Силовая электроника в возобновляемой энергетике

Введение 3
Солнечная энергетика 4
Схема работы солнечной электростанции 6
Ветряная энергетика 9
Принцип работы ветроустановок 10
Схема работы ветрогенератора 11
Фиксирование скорости ветряной турбины 14
Изменение скольжения ветряной турбины 15
Заключение 16
Список литературы 16

Весь текст будет доступен после покупки

Наращивание использования возобновляемых источников энергии в мире приобрело характер глобального тренда, связанного с использованием солнечных и ветровых электростанций различного масштаба. Систему распределенной энергетики можно рассматривать как комплекс объектов распределения электроэнергии (DER).
В большинстве стран зеленые электростанции строятся с целью получения максимальной прибыли от инвестиций. За счет повышенной платы на электроэнергию, обеспечивающей окупаемость проектов и возврат инвестиции в проектные капиталы: их общая установленная мощность достигла 433 или 227Гвт соответственно.
В передовых странах, например, в Дании и Германии, они покрывают 42 % годового потребления энергии из-за того, что некоторые солнечные дни полностью заменяют выработку этих стран: так, к примеру, во время штормов сменяется «зеленая» энергетика; прогноз МЭА о предстоящей трансформации производства электрической энергетики составит более 43 процентов.
В России также не остались в стороне от данного глобального тренда, уже с 2013г госпрограммы позволили создать более 5 МВт электростанций и увеличить объем их строительства до 3 Гвт. Объем финансирования на розничный рынок увеличен вдвое – до 2,5 трлн руб. Прогнозируется увеличение объема реализации проектов менее 5 МВ станций (МЭС).
В РФ одним из основных требований является локализация производства компонентов, оборудования и материалов на территории страны. Также в производстве преобразовательного устройства могут участвовать силовая электроника (СЭП), обеспечивающая связь между источниками энергии со специфичными характеристиками или стандартной сетью питания; согласование параметров их работы с энергосистемой. Для обеспечения локализации производства силовой электроники в энергетике и промышленности необходимо создание серийного выпуска всего спектра преобразователей для ВИЭ. Это может быть полезно при использовании автогенераторов или аккумуляторных станций, а также для автономной электрической энергии.

Весь текст будет доступен после покупки

Гелиоэнергетика (от греческого Helios солнце) — это один из наиболее действенных способов альтернативной энергетики, применяемый на практике. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения общее количество солнечной энергии в земных недрах за 7 дней намного превышает энергию всех запасов нефти и угля планеты.
Солнечные батареи или фотоэлектрический преобразователь (сокращённо ФЭП) используются для преобразования солнечного излучения в электроэнергию. Из-за облаков на поверхность Земли поступает неравномерная солнечная энергия, а также из-за облачного дня и от солнца с разных участков планеты. В некоторых местах на планете солнце ясных дней не бывает по полгода, а где-то светит только месяц или два. Поэтому перед тем как устанавливать солнечные батареи для производства электричества стоит оценить эффективность их использования в зависимости от заданных условий.
На солнечных батареях в основном работают тогда, когда освещенность высока или не подведены электрические кабели от имеющихся электростанций. Самый продуктивный вид — из монокристаллического кремния с КПД до 24 %. Обычные солнечные батареи имеют КПД около 18 процентов. Солнечные батареи работают более 25 лет, но их применение в качестве источника питания для автоматической системы управления пока невозможно. В США солнечная энергия используется на 1 5 млн объектов (в том числе 3 миллиона солнечных модулей) и это дает экономию около 400 МВт или пять миллионов тонн нефти за год.
В Турнове (Германия) открылась первая в мире солнечная электростанция, которая была построена на площади более 210 футбольных полей суммарной мощностью 53 МВт. Проект получил международное финансирование и был оценен инвесторами как крупнейший проект Германии за всю историю строительства солнечных станций.
Исследователи Калифорнийского Технологического института показали новый материал для солнечных батарей, состоящий на 98 % из синтетики. Он способен использовать более 90 процентов квантовой энергии света и почти в 50 раз снизить удельную себестоимость получения электроэнергии при использовании кремниевых элементов (около 300%).
Директор Калифорнийского института Resnick Гарри Этвотер ( Harry Atwater) сказал: « На достаточно разреженных поверхностях из таких волокон мы не только достигли необходимого поглощения света, но и продемонстрировали эффективную оптическую концентрацию световой энергии». Вкрапленные в прозрачный полимер кремниевые волокна имеют диаметр всего 1 мкм при длине 100 мкм. Свет преобразуется именно там, где происходит преобразование энергии и отраженного света другими кремневыми волокнами; часть его отражается на молекулярную мембрану (органическую) — это позволяет достичь высокой концентрации энергии и эффективности этого материала.
Толщина нового материала около 100 микрон такая же, как и у обычных солнечных элементов, но кремний в нем занимает только 2 микрона.
На электростанции Solar One в штате Невада тонкие зеркала фокусируют падающий свет на тонкую трубку, тянущуюся параллельно желобу. Затем ее нагревают до 400С и подают обратно к теплообменнику с расплавленной солью. Для хранения неизрасходованной энергии их используют термосы со свеженагретой водой или солисты-термосы для накопления тепла. Это тепло пригодится для работы в ночную смену или в случае облачной погоды.

Весь текст будет доступен после покупки

1. СОСТОЯНИЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ 2016, ГЛОБАЛЬНЫЙ ОТЧЕТ, REN21.
2. Автономные и гибридные инверторы и МРРТ-контроллеры.
3. Yu.N. Kucherov, D.N. Yarosh, Yu.G. Fedorov, A. Oudalov: «An analysis of technical aspects of smart grid technologies integration into power system of megacity» // CIGRE International Symposium «The electric power system of the future - Integrating supergrids and microgrids», Bologna, Italy; 13-15 September 2011.
4. ГОСТ Р 55890—2013 Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. ОДУ. РЕГУЛИРОВАНИЕ ЧАСТОТЫ И ПЕРЕТОКОВ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ. Нормы и требования.
5. СТО 59012820.29.240.001-2011(с изм от 24/12/2015г) Автоматическое противоаварийное управление режимами энергосистем. Противоаварийная автоматика энергосистем.
6. Асинхронизированные машины для электроэнергетики// Шакарян Ю.Г., Сокур П.В., Пинчук Н.Д., Антонюк О.В., Новожилов В.Ю.//Энергия единой сети. №4. 2016.

Весь текст будет доступен после покупки