Миннуллина А.С., Гибадуллин Р.Р.
ПРИМЕНЕНИЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ ДЛЯ АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ *
Аннотация:
в работе рассматриваются актуальные вопросы использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) для обеспечения автономного электроснабжения в условиях глобальных климатических изменений и истощения традиционных энергетических ресурсов. Авторы анализируют ключевые технологии ВИЭ, включая фотовольтаические системы, ветрогенераторы, малые гидроэлектростанции и биоэнергетику, и подчеркивают их значимость для сокращения экологического ущерба и повышения энергетической независимости. Также освещаются аспекты интеграции ВИЭ в существующие энергетические сети с помощью смарт-гридов и систем управления потреблением.
Ключевые слова:
возобновляемые источники энергии, автономное электроснабжение, экологический ущерб
.В эпоху глобальных климатических изменений и истощения ископаемых ресурсов, возобновляемые источники энергии (ВИЭ) выходят на передний план как одно из наиболее перспективных направлений в области энергетики. Особенно актуально это становится для регионов, где централизованное электроснабжение затруднено или невозможно. ВИЭ могут обеспечить надежное и экологически чистое электроснабжение, способствуя устойчивому развитию и повышению качества жизни населения.Солнечные панели, преобразующие солнечный свет в электричество, и ветрогенераторы, использующие энергию ветра, являются наиболее распространёнными ВИЭ. Малые гидроэлектростанции и биоэнергетические установки также вносят свой вклад в разнообразие источников. Эти технологии позволяют не только генерировать энергию, но и сокращать зависимость от традиционных ископаемых.Основные компоненты автономной энергоустановки на ВИЭ.Рисунок 1.Рассмотрим основные виды ВИЭ и текущее состояние их технологий.Современные солнечные панели продолжают улучшаться в плане эффективности и стоимости. Сегодня распространены кристаллические кремниевые панели, которые достигли КПД (коэффициент полезного действия) около 20-22%. Также активно развиваются тонкопленочные технологии, такие как панели на основе кадмий-теллурида (CdTe) и медь-индий-галлий-селенид (CIGS), которые обладают меньшими затратами на производство и установку. Концентраторные солнечные системы используют зеркала или линзы для фокусировки солнечной энергии на небольшую площадь, чтобы производить высокие температуры для тепловой энергии. Современные CSP-системы, такие как параболические желоба и солнечные башни, достигают высоких уровней эффективности и могут использоваться для больших масштабных энергетических проектов. Наземные ветровые турбины становятся все более мощными и эффективными. Современные модели достигают мощности от 2 до 5 МВт, а некоторые прототипы и установки на новых площадках уже приближаются к 10 МВт. Технологии улучшаются за счет более легких и прочных материалов, а также улучшенной аэродинамики лопастей.Гидроаккумулирующие станции (ГАЭС) играют важную роль в хранении энергии. Они позволяют сохранять избыток энергии, вырабатываемой другими ВИЭ (например, ветром или солнцем), путем перекачки воды в верхний резервуар и ее последующего сброса для генерации электроэнергии в периоды высокого спроса.Электростанции, работающие на твердой биомассе (древесные отходы, солома, органические отходы), становятся все более распространенными. Современные технологии газификации и пиролиза позволяют получать синтез-газ, который можно использовать для генерации электроэнергии и тепла.Интеграция возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в энергосистему является ключевым аспектом для создания устойчивого и эффективного электроснабжения. Это требует комплексного подхода, который включает в себя следующие элементы:Смарт-гриды, или "умные сети", представляют собой передовую инфраструктуру, которая использует информационно-коммуникационные технологии для оптимизации производства, распределения и потребления электроэнергии. Они позволяют интегрировать различные источники ВИЭ, такие как солнечные панели и ветрогенераторы, обеспечивая балансировку между производством и потреблением энергии.Эти системы помогают контролировать и управлять потреблением энергии в реальном времени, способствуя повышению энергоэффективности. Они могут автоматически регулировать нагрузку и распределять энергию в соответствии с текущими потребностями и доступностью ВИЭ.Гибридные системы сочетают в себе различные источники ВИЭ, такие как ветер и солнце, с традиционными источниками энергии или генераторами на основе ископаемого топлива. Это обеспечивает дополнительную надежность и способность поддерживать электроснабжение в периоды, когда возобновляемые источники недоступны.Для успешной интеграции ВИЭ необходимо разработать и внедрить стандарты и регуляции, которые будут способствовать совместимости различных систем и устройств, а также обеспечивать безопасность и надежность энергоснабжения.Интеграция ВИЭ требует не только технологических инноваций, но и изменений в законодательстве, экономических стимулов и поддержки со стороны государства. Это комплексная задача, которая включает в себя множество участников — от производителей и потребителей энергии до государственных органов и частного сектора. Только скоординированные усилия всех заинтересованных сторон позволят достичь цели создания устойчивой и эффективной энергосистемы на основе ВИЭ.Таким образом, реализация автономного электроснабжения на основе возобновляемых источников энергии требует тщательного планирования, учета местных условий и грамотного выбора технологий. При правильном подходе это позволит обеспечить стабильное и экологически чистое энергоснабжение, сократив зависимость от ископаемых источников энергии и улучшив экологическую обстановку.
Номер журнала Вестник науки №5 (74) том 3
Ссылка для цитирования:
Миннуллина А.С., Гибадуллин Р.Р. ПРИМЕНЕНИЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ ДЛЯ АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ // Вестник науки №5 (74) том 3. С. 1591 - 1595. 2024 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/14760 (дата обращения: 08.12.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2024. 16+