Автономная система питания - Stand-alone power system

Схема гибридной системы

А автономная энергосистема (SAPS или же СПС), также известный как источник питания удаленных районов (РАПС), является вне сетки электричество система для мест, которые не оснащены распределение электроэнергии система. Типичные SAPS включают один или несколько методов производство электроэнергии, хранилище энергии, и регулирование.

Электричество обычно вырабатывается одним или несколькими из следующих способов:

Хранилище обычно реализуется как аккумуляторная батарея, но существуют и другие решения, включая топливные элементы. Мощность, потребляемая непосредственно от батареи, будет постоянный ток сверхнизкое напряжение (DC ELV), и это используется особенно для освещения, а также для приборов постоянного тока. An инвертор используется для генерации переменного тока низкое напряжение, с которыми можно использовать более типичные приборы.

Типичный автономный солнечная фотоэлектрическая система на очистных сооружениях в Santuari de Lluc, Испания

Автономный фотоэлектрические системы питания не зависят от инженерная сеть и может использовать только солнечные батареи или может использоваться вместе с дизельным генератором, ветряной турбиной или батареями.[1][2]

Типы

Два типа автономных фотоэлектрических систем питания - это система с прямым подключением без батарей и автономная система с батареями.

Система с прямой связью

Базовая модель системы с прямым подключением состоит из солнечной панели, подключенной непосредственно к нагрузке постоянного тока. Поскольку в этой установке нет батарейных блоков, энергия не накапливается и, следовательно, она способна питать обычные устройства, такие как вентиляторы, насосы и т. Д., Только в течение дня. MPPTs обычно используются для эффективного использования энергии Солнца, особенно для электрических нагрузок, таких как поршневые водяные насосы. Согласование импеданса также рассматривается как критерий проектирования в системах с прямой связью.[1][3]

Автономная система с батареями

Схема автономной фотоэлектрической системы с аккумулятором и зарядным устройством

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

  • Емкость и автономность накопителя энергии: Для хранения энергии, когда имеется избыток энергии, и для обеспечения ее при необходимости.
  • Стабилизация напряжения и тока: Обеспечивает стабильный ток и напряжение за счет устранения переходных процессов.
  • Скачки напряжения питания: для обеспечения импульсных токов нагрузкам, например двигателям, при необходимости.[4]

Гибридная система

Смотрите также: Гибридная мощность, Гибридная система возобновляемой энергии, Солнечная гибридная энергосистема, и Гибридная ветроэнергетическая система

В гибридная силовая установка представляет собой полную систему электропитания, которую можно легко настроить для удовлетворения широкого спектра потребностей в удаленном питании. Система состоит из трех основных элементов - источника питания, аккумулятор, и центр управления питанием. Источники для гибридная мощность включают Ветряные турбины, дизель генераторы, термоэлектрические генераторы и солнечные фотоэлектрические системы. Батарея обеспечивает автономную работу, компенсируя разницу между производством электроэнергии и ее использованием. Центр управления питанием регулирует выработку энергии из каждого из источников, контролирует потребление энергии 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 необходимо сделать для повышения производительности, но если данные не сообщаются должным образом, усилия напрасны. Чтобы быть полезным, отчет о мониторинге должен содержать информацию о соответствующих аспектах работы в терминах, понятных третьей стороне. Необходимо выбрать соответствующие параметры производительности, а их значения постоянно обновлять с каждым новым выпуском отчета. В некоторых случаях может быть полезно контролировать производительность отдельных компонентов, чтобы уточнить и улучшить производительность системы, или своевременно предупреждать о потере производительности для профилактических действий. 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 предоставила набор стандартов мониторинга, который называется «Стандарт для мониторинга производительности фотоэлектрических систем» (IEC 61724 ). Основное внимание уделяется электрические характеристики фотоэлектрической системы и он не касается гибридов и не предписывает метод обеспечения справедливости оценок производительности.[8]

Оценка эффективности

Оценка эффективности включает:

  • Сбор данных, который представляет собой простой процесс измерения параметров.
  • Оценка этих данных таким образом, чтобы предоставить полезную информацию.
  • Распространение полезной информации до конечного пользователя.[7]

Проблемы, связанные с загрузкой

Выявленный широкий спектр проблем, связанных с нагрузкой, подразделяется на следующие типы:

  • Неправильный выбор: Некоторые нагрузки нельзя использовать с автономными фотоэлектрическими системами.
  • Электропроводка дома: Неадекватная или некачественная проводка и защитные устройства могут повлиять на реакцию системы.
  • Низкая эффективность: Нагрузки с низким КПД могут увеличить потребление энергии.
  • Резервные нагрузки: Дежурный режим некоторых нагрузок тратит энергию.
  • Запускать: Высокий ток, потребляемый некоторыми нагрузками во время запуска Пики тока во время запуска могут временно перегрузить систему.
  • Реактивная сила: Циркуляционный ток может отличаться от тока, потребляемого при использовании емкостной или индуктивной нагрузки.
  • 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 меньшей мощности, общий КПД снижается.[9]

Галерея

  • Парковочный счетчик на солнечной энергии

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б «Автономные фотоэлектрические системы». Renewable-energy-sources.com. Архивировано из оригинал на 2011-07-13. Получено 2011-07-21.
  2. ^ «АВТОНОМНАЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, ПРИМЕР: РЕЗИДЕНЦИЯ В ГАЗЕ» (PDF). trisanita.org. Архивировано из оригинал (PDF) на 2012-04-26. Получено 2011-07-21.
  3. ^ "Автономные фотоэлектрические системы". eai.in. Получено 2011-07-21.
  4. ^ «Аккумуляторы и контроль заряда в автономных фотоэлектрических системах - основы и применение» (PDF). localenergy.org. Получено 2011-07-21.
  5. ^ Badwal, Sukhvinder P. S .; Giddey, Sarbjit S .; Маннингс, Кристофер; Bhatt, Anand I .; Холленкамп, Энтони Ф. (24 сентября 2014 г.). «Новые технологии электрохимического преобразования и хранения энергии». Границы химии. 2. Дои:10.3389 / fchem.2014.00079. ЧВК  4174133. PMID  25309898.
  6. ^ Джинн, Клэр. «Выбор энергии и сочетание: гибридные системы - следующая большая вещь?». www.csiro.au. CSIRO. Получено 9 сентября 2016.
  7. ^ а б «Руководство по мониторингу автономных фотоэлектрических систем: методология и оборудование». iea-pvps.org. Получено 2011-07-21.
  8. ^ «Мониторинг производительности фотоэлектрических систем - Руководство по измерению, обмену данными и анализу». Стандарт МЭК 61724, Женева: 37. 1998.
  9. ^ «Использование техники в автономных фотоэлектрических системах электроснабжения: проблемы и решения». iea-pvps.org. Получено 2011-07-21.

внешняя ссылка