Разработка фотоэлектрической станции работающей в условиях неравномерного освещения.

РЕФЕРАТ………………………………………………………………………
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………. 4
РАЗДЕЛ 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТАНОВОК……………...12
1.1 Современное состояние и направления развития фотоэлектрических энергоустановок……...…………………………………………………………….12
1.2 Анализ основных технических средств повышения энергетической эффективности промышленных фотоэлектрических установок………...…….17
1.3 Анализ существующих способов отбора электрической энергии от фотоэлектрических установок, работающих в условиях неравномерной освещенности………………………………………………………………………25
РАЗДЕЛ 2. ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ АНАЛИЗА ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СОЛНЕЧНЫХ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТАНОВОК, РАБОТАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ НЕРАВНОМЕРНОГО ОСВЕЩЕНИЯ…………………………….35
2.1 Математическая модель солнечного элемента…………………………….35
2.2 Теоретический анализ физических процессов в СФУ, работающих в условиях равномерного и неравномерного освещения при последовательной коммутации СЭ……………………………………………………………………42
2.3 Теоретический анализ физических процессов в СФУ, работающих в условиях равномерного и неравномерного освещения при параллельной и смешанной коммутации СЭ………………………………………………………..53
РАЗДЕЛ 3. РАЗРАБОТКА СПОСОБА И УСТРОЙСТВА ОТБОРА МАКСИМАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ И СОГЛАСОВАНИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ МАССИВОВ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ, РАБОТАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ НЕРАВНОМЕРНОЙ ОСВЕЩЕННОСТИ………………………..74
3.1 Способ повышения эффективности отбора электрической энергии от массивов фотоэлектрических модулей…………………………………………...75
3.2 Разработка функциональной схемы УСФМ……………………………….80
3.3 Разработка принципиальной схемы УСФМ………………………………..83
3.3.1 Разработка повышающего DC-DC преобразователя 84
3.3.2 Разработка инверторного преобразователя с гальванической развязкой.92
3.3.3 Разработка электронно-вычислительного устройства 101
3.3.4 Разработка понижающего DC-DC преобразователя 104
3.3.5 Разработка вспомогательных элементов 109
3.3.6 Построение принципиальной схемы УСФМ 114
3.3.7 Алгоритм работы ЭВУ 116
3.4 Разработка макетного и полупромышленного образца УСФМ 116
ЗАКЛЮЧЕНИЕ… 143
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………….. 147

Весь текст будет доступен после покупки

В настоящее время в мире все большее распространение получают энергоустановки, работающие от возобновляемых источников энергии, среди которых, одними из наиболее перспективных представляются установки, использующие энергию солнечного излучения. Преимуществами этого источника энергии являются экологичность, что позволяет использовать его практически в любых масштабах, не принося ущерба окружающей среде, а также «доступность почти в каждой точке нашей планеты, различаясь по плотности излучения не более чем в два раза» [17].
В Российской Федерации достаточно много районов, где среднегодовой приход солнечной энергии составляет 4-5 кВт·ч на квадратный метр в сутки, этот показатель является довольно высоким и соизмеримым с показателями в странах-лидерах по внедрению солнечных энергетических систем. Всё это говорит о целесообразности развития солнечной энергетики в нашей стране. К тому же модульная конструкция фотоэлектрических установок позволяет их проектировать практически на любую мощность, что делает эти установки универсальным и надежным решением, находящим широкое применение как в промышленном производстве электроэнергии, так и в небольших системах энергообеспечения [9,14].

Весь текст будет доступен после покупки

РАЗДЕЛ 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
1.1 Современное состояние и направления развития фотоэлектрических
энергоустановок
Мировое развитие энергетических установок, работающих от ВИЭ, показывает, что одной из наиболее динамично развивающихся отраслей этого направления энергетики является солнечная фотоэнергетика. В течение последних десяти лет в мире ежегодный прирост выработки электроэнергии за счет этого источника достигает 20-30% (рисунок 1) с ожидаемым выходом к 2040 году на уровень 6,2% мирового производства электроэнергии [108,119,122,129]. Лидирующую позицию как по вводу новых мощностей солнечной энергетики, так и по установленной мощности занимает Китай. Ожидается, что установленная мощность солнечных электростанций в этой стране составит 110 ГВт к 2020 г. Интенсивный рост также ожидается в странах АТР, включая Индию, США и некоторых европейских странах, таких как Соединенное Королевство и Германия.

Рисунок 1 – Установленная мощность фотоэлектрических станций в мире
Поддержку данной отрасли оказывают как частные инвесторы, так и государства. В настоящее время, разработано большое количество новых технологий, направленных на повышение энергетической эффективности преобразования солнечной энергии в электрическую, приближая эту ветвь энергетики к рентабельности. Данные МЭА показывают, что нормированная стоимость электрической энергии (LСОЕ), генерируемая фотоэлектрическими станциями, с 2010 по 2015 г снизилась на 65%, почти «вплотную приблизившись» к аналогичному показателю ископаемых видов топлива [17,27]. Подтверждением этих данных являются результаты проведенного исследования Blооmbеrg nеw еnеrgу finаnсе за II квартал 2015 г., показывающие, что в некоторых странах солнечная энергетика полностью конкурентоспособна с газовой и угольной. К примеру, в Китае показатель LСОЕ солнечной энергетики составил 109 долл., в то время как «газовое электричество» стоит 113 долл. за 1 МВт·ч. В Германии LСОЕ солнечной энергетики составил 95-115 долл., газовый -118 долл., а угольный - 106 долл. за 1 МВт·ч [18,26].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Автономная система электроснабжения: пат. 2035109 Рос. Федерация: МПК H02J 7/35/ А.И. Чернышев, Ю.А. Шиняков, К.Г. Гордеев и др.; заявитель и патентообладатель НПО "Полюс". – № 5007798/07; заявл. 04.11.1991; опубл. 10.05.1995
2. Акулинин А., Смыков В. Оценка возможностей солнечной энергетики на основе точных наземных измерений солнечной радиации. – Проблемы региональной энергетики, 2008, № 1, С. 23-30.
3. Алферов, Ж.И. Тенденции и перспективы развития солнечной фотоэнергетики / Ж.И. Алферов, В. М. Андреев, В.Д. Румянцев // Физика и техника полупроводников. –2004. –Т.38. –№ 8. – С. 937-948.
4. Амелин С. А., Пульнова К. Г. Модель датчика тока на основе эффекта холла // Математическая морфология. Электронный математический и медико-биологический журнал. 2013. № 4 т. 12.
5. Амосов А.А., Дубинский Ю.А., Копченова Н.В. Вычислительные методы для инженеров: учебное пособие. М.: "Высшая школа", 1994. 544 с.: ил. с.
6. Андреев В.М. Оптимизация параметров солнечных модулей на основе линзовых концентраторов излучения и каскадных фотоэлектрических преобразователей / В.А. Андреев, Н.Ю. Давидюк, Е.А. Ионова, П.В. Покровский В.Д. Румянцев, Н.А. Садчиков // Журнал технической физики – 2010 г. – Т. 80. – Вып. 2. – С.118-125.

Весь текст будет доступен после покупки