Способы и схемы согласования возобновляемых источников энергии с потребителями.
Вкладывая средства в развитие энергетики, следует помнить, что повышать эффективность и экономичность потребителей, как правило, выгоднее, чем увеличивать производство электроэнергии. После анализа характеристик потребителей и потенциальных ВИЭ необходимо согласовать их друг с другом. Согласование предполагает выполнение следующих условий (рис.).
Рис. Схемы согласования возобновляемых источников энергии с потребителями:
а – полное использование потока возобновляемой энергии;
б – управление с отрицательной обратной связью;
в – использование накопите
лей энергии;
г – развязывание источника энергии и потребителя с по
мощью более крупной энергосистемы;
д – система управления
с прямой связью с нагрузкой энергоустановки (самая эффективная при использовании возобновляемой энергии);
1 – возобновляемый источник энергии;
2 – источник истощаемой энергии;
3 – преобразователь энергии;
4 – потребитель;
5 – сброс в окружающую среду;
6 –накопитель энергии.
1. Энергоустановка должна максимально эффективно использовать ВИЭ. Сопротивления между источником, преобразователем, потребителем и окружающей средой потоку энергии должны быть минимальными, что позволит свести к минимуