электроэнергии с учетом варьирования уровня солнечной радиации, температуры окружающей среды и энергопотребления по сезонам года. Предложен оптимальный, для рассматриваемых условий, алгоритм функционирования системы солнечного энергоснабжения и её элементов. Обозначены пути построения интеллектуального термоэлектрического контроллера, обеспечивающего преобразование максимальной доступной мощности фотоэлектростанции в тепловую энергию.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Показано, что предложенная структура построения фотоэлектростанций с комбинированным аккумулированием электроэнергии предпочтительнее для потребителей со значительным объёмом тепловых нагрузок поскольку эффективность непосредственного преобразования электроэнергии от фотоэлектрических модулей в тепловую энергию выше, чем эффективность ее теплового преобразования через промежуточное звено - электрохимическую батарею. В работе предложен принцип создания интеллектуальных электротепловых контроллеров, обеспечивающий работу фотоэлектростанции в режиме максимальной мощности.

1. Бутузов В.А. Солнечное теплоснабжение: статистика мирового рынка и особенности российского опыта // Теплоэнергетика. 2018. No 10. С. 78–88.

2. Свидерская О.В. Основы энергосбережения // ТетраСистемс. 2019. 176c.

3. Nazri N.S, et al. Energy economic analysis of photovoltaic thermal-thermoelectric (PVTTE) air collectors // Renewable and Sustainable Energy Review. 2018. V. 92. pp. 187-97.

4. Эльмохлави А.Э., Очков В.Ф., Казанджан Б.И. оценка производительности и энергоэффективности интегрированного солнечного комбинированного цикла электростанции // Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2019. Т.21(1-2). С. 43-54.

5. Nazri N.S, et al. Mathematical modeling of photovoltaic thermal thermoelectric (PVTTE) air collector // International Journal of Power Electronics and Drive Systems (IJPEDS). 2018. Vol. 9. N.2. pp. 795-802.

6. Fudholi A, et al. Review on energy and energy analysis of solar air heater // International Journal of Power Electronics and Drive Systems (IJPEDS). 2018. V. 9. no. 1. pp. 420-26.

7. Fudholi A., et al. Review on solar collector for agricultural produce // International Journal of Power Electronics and Drive Systems (IJPEDS). 2018. V. 9. no. 1. pp. 414-19.

8. Fudholi A., et al. Primary study of tracking photovoltaic system for a mobile station in Malaysia // International Journal of Power Electronics and Drive Systems (IJPEDS). 2018. V. 9(1). pp. 427-32.

9. Абасс А.З., Павлюченко, Д.А., Кобобель, И.В. Перспективы использования солнечной энергии в Ираке // Вестник Казанского Государственного Энергического Университета. 2020.Т(45) №1.С. 63-70.

10. Абасс А.З., Павлюченко Д.А., Балабанов А.М., и др. Включение в парогазовый цикл газотурбинных электростанций ирака солнечной энергии как способ решения дефицита мощности энергосистемы страны // Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2020. Т. 22(2). С. 98-107.

11. Лукутин Б.В., Муравьёв Д.И. Перспективы децентрализованных систем электроснабжения постоянного тока с распределённой солнечной генерацией // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2020.Т. 331. No 6. URL: http://catalog.lib.tpu.ru/catalogue/simple/document/RU/TPU/book376831.

12. Секретарев Ю.А., Панова Я.В. Выбор и принятие Решений в электроэнергетике // Новосибирск, 2018.

13. Мировые тарифы: газ, бензин, и электроэнергия. Электронный ресурс. Доступно по URL: antonio-merloni.ru/world-gas-tariffs (Ссылка активна на: 22.22.2022).

14. Пашкевич Р.И., Павлов К.А. Математическое моделирование комбинированной дизель-солнечной электростанции для децентрализованного электроснабжения потребителей // Электрические станции. Возобновляемая энергетика. 2019. No 9. С. 30–35.

15. Лаврик А.Ю., Жуковский Ю.Л., Максимов Н.А. Определение оптимального состава резервируемой гибридной ветро-солнечной электростанции // Промышленная энергетик. 2019. No 10. С. 47–53.

16. Лукутин Б.В. Интеллектуальные системы электроснабжения с ветровыми и солнечными электростанциями. // Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2019. 115 с.

17. Ахмед З. Абасс, Павлюченко Д.А., Лесс В.М. Математическая модель оптимального размещения гибридной электростанции с комбинированным циклом // Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2021. Т. 23. No 1. С. 1832. doi:10.30724/1998-9903-2021-23-1-18-32.

18. Iraq. Power engineering // Polpred. com. № 3607553. doi: polpred.com>news/?cnt=618/sector=19.

19. NASA Surface Meteorology and Solar Energy. Available at: //www.instesre.com/Solar/grid.cgi.htm (accessed 26.02.2022).

20. Лукутин Б.В., Кадхим К.Х. Фотоэлектрические электростанции с электрохимическим и тепловым накопителем энергии в Ираке // Томского политехнического университета Geo Аssets Engineering, 2021. Т.332(1). С.174-183.