Повышение эффективности систем аккумулирования энергии солнечных электростанций

Команда

Мы очень дружная и продуктивная команда! Каждый из нас уникален, что делает работу над этим проектом не только познавательной, но и интересной. Абсолютно все заинтересованы в этом проекте, ведь благодаря ему мы сможем открыть для себя что-то новое.

  • Лубянов Егор
    Инженер
    Привет!
    Я люблю представлять проекты, а также не плохой инженер
    Интересный факт: я продал вовремя bitcoin и не прогорел Подскажите, покупать эфириум?
  • Серова Диана
    3D-моделист
    3D модели, физические расчеты - мой обычный день
    И да, в этом году у меня произошло 12 и произойдёт как минимум 2 крупные поездки на конкурсы, форумы и смены.
  • Миськов Иван
    Программист
    Всем привет! Я полюбил энергетику
    еще с 7 класса, создаю свои электроустановки
    Кроме того мне нравится выступать,
    программировать и создавать что-то новое
  • Савинкина Ксения
    Дизайнер
    Силы, цифры, буквы...
    Аналитика и физика это нечто!
    Люблю когда много цифр)
    Кстати, меня затянуло в
    энергетику после смены, на
    которую изначально не хотела
    ехать
  • Мы не только отдыхаем, но ещё и работаем!
  • Несмиянова София
    Программист
    Программирование и математика -
    это моё всё!
    Программирую 2 года на языке
    Assembler
    Умею писать коды на 5 языках)
  • Синицын Дмитрий
    Аналитик
    Обожаю физику и химию
    Ни один электрон не проскочит
    мимо меня
    Факт: изучил учебник по химии за
    8 класс примерно за 2 недели
  • Чаплыгина Ольга
    Конструктор
    Я люблю конструировать, а потом
    анализировать то, что получилось
    На минуточку, в 2023 году
    приняла участие в 18
    конференциях с проектами!
  • Николаев Вячеслав
    Радиоинженер
    Я паяю каждый день, печатаю платы и собираю на них электросхемы
    Радиоинженер - вот моё призвание
    Кстати, я 2 года пропускал через себя и других людей 80 тысяч вольт))
Педагоги
Люди, которые помогали и поддерживали нас на протяжении всего проекта.
  • Глушкова Татьяна Сергеевна
    Наставник проекта
    Руководитель Центра программ ранней профессионализации Корпоративного университета РусГидро
  • Долбилов Григорий
    Стажер
    Межгалактический трансформер
  • Васьков Алексей Геннадьевич
    Преподаватель
    Кандидат технических наук, доцент, заведующий лабораторией систем управления солнечно-дизельными комплексами НИУ «МЭИ»
    VaskovAG@mpei.ru
Консультировали:

  • Краевой Александр Сергеевич, начальник Управления программ устойчивого развития Департамента проектного инжиниринга ПАО «РусГидро»
  • Костин Сергей Константинович, заместитель генерального директора Фонда «Московский инновационный кластер»
  • Кузнецов Андрей Леонидович, ведущий эксперт Управления инновационного развития Департамента инноваций ПАО «РусГидро»

О проекте

Актуальность

Развитие более эффективных систем аккумулирования автоматизированного гибридного энергокомплекса позволит снизить стоимость хранения энергии, а также повысится надежность работы этих комплексов в децентрализованной системе энергообеспечения.

Проблема
Во время резкого изменения нагрузки в энергокомплексе, в состав которого входят солнечные электростанции, возникает скачок тока, на который не успевает реагировать инвертор. В результате чего может произойти отключение нагрузки, но в любом случае, на аккумулятор поступают высокие пусковые токи, что сокращает срок его службы.

Задачи
Сбор и изучение информации
Разбор принципов работы АГЭК
ПАО "РусГидро"
Изучение текущего положения ПАО "РусГидро" в сфере энергетики
Аналитика
Аналитика и систематизация полученной информации, выявление проблемы
Идея решения
Разработка гипотезы решения поставленной проблемы
Расчеты
Подбор параметров для модели АГЭК
Проектирование
Создание чертежа модели АГЭК
Сборка
Сборка и программирование модели АГЭК
Тестирование модели
Проведение тестовых запусков и доработка
Перспективы развития
Создание рекомендаций для внедрения системы
Теория
Преимущества СЭС

1) Удобство эксплуатации

2) Неисчерпаемость ресурса

3) Отсутствие затрат на ресурсы

4) Экологичность

5) Бесшумность

6) Безопасность

7) Гибкость в использовании

Недостатки СЭС

1) Мало специалистов

2) Короткий срок службы

3) Низкая эффективность

4) Сложность в утилизации

5) Зависимость от внешних факторов

6) Большие затраты площади

7) Устаревшее произодство солнечных панелей

Автоматизированный гибридный энергокомплекс (АГЭК)

автономный модульный объект энергосервиса, обеспечивающий энергоснабжение посредством дизельной электростанции, а также станции возобновляемой энергии на базе солнечных батарей
В его состав входят дизельные и солнечные электрические станции, аккумулятор, зачастую свинцово-кислый, инвертор, а также потребитель.
Идеи решения
Использование суперконденсатора (ионистора). Суперконденсатор — это источник не постоянной - импульсной мощности. Она ограничена лишь эквивалентным внутренним сопротивлением, которое позволяет элементу работать, фактически, на токах короткого замыкания.
Благодаря этому сглаживается максимальный (пусковой) ток на аккумуляторе, из-за чего его срок службы увеличивается.
В состав нашего испытательного стенда (модель АГЭК) в качестве источника энергии включены 10 солнечных панелей общей мощностью 300 Вт. Они вырабатывают электроэнергию, которая затем передается в контроллер осуществляющий контроль заряда аккумулятора. Затем энергия накапливается в аккумуляторе. В схеме имеется суперконденсатор для снижения высоких пусковых токов нагрузки, после него электроэнергия поставляется потребителю (лампочки и электродвигатели в нашем случае), проходя через инвертор для преобразования постоянного тока в переменный.
Описание стенда
SPA media center presented
Включая на стенде разные типы нагрузки с помощью датчиков тока (амперметров) мы в реальном времени видим значения токов. Сравнивая величину тока до суперконденсатора и после мы и делаем вывод об эффективности его применения вместе с аккумулятором в модели АГЭК.
Расчёты

43,5°

оптимальный угол наклона солнечных панелей для ОЦ "Сириус"

2.4 года

окупаемость одной солнечной панели за срок службы

74,5 кВт*ч

производительность одной батареи за год

Мы провели два опыта измерив пусковой ток на аккумуляторе с ионистором и без него, использовав различные нагрузки. Используя суперконденсатор, мы уменьшили пусковой ток.
Дальнейшее развитие проекта
Для определения эффективности использования суперконденсатора на реальном АГЭК следующим шагом работы над проектом станет оценка снижения пускового тока суперконденсатором.
Для каждого типа нагрузки пропорционально необходимо будет выяснить, насколько пусковые токи превышают предельные для аккумулятора. Вычислить, какое количество суперконденсаторов нужно для компенсации разницы. После этого мы оценим время уменьшения срока службы аккумуляторов при экстремальных токах на нем.
Вычислим, за сколько окупится установка суперконденсаторов исходя из того, что они вечные.

Так же мы планируем показать наш макет сотрудникам ПАО"РусГидро".

Фотоальбом