Совершенствование фотоэлектрических модулей возобновляемых источников энергии

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ 11
ВВЕДЕНИЕ 12
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ 17
1.1 Особенности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей России и Саратовской области 17
1.2 Экономические и экологические предпосылки развития СФУ 19
1.3 Способы повышения эффективности СФУ 21
1.4 Классификация и обзор СФУ с системами слежения за Солнцем. 23
1.5 Обзор и анализ математических и имитационных моделей для исследования СФУ 31
Выводы по главе 33
ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ И ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛИ
СОЛНЕЧНОЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ 34
2.1 Разработка математической модели СФУ 34
2.2 Разработка имитационной модели СФУ 46
2.2.1 Общие сведения 46
2.2.2 Расчетно-графическая программа для построения энергетических характеристик солнечного элемента и фотоэлектрического модуля («подсистема 3») 48
2.2.3 Программа расчета суммарной интенсивности солнечного излучения на горизонтальную, наклонную с ориентацией на юг, полностью или азимутально ориентируемую на Солнце поверхности и определения температуры окружающего воздуха («подсистема 1»)


49
2.2.4 Реализация подсистемы расчета параметров внешних факторов, оказывающих влияние на работу СФУ («подсистемы 2») 51
Выводы по главе 54
ГЛАВА 3 ПРОГРАММА, СРЕДСТВА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 55
3.1 Программа экспериментальных исследований 55
3.2 Описание экспериментальной СФУ 56
3.2.1 Конструктивное исполнение установки 56
3.2.2 Схемы управления экспериментальной СФУ 57
3.3 Средства контроля и измерения, применяемые при проведении экспериментов 59
3.4 Методика проведения эксперимента 61
3.5 Методика проведения имитационного моделирования работы СФУ в программной среде MATLAB/Simulink 61
Выводы по главе 62
ГЛАВА 4 РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 64
ГЛАВА 5 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ СЛЕЖЕНИЯ ЗА СОЛНЦЕМ В СФУ 68
Выводы по главе 71
ГЛАВА 6 ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 72
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 73
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 74

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы. Сельскохозяйственный сектор экономики России является одним из крупнейших потребителей энергоресурсов. Для устойчивого развития сельскохозяйственного производства, особенно в сложившихся условиях ускоренного импортозамещения, электроснабжение сельскохозяйственных потребителей находится в числе приоритетных задач.
Особенности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей, связанные с большой протяженностью электрических сетей, при относительно малой мощности электроустановок, сезонным характером нагрузки, а также непродолжительностью использования установленной мощности, вызывают значительные потери электроэнергии и увеличивают затраты на её передачу. Кроме того, из-за большого износа электрических сетей существует проблема по обеспечению надёжности электроснабжения данных потребителей. Все это, в свою очередь, ведет к снижению эффективности производства сельскохозяйственной продукции.
Одним из способов решения существующих проблем электроснабжения сельскохозяйственных потребителей является применение распределенной генерации на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Следует также отметить, что в перспективных планах развития электроэнергетики России, связанных с созданием интеллектуальной активно-адаптивной сети и местных микросетей, увеличению масштабов использования ВИЭ, в частности энергии Солнца, уделяется особое внимание.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Особенности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей России и Саратовской области

Сельскохозяйственное производство в РФ – это один из крупных потребителей энергетических ресурсов. По данным Минэнерго России на долю сельскохозяйственных потребителей приходится 18-19% дизельного топлива, 6% бензина, более 6% электроэнергии, поступающих на внутренний рынок. Основным поставщиком электрической энергии (более 90%) является единая энергетическая система страны.
Несмотря на то, что энергетическая безопасность России в целом обеспечивается, в сфере электроэнергетики имеются существенные проблемы: высокий износ основных производственных фондов (свыше 30 лет проработали: почти 60% оборудования ТЭС, 80% – ГЭС , 35% – АЭС, 50% – ВЛ и 60% – подстанций единой национальной электрической сети), выработка нормативного срока 70% оборудования в распределительном электросетевом комплексе, высокие потери в электрических сетях, многократный рост издержек на производство и распределение электроэнергии. Что касается сельскохозяйственных потребителей, то массовое подключение к централизованной системе электроснабжения осуществлялось в стране с середины 60-х до середины 80-х годов прошлого века. Учитывая предельный срок службы механической части опор и проводов ВЛ 10кВ, следует предполагать и массовый аварийный выход данных элементов системы на относительно коротком временном отрезке. Причем, этот процесс может принять катастрофический по своим масштабам характер, дезорганизующий всю хозяйственную деятельность.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Редкозубов, В. И. Перспективы солнечной энергетики в Саратовской области / В. И. Редкозубов, С. В. Шлюпиков, Ю. В. Иванкина // Актуальные проблемы энергетики АПК: Материалы XIII Национальной научно-практической конференции с международным участием, Саратов, 29–30 апреля 2022 года. – Саратов: Амирит, 2022. – С. 130-134. – EDN VYMPJP.
2. Редкозубов, В. И. Система уличного освещения поселка / В. И. Редкозубов, Ю. В. Иванкина, О. В. Логачева // Актуальные проблемы энергетики АПК : Материалы XIII Национальной научно-практической конференции с международным участием, Саратов, 29–30 апреля 2022 года. – Саратов: Амирит, 2022. – С. 134-137. – EDN GXFUAF.
3. Дозорова, И. Г. Автономная система электроснабжения сельскохозяйственных объектов на основе возобновляемых источников энергии / И. Г. Дозорова, В. А. Максюта, Ю. В. Иванкина // Агрофорсайт. – 2017. – № 6(12). – С. 4. – EDN RTBZIJ.
4. Лобеев, А. И. Повышение эффективности использования солнечного коллектора с помощью гелиотрекера / А. И. Лобеев // Актуальные проблемы энергетики АПК : материалы VIII международной научно-практической конференции, Саратов, 01–30 апреля 2017 года. – Саратов: ООО «ЦеСАин», 2017. – С. 156-159. – EDN ZQZBHP.
5. Платонова, Е. В. Демонстрационная модель гелиотрекера / Е. В. Платонова, В. А. Грищенко // ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ в НАУКЕ и ТЕХНИКЕ: сборник статей Международной научно-практической конференции, Самара, 01 апреля 2018 года. – Самара: Общество с ограниченной ответственностью "Аэтерна", 2018. – С. 44-47. – EDN YUEDXA.
6. Уманский, Д. М. Двухосевой гелиотрекер на базе микроконтроллера Arduino / Д. М. Уманский // Символ науки: международный научный журнал. – 2022. – № 12-2. – С. 21-28. – EDN OTWJKO.
7. Рыбаков, А. О. Устройство и принцип работы солнечного гелиотрекера / А. О. Рыбаков, П. А. Вайц, Э. И. Степанова // ИННОВАЦИОННОЕ развитие: потенциал науки и современного образования : сборник статей VII Международной научно-практической конференции, Пенза, 05 ноября 2020 года. – Пенза: "Наука и Просвещение" (ИП Гуляев Г.Ю.), 2020. – С. 43-47. – EDN CFXRQT.
8. Чебодаев, С. А. Разработка автономного блока управления гелиотрекером фотоэлектрической станции / С. А. Чебодаев // Студенческая наука - взгляд в будущее: Материалы ХVI Всероссийской студенческой научной конференции, Красноярск, 26 марта 2021 года. Том Часть 2. – Красноярск: Красноярский государственный аграрный университет, 2021. – С. 136-140. – EDN KNRKUA.
9. Кугучева, Д. К. Разработка устройства автоматизированного непрерывно-дискретного слежения за солнцем / Д. К. Кугучева, М. С. Харитонов // Электроэнергетика глазами молодежи : материалы XII Международной научно-технической конференции, Нижний Новгород, 16–19 сентября 2022 года. Том Часть II. – Нижний Новгород: Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2022. – С. 59-62. – EDN JNRUMO.
10. Кондуров, А. В. Проектирование автоматической поворотной системы для солнечной электростанции / А. В. Кондуров, П. Г. Асалханов // Научные исследования студентов в решении актуальных проблем АПК : Материалы всероссийской научно-практической конференции, п. Молодежный, 06–07 марта 2020 года. Том II. – п. Молодежный: Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского, 2020. – С. 113-122. – EDN RGAAIO.

Весь текст будет доступен после покупки