Автономная система электроснабжения ( SAPS или SPS ) , также известная как электроснабжение удаленных территорий ( RAPS ), представляет собой автономную систему электроснабжения для мест, которые не оснащены системой распределения электроэнергии . Типичные SAPS включают один или несколько методов производства электроэнергии , хранения энергии и регулирования.
Электричество обычно вырабатывается одним или несколькими из следующих методов:
Хранилище обычно реализуется в виде аккумуляторной батареи , но существуют и другие решения, включая топливные элементы . Мощность, получаемая непосредственно от батареи, представляет собой постоянный ток сверхнизкого напряжения (DC ELV), который используется, в частности, для освещения, а также для приборов постоянного тока. Инвертор используется для генерации переменного тока низкого напряжения , с которым можно использовать более типичные приборы.
Автономные фотоэлектрические энергосистемы не зависят от электросети и могут использовать только солнечные панели или могут использоваться в сочетании с дизельным генератором, ветряной турбиной или батареями. [1] [2]
Два типа автономных фотоэлектрических энергосистем — это система с прямой связью без батарей и автономная система с батареями.
Базовая модель системы с прямым соединением состоит из солнечной панели, подключенной непосредственно к нагрузке постоянного тока. Поскольку в этой установке нет аккумуляторных батарей, энергия не сохраняется и, следовательно, она способна питать обычные приборы, такие как вентиляторы, насосы и т. д., только в течение дня. MPPT обычно используются для эффективного использования солнечной энергии, особенно для электрических нагрузок, таких как водяные насосы прямого вытеснения. Согласование импеданса также рассматривается как критерий проектирования систем с прямой связью. [1] [3]
В автономных фотоэлектрических энергосистемах электрическая энергия, производимая фотоэлектрическими панелями, не всегда может использоваться напрямую. Поскольку потребность нагрузки не всегда равна мощности солнечной панели, обычно используются аккумуляторные батареи. Основными функциями аккумуляторной батареи в автономной фотоэлектрической системе являются:
Гибридная электростанция представляет собой полноценную систему электроснабжения, которую можно легко настроить для удовлетворения широкого спектра потребностей в удаленном питании. Система состоит из трех основных элементов: источника питания, аккумулятора и центра управления питанием. Источники гибридной энергии включают ветряные турбины , дизель- генераторы, термоэлектрические генераторы и солнечные фотоэлектрические системы . Аккумулятор обеспечивает автономную работу, компенсируя разницу между выработкой и использованием энергии. Центр управления питанием регулирует выработку электроэнергии из каждого источника, контролирует энергопотребление путем классификации нагрузок и защищает батарею от экстремальных условий эксплуатации. [5] [6]
Мониторинг фотоэлектрических систем может предоставить полезную информацию об их работе и о том, что следует сделать для повышения производительности, но если данные не сообщаются должным образом, усилия будут потрачены впустую. Чтобы быть полезным, отчет о мониторинге должен содержать информацию о соответствующих аспектах деятельности в терминах, понятных третьей стороне. Необходимо выбрать соответствующие параметры производительности, а их значения последовательно обновлять с каждым новым выпуском отчета. В некоторых случаях может быть полезно отслеживать производительность отдельных компонентов, чтобы усовершенствовать и улучшить производительность системы, или вовремя получать оповещения о потере производительности для принятия превентивных мер. Например, мониторинг профилей заряда/разряда батареи будет сигнализировать о необходимости замены до того, как произойдет простой из-за сбоя системы. [7]
МЭК предоставила набор стандартов мониторинга, который называется «Стандарт мониторинга производительности фотоэлектрических систем» ( IEC 61724 ). Он фокусируется на электрических характеристиках фотоэлектрической системы и не рассматривает гибриды и не предписывает метод, обеспечивающий справедливость оценок производительности. [8]
Оценка эффективности включает в себя:
Широкий спектр выявленных проблем, связанных с нагрузкой, классифицируется на следующие типы:
