Дата время.

Тел.: +7 (495) 318-2-777

Об эффективности гибридных систем автономного энергоснабжения

20 Ноябрь

Разрабатывая системы автономного энергообеспечения элементов, ответственных за безопасность полетов, руководствоваться субъективными рассуждениями, неподкрепленными научно-техническими данными – недопустимо. 

Использование дополнительного источника энергии в виде ветрогенератора позволяет уменьшить необходимое количество запасаемой энергии[1] или, при прочих равных, позволяет увеличить время гарантированной работы системы – одного из ключевых параметров систем автономного светоограждения.

Эффективность применения гибридных систем автономного энергоснабжения доказывается многими работами зарубежных ученых[2-4]. Так, в районах с умеренным ветропотенциалом, использование гибридных систем является наиболее выгодным решением, позволяющим оптимально использовать доступную энергию в виду «комплиментарности» (дополнением одним другого) солнечной и ветровой энергии. 

Стоит отметить, что суточный график нагрузки систем светоограждения полностью противоположен суточной генерации солнечных панелей. Это приводит к тому, что всё энергопотребление ложится на аккумулятор, приводя к повышению глубины разряда и сокращая тем самым срок службы АКБ.

Так, для свинцово-кислотных аккумуляторов, срок службы при нормальных условиях эксплуатации и глубине разряда в 30% составляет порядка 2 000 циклов. При этом снижение глубины разряда до 10-15 % за счет использования дополнительного источника энергии в виде ветрогенератора позволяет продлить жизнь батареи более чем в 2 раза, увеличивая ресурс до 5 000 циклов.

Также на ресурсную стабильность системы прямое воздействие имеет температура АКБ. При использовании герметичных корпусов с отсутствием вентиляции, внутренняя температура АКБ может достигать значений 45-50°С[5], что приводит к уменьшению эффективности и ускоренной деградации за счет активизации побочных химических процессов (газовыделение, коррозия) внутри аккумулятора[6].

При этом отсутствие систем подогрева также негативно влияет на характеристики аккумулятора. Отрицательные температуры сильно снижают проводимость электролита, что ведет к падению эффективности системы, вплоть до полной невозможности заряда. Также, снижается коэффициент диффузии, который, в свою очередь, ограничивает ток в системе[7].

Все эти факторы значительно снижают срок службы системы и приводят к периодическим сбоям в работе, что недопустимо для систем светоограждения.

  1. Misak, Stanislav & Prokop, Lukas & Kacor, Petr. (2011). Results from hybrid off-grid power system operation analysis. 10.1109/EEEIC.2011.5874658.
  2. Абд, Али Лаит Мохаммед. Hybrid power generation using solar and wind energy // Молодой ученый. — 2018. — № 7 (193). — С. 19-26. — URL: https://moluch.ru/archive/193/48444/ (дата обращения: 31.08.2020).
  3. Solomon A. A., Michel Child, Upeksha Caldera, Christian Breyer. Exploiting wind-solar resource complementarity to reduce energy storage need. DOI:10.3934/energy.2020.5.749.
  4. Solomon AA, Kammen DM, Callaway D (2016) Investigating the impact of wind-solar complementarities on energy storage requirement and the corresponding supply reliability criteria. Appl Energ 168: 130-145.
  5. Gauri, Manish Singh Bisht, PC Pant, RC Gairola. Effect of temperature on flooded lead-acid battery performance. International Journal of Advanced Science and Research, Vol. 3;P. 27-29 (2018).
  6. Merrouche, Walid. (2013). Lead-acid Battery Degradation Mechanisms in Photovoltaic Systems PVS.
  7. René Groiß. The influence of temperature on the operation of batteries and other electrochemical energy storage systems, BaSyTec GmbH.
ВСЕ НОВОСТИ