Абдикен Д.М., Каверин В.В.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ГИБРИДНОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ *
Аннотация:
с учетом политических выводов казахстанских политиков и принятой Стратегии Казахстан-2050 доля возобновляемых источников энергии в энергетическом комплексе Казахстана увеличится. В связи с этим системная интеграция альтернативных источников энергии в энергетическую структуру является очень важным вопросом. На наш взгляд, наиболее основным вариантом включения возобновляемых источников энергии в состав комплекса является развитие малой сельской энергетики через системы возобновляемых источников энергии. Таким образом, строительство и массовая интеграция подстанций, способных питаться электроэнергией малых поселений, позволит существенно сэкономить государству при закупе импорта энергии для ликвидации дефицита электроэнергии на территории Казахстана, а также при реализации массового подхода к развитию альтернативных источников энергии, повысить самостоятельность Национального энергетического комплекса Казахстана.В данной работе рассмотрены принципы, выбора и функционирования систем электроснабжения с использованием возобновляемых источников энергии. Проведя исследование Баянаульского района, я пришел к выводу, что целесообразно использовать гибридную систему электроснабжения, основанную на использовании солнечных электростанций, ветряных электростанций. Выбраны необходимые установки для ветряной электростанции с солнечными электростанциями.
Ключевые слова:
возобновляемые источники, солнечная инсоляция, ветряная электростанция, инвертор, гибридная система электроснабжения
Энергетика — одна из ключевых отраслей, определяющих устойчивое развитие экономики и общества. В условиях возрастающего внимания к экологическим аспектам производства и использования энергии, возобновляемые источники становятся все более актуальными. Они позволяют не только минимизировать углеродный след, но и обеспечивать энергетическую независимость регионов. Цель данной статьи — разработка схемы электроснабжения на основе возобновляемых источников энергии для фермерского хозяйства в Баянаульском районе Павлодарской области.Анализ потенциала возобновляемых источников энергии. Климатические условия Казахстана предоставляют уникальные возможности для использования солнечной и ветровой энергии. В Баянаульском районе, согласно данным местной метеостанции, средняя скорость ветра составляет 3,5–4,0 м/с, а в ветреные периоды превышает 4 м/с, что делает использование ветроэнергетических установок оправданным. Географическое расположение района также обеспечивает высокую солнечную инсоляцию и большое количество солнечных часов в году, что способствует эффективному применению солнечных панелей.Выбор оборудования для гибридной системы. Для создания комбинированной системы электроснабжения были выбраны следующие ключевые компоненты:Ветряная установка Exmork:Номинальная мощность: 5000 Вт,Номинальная скорость ветра: 7 м/с,Диаметр ротора: 5 м.Солнечные панели NEOSUN™ Ultra M8 144:Мощность: 550 Вт. Солнечные панели представляют собой полупроводниковые устройства, преобразующие солнечную энергию в постоянный ток. Их высокие эксплуатационные характеристики обеспечивают стабильную работу даже в условиях переменной инсоляции.Аккумуляторная система NEOSUN HOME ESS:Тип батареи: литий-ионная,Емкость: 5,7 кВт·ч (0,5С). Эта система обеспечивает накопление энергии, вырабатываемой ветром и солнцем, и является надежным источником питания при отсутствии энергии от возобновляемых источников.4. MPPT-контроллер EPEVER (EpSolar) AN. Контроллер управляет процессами зарядки и разрядки аккумуляторов, оптимизируя их работу.5. Инвертор Fronius Eco 25.0-3-S. Номинальная выходная мощность: 25000 Вт. Функция преобразования постоянного напряжения 12/24 В в переменное напряжение 220 В.Конструкция и работа гибридной системы. Гибридная система основана на интеграции солнечных панелей и ветряной установки. В дневное время основное энергоснабжение обеспечивается солнечными панелями, а в периоды ветреной погоды используется энергия ветра. Избыточная энергия аккумулируется в литий-ионных батареях, что позволяет поддерживать электроснабжение в ночное время или в условиях неблагоприятной погоды. Все элементы системы работают согласованно благодаря MPPT-контроллеру и инвертору, которые оптимизируют работу компонентов и обеспечивают стабильное энергоснабжение.Заключение. В рамках исследования были рассмотрены и проанализированы особенности применения возобновляемых источников энергии в условиях фермерского хозяйства Баянаульского района. Разработанная гибридная система электроснабжения включает ветряные установки, солнечные панели, аккумуляторную систему, контроллер и инвертор, каждый из которых был выбран с учетом климатических и технических особенностей региона. Полученные результаты демонстрируют, что такая система может обеспечить надежное и экологически чистое энергоснабжение фермерских хозяйств, что способствует развитию устойчивой энергетики и снижению зависимости от традиционных источников энергии.
Номер журнала Вестник науки №12 (81) том 3
Ссылка для цитирования:
Абдикен Д.М., Каверин В.В. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ГИБРИДНОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ // Вестник науки №12 (81) том 3. С. 1946 - 1950. 2024 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/19981 (дата обращения: 23.06.2025 г.)
Вестник науки © 2024. 16+