+7 (800) 505-67-97

Моделирование режимов работы автономной фотоэлектрической станции

Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0
Абрамов, Тимофей Юрьевич Отделение электроэнергетики и электротехники (ОЭЭ)
Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Объектом исследования в данной работе были выбраны автономные системы электроснабжения на основе фотоэлектрических преобразователей энергии. Предметом исследования являются структурные схемы, элементы конструкций и алгоритмы взаимодействия компонентов фотоэлектрического электротехнического комплекса автономного электроснабжения. Целью работы является создание модели автономной фотоэлектрической станции с возможностью оценки эффективности использования в любой точке планеты и возможностью анализа энергетического баланса. По итогу было разработано программное обеспечение, позволяющее осуществлять имитационное моделирование и определение рациональных параметров фотоэлектрических систем.

Введение ………………………………………………………………………………………………………………………12
Часть 1. Литературный обзор ………………………………………………………………………………………..13
1.1. Солнечная энергетика ……………………………………………………………………………………..13
1.2. Применение в России. ……………………………………………………………………………………..18
1.3. Основное оборудование ФЭС…………………………………………………………………………..20
1.4. Исследования по моделированию элементов ФЭС. …………………………………………..23
Часть 2. Математическое описание элементов. ………………………………………………………………26
2.1. Солнечная радиация. …………………………………………………………………………………………..26
2.2. Суточный ход температуры. ………………………………………………………………………………..30
2.3. Температуры поверхности фотоэлектрического модуля. ………………………………………31
2.4. Солнечная батарея. ……………………………………………………………………………………………..32
2.5. Аккумуляторная батарея. …………………………………………………………………………………….34
2.6. Нагрузка. …………………………………………………………………………………………………………….36
Часть 3. Програмная реализация модели. ………………………………………………………………………39
3.1. Солнечная радиация. …………………………………………………………………………………………..39
3.2. Суточный ход температуры воздуха. ……………………………………………………………………42
3.3. Модель температуры поверхности фотоэлектрического модуля. ………………………….44
3.4. Солнечная батарея. ……………………………………………………………………………………………..45
3.5. Батарея аккумуляторная. ……………………………………………………………………………………..48
3.6. Модели преобразователей……………………………………………………………………………………49
3.7. Модель нагрузки. ………………………………………………………………………………………………..50
Часть 4. Моделирование режимов работы ……………………………………………………………………..53
4.1. Выбор параметров ФЭС. ……………………………………………………………………………………..53
4.2. Моделиование режимов работы. ………………………………………………………………………….61
4.3. Альтернативные варианты. ………………………………………………………………………………….64
Заключение…………………………………………………………………………………………………………………..71
Часть 5. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение. ………….74
Часть 6. Социальная ответственность. …………………………………………………………………………..95
Список литературы:…………………………………………………………………………………………………….113
Приложение А ………………………………………………………………………………………………………..117

В виду огромных территорий Российской Федерации не всегда является
целесообразным и возможным обеспечить электроснабжение удалённых
территорий. Решается эта проблема дизель генераторами с помощью
возобновляемых источников электроэнергии соизмеримой мощности.
Гибридные системы могут значительно различаться по составу источников, по
архитектуре построения. Для решения задач оптимизации мощностей
генерирующих источников, выбора параметров регулирующих устройств и
настройки систем управления необходим тщательный анализ энергетического
баланса, т.е. согласования режимов производства и потребления энергии, для
чего требуется высокая дискретизация прогнозной выработки электрической
энергии. Решению этой проблемы и посвящена данная работа.
В магистерской диссертации предложено решение проблемы
достоверного определения энергетического баланса ФЭС с помощью
разработанного програмного комплекса в MatLab Simulink с высокой
временной дискретизацией, 86,400 перерасчётов всех параметров за одно
моделирование. Новизной является учёт в единной модели нелинейности
характеристик основных элементов ФЭС, а также их зависимость от внешних
факторов, случайно изменяющихся в каждый момент времени и вносящие
изменения в процесс генерации. Например, температура поверхности
фотоэлектрического модуля нелинейно влияет на напряжение холостого хода
фотоэлемента. Описанные особенности существенно усложняют решение
обозначенной задачи. Естественна необходимость учёта достаточного
количества стохастических факторов в единой модели для получения
достаточной точности, что вызывает необходимость применения методов
математического моделирования в совокупности с практическими данными
наблюдений.
1.1. Солнечная энергетика
Запасы традиционных источников электроэнергии такие как нефть, газ
и уголь, которые используются для преобразования энергии по всему миру,
быстро исчерпываются. По мимо этого, продукты сгорания являются
причиной глобальных проблем: парникового эффекта и загрязнений, которые
отравляют и наносят огромный ущерб всему живому на планете [1]. Условия
окружающей среды – одна из самых важных социально-экологических
проблем, которая влияет на всех граждан [2]. В связи с этим возобновляемые
источники электроэнергии (солнечная, ветряная, геотермальная) получили
стремительное развитие за последнее десятилетие.
Среди этих источников фотоэлектрическая энергия широка
распространена для маломощных потребителей. Огромный потенциал
солнечной энергетики невозможно игнорировать. Организация
Объединенных Наций оценивает потенциал солнечной энергетики в 1,575 –
49,837 ЕДж. Эта величина превышает мировое потребление электроэнергии в
2012 году, которое равнялось 567 ЕДж [3]. Потенциал солнечной энергии,
которую может использовать человек, ограничена такими факторами как
географическое положение приёмной поверзности, смена суток, облачность
[4].
С момента первого применеия энергии солнца в космической миссии в
1958 году, фотоэлектрические технологии прошли долгий путь. Программа
фотоэлектрических систем (PVPS) Международного Энергетического
Агенства (IEA) была основана в 1993 году, и на сегодняшний день включает в
себя 32 страны участницы. Программа существует, чтобы «координировать
международные совместные усилия, которые увеличивают роль солнечной
энергетики в направлении устойчивости энергетиечских систем». Рисунок 1
графически отображает данные отчёта за 2018 год, в котором указано, что к
концу года сумарная установленная мощность ФЭС в мире превосходит 500
ГВт, при чём 100 ГВт были построены непосредственно в 2018 году.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям



    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Читать «Моделирование режимов работы автономной фотоэлектрической станции»

    Последние выполненные заказы

    "Стратегия внедрения цифровых технологий в управление цепями поставок на примере ПАО "Транснефть""
    Доволен работой автора
    Система финансового управления предприятия и пути ее совершенствования в строительной сфере
    Доволен работой автора
    Master thesis по курсу Международный менеджмент по предемету "оценка предприятия"
    Доволен работой автора
    Системы "умного" малокомплектного сельского дома"
    Работы выполняются в срок и без задержек
    Системы "умного" малокомплектного сельского дома"
    Работа выполняется быстро и в срок
    Системы "умного" малокомплектного сельского дома"
    Работы выполнена в срок

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Екатерина Б. кандидат наук, доцент
    5 (174 отзыва)
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподав... Читать все
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподавала учебные дисциплины: Бюджетная система Украины, Статистика.
    #Кандидатские #Магистерские
    300 Выполненных работ
    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Екатерина С. кандидат наук, доцент
    4.6 (522 отзыва)
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    #Кандидатские #Магистерские
    1077 Выполненных работ
    Шиленок В. КГМУ 2017, Лечебный , выпускник
    5 (20 отзывов)
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертац... Читать все
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертационной работ. Помогу в медицинских науках и прикладных (хим,био,эколог)
    #Кандидатские #Магистерские
    13 Выполненных работ
    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 Выполненных работ
    Оксана М. Восточноукраинский национальный университет, студент 4 - ...
    4.9 (37 отзывов)
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политоло... Читать все
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политологии.
    #Кандидатские #Магистерские
    68 Выполненных работ
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ
    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ
    Глеб С. преподаватель, кандидат наук, доцент
    5 (158 отзывов)
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной с... Читать все
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной специальности 12.00.14 административное право, административный процесс.
    #Кандидатские #Магистерские
    216 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Энергосервисный договор
    📅 2018 год
    🏢 Санкт-Петербургский государственный университет
    Асинхронный электропривод вентиляционной установки
    📅 2020 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка имитационной модели системы электропитания тяжелого самолета
    📅 2018 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Исследование энергоэффективности микроклимата тепличного комплекса
    📅 2019 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)