Сегодня существует большое количество потребителей, для которых является невозможным получаться электрическую энергию от централизованных сетей. В таких условиях чаще всего используют дизель-генераторные установки (ДГУ), которые обладают рядом недостатков – непродолжительным временем непрерывной работы, необходимостью вывода на ремонт, закупкой углеводородного топлива. Следует отметить, что в некоторых случаях доставка топлива может в разы превышать его стоимость. Поэтому минимизация использования ДГУ является актуальной задачей. Одним из решений проблемы эффективного электроснабжения является применение ЭТК с ФЭС.
В данной статье представлена разработанная [1, с.21] схема ЭТК с ФЭС для электроснабжения автономного потребителя (рисунок 1).
Рисунок 1 – Обобщенная схема с независимым соединением АКБ – ФЭС
В состав схемы входят следующие элементы:
В – блок аккумуляторных батарей;
PV – фотоэлектрические модули;
ДВС – двигатель внутреннего сгорания;
Г – генератор;
1,2,3 – ключи переключения;
DC/DC – конвертор напряжения;
AC/DC – инвертор переменного напряжения в постоянной напряжение;
DC/AC – инвертор постоянного напряжения в переменное напряжение;
Control block – блок контроля и управления.
Кроме того в состав схему входят датчики тока и напряжения, ёмкостной фильтр. Такая схема может использоваться при заведомо известных условиях постоянно активной нагрузки. Для выполнения этого условия необходимо проводить комплексный анализ графиков нагрузки потребителей.
Первичным источником электроэнергии в данной схеме являются фотоэлектрические модули, которые имеют постоянное подключение через ключ и конвертор DC/DC с широким входом, который служит для отбора точки максимальной мощности и для согласования параметров напряжения сети и ФЭМ. Мощность ФЭМ выбирается по средней мощности усредненных суточных графиков нагрузки потребителя.
Блок АКБ имеет соединение с ФЭМ и сетью через конвертор DC/DC. АКБ служит для снабжения потребителей в ночные часы, емкость АКБ рассчитывается исходя из его ночного энергопотребления.
ДГУ служит добавочным и резервирующим источником питания, компенсируют часы максимума.
Принцип работы ЭТК заключается в постоянном питании потребителей от ФЭМ в дневные часы, при этом, задача ФЭМ также заключается в зарядке блока АКБ. Как только приходит сигнал о том, что АКБ заряжена, то система управления отключает АКБ от сети, тем самым вся вырабатываемая электроэнергии на ФЭМ идет на питание потребителей. В случае увеличения тока нагрузки из-за подключения большего числа потребителей, либо из-за изменения погодных условий, ДГУ начинает компенсировать провалы напряжения.
Для данной схемы, в зависимости от места расположения объекта, в систему управления закладывается временной интервал подключения к сети АКБ. В случае разрядки АКБ нагрузку также компенсирует ДГУ.
Библиографический список
- Яковлева Э.В. Электротехнический комплекс для электроснабжения геологоразведочных работ с использованием солнечной электростанции: автореферат дис. канд. тех. наук: защищена 17.06.2013 / Яковлева Эмилия Владимировна. СПб., 2013. 21 с.