Статья поступила в редакцию 22.09.15. Ред. per. № 2357
The article has entered in publishing office 22.09.15. Ed. reg. No. 2357
УДК 621.311
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНЫХ ФОТОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК: РЕЗУЛЬТАТЫ МОНИТОРИНГА И ПРОГНОЗА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
1 2 2 Т. С. Габдерахманоеа , С.В. Киселева , С.И. Зайцев ,
А.Б. Тарасенко1, В.П. Шакун2
Объединенный институт высоких температур РАН РФ 125412, Москва, ул. Ижорская, д. 13, стр. 2 тел.: +7 (495) 485-93-90
2МГУ имени М.В. Ломоносова РФ 119991, ГСП-1 Москва, Ленинские горы, д. 1, корп. 19 тел.: +7 (495) 939-42-57; e-mail: tts_91@mail.ru
doi: 10.15518/isjaee. 2015.19.006
Заключение совета рецензентов: 01.10.15 Заключение совета экспертов: 15.10.15 Принято к публикации: 23.10.15 : §
В работе изложены некоторые результаты мониторинга автономной фотоэлектрической установки за двухлетний период эксплуатации. Приводятся основные принципы функционирования и состав системы мониторинга экспериментальной фотоэлектрической установки, а также перечень регистрируемых параметров.
Показаны результаты верификации (сравнения) данных о солнечной радиации из базы данных NASA SSE и значений суммарной солнечной радиации, приходящей на приемную поверхность фотоэлектрических модулей, полученных в ходе опытной эксплуатации ФЭУ на площадке научно-исследовательской лаборатории ВИЭ МГУ в течение 2013-2014 гг.
Описаны характеристики использованной в работе инженерной методики, предназначенной для оценки производительности фотоэлектрической установки; проведено сравнение расчетных результатов с экспериментальными, подтверждающее адекватность применения методики.
Рассмотрены некоторые аспекты опытной эксплуатации ФЭУ, имеющие существенное значение для функционирования систем мониторинга и эксплуатации ФЭУ.
Ключевые слова: солнечная энергетика, фотоэлектрические системы, мониторинг фотоэлектрической установки, инженерная методика.
USE OF SOLAR PHOTOVOLTAIC SYSTEMS: MONITORING AND PERFORMANCE EVALUATION RESULTS
T.S. Gabderakhmanova1, S.V. Kiseleva2, S.I. Zaytsev2,
1 2 A.B. Tarasenko , V.P. Shakun
'Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences 2 Bd., 13 Izhorskaya st., Moscow, 125412 Russian Federation ph.: +7 (495) 485-93-90 2Lomonosov Moscow State University 1-19 Leninskiye Gory, Moscow, GSP-1, 119991 Russian Federation ph.: +7 (495) 939-42-57, e-mail: tts_91@mail.ru
doi: 10.15518/isjaee. 2015.19.006 Referred 1 October 2015 Received in revised form 15 October 2015 Accepted 23 October 2015
The paper presents some monitoring results of the stand-alone PV system over a two-year period of operation. The structure and basic principles of the experimental PV plant monitoring system as well as a list of registered parameters are described.
ra6depaxMaHoea T.C., Киceлeвa C.B., 3aü^e С.И., TapaceHKo А.Б., Шaкyн В.П. Использование солнечных установок.
The verification results of solar radiation data from the NASA SSE database and the values of total solar radiation incident on the PV module's surface are shown. These results were obtained in the PV experimental operation on the basis of the Renewable Energy Research Laboratory of the Lomonosov Moscow State University during 2013-2014.
The characteristics of the engineering methodology for assessing performance of the PV system, used in the work, were described. The comparison of the calculated and experimental results confirms the adequacy of the methodology.
The paper shows a number of aspects found during the PV system trial operation, which are essential for the PV system and monitoring system operation.
Keywords: solar energy, photovoltaic systems, photovoltaic installation monitoring, engineering method.
Гaбдepaxмaнoвa Tamb!m Cepгeeвнa Tatiana S. Gabderakhmanova
Сведения об авторе: аспирант, младший научный сотрудник лаборатории возобновляемых источников энергии Объединенного института высоких температур РАН.
Образование: Волгоградский государственный аграрный университет, электроэнергетический факультет (2013).
Область научных интересов: возобновляемые источники энергии, солнечная энергетика, энергоэффективные дома.
Публикации: 12.
Information about the author:
postgraduate, junior researcher of the Renewable energy laboratory (Joint Institute for High Temperatures of the RAS).
Education: Volgograd State Agricultural University, Faculty of Electrical Engineering.
Research area: Renewable energy, solar energy, energy efficient houses.
Publications: 12.
м,
- С -'м1
с о
Kuceлeвa Co3bя Baлeнmuнoвнa Sofia V. Kiseleva
Зaйцeв Cep#eü Иштвт Sergey I. Zaytcev
Сведения об авторе: канд. физ.-мат. наук, ведущий научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории возобновляемых источников энергии географического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.
Образование: физический факультет МГУ (1987) и аспирантура того же факультета (1990).
Область научных интересов: возобновляемые источники энергии, оценка ресурсов ВИЭ, лабораторное моделирование динамических процессов в океане.
Публикации: более 70, в том числе патентов на изобретения.
Сведения об авторе: канд. физ.-мат. наук, ведущий научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории возобновляемых источников энергии географического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.
Образование: Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, физический факультет.
Область научных интересов: возобновляемые источники энергии, лабораторное моделирование процессов газообмена между океаном и атмосферой.
Публикации: более 70, в том числе патентов на изобретения.
Information about the author:
PhD (physics and mathematics), senior researcher of the Renewable Energy Sources Laboratory (Lomonosov Moscow State University, Faculty of Geography).
Education: Physics faculty of Lomonosov Moscow State University.
Research area: renewable energy sources; resource evaluation, ecology-geographical aspects of renewable energy; laboratory modeling of ocean and atmosphere's dynamical process.
Publications: over 70, including patents.
Information about the author:
PhD (physics and mathematics), senior researcher of the Renewable Energy Sources Laboratory (Lomonosov Moscow State University, Faculty of Geography).
Education: Physics faculty of Lomonosov Moscow State University.
Research area: renewable energy sources, laboratory modeling of gas exchange between the ocean and the atmosphere.
Publications: over 70, including patents.
-О
N
là
Тарасенко Алексей Борисович Aleksey B. Tarasenko
Сведения об авторе: младший научный сотрудник лаборатории алюмоводородной энергетики Объединенного института высоких температур РАН.
Образование: Московский инженерно-физический институт (МИФИ), факультет теоретической и экспериментальной физики.
Область научных интересов: возобновляемые источники энергии: солнечная энергетика, накопители энергии, опреснительные установки, водородная энергетика.
Публикации: более 25.
Information about the author: junior researcher of the Laboratory of Alumohydrogen Energy (Joint Institute for High Temperatures of the RAS).
Education: Moscow Engineering Physics Institute, Faculty of Theoretical and Experimental Physics.
Research area: renewable energy, solar energy, energy storage, desalination plants, hydrogen energy.
Publications: over 25.
Шакун Владимир Петрович Vladimir P. Shakun
Сведения об авторе: инженер исследовательской лаборатории возобновляемых источников энергии географического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.
Образование: Московский государственный педагогический университет, математический факультет.
Область научных интересов: возобновляемые источники энергии; оценка ресурсов ВИЗ; геоинформатика, геоинформационные системы.
Публикации: 7.
Information about the author: engineer of the Renewable Energy Sources Laboratory (Lomonosov Moscow State University, Faculty of Geography).
Education: Moscow State Pedagogical University, Faculty of Mathematics.
Research area: renewable energy resource assessment, geoinformatics, geographic information systems.
Publications: 7.
M, - С -'m1
с о
Введение
В настоящее время на территории РФ реализован ряд пилотных проектов автономных и сетевых солнечных энергоустановок (СЭУ). Для технико-экономических оценок и усовершенствования методов проектирования подобных установок представляется необходимым проведение мониторинга их работы.
Важным направлением исследований, логически связанным с мониторингом, является разработка инженерных методик проектирования СЭУ, прогнозирования их производительности и степени покрытия нагрузки. При этом большие сложности возникают в связи с недостаточностью или отсутствием метеорологической и актинометрической информации в местах работы установок. Эта проблема требует анализа данных наземных наблюдений и математического моделирования с различной пространственной и временной детализацией.
Состав автономной солнечной энергоустановки НИЛ ВИЭ МГУ
На базе научно-исследовательской лаборатории возобновляемых источников энергии МГУ имени М.В. Ломоносова (НИЛ ВИЭ) в 2012 году была создана опытно-демонстрационная автономная фотоэлектрическая установка (ФЭУ), предназначенная для решения следующих задач:
• поиска технических решений для систем автономного энергоснабжения с применением фотоэлектрических модулей (ФЭМ);
• экспериментальной проверки разработанной инженерной методики проектирования;
• получения актуальной информации об энергетических показателях работы ФЭМ, аккумуляторных батарей (АКБ) и установки в целом для оценки эффективности эксплуатации аналогичных систем в условиях г. Москвы.
В состав установки входят следующие элементы:
• ФЭМ М8'^180 «Солнечный ветер» (2 шт.);
• контроллер заряда Могт^1аг 8ишауег МРРТ 15 А (24 В);
• аккумулятор гелевый свинцово-кислотный РгоБо1аг-К КА12-260Б0 фирмы Ийаг (2 шт.).
В качестве нагрузки используются светодиодные светильники суммарной мощностью 26 Вт или лампы накаливания суммарной мощностью 320 Вт (есть возможность регулирования нагрузки).
Система управления и сбора данных реализована на о
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.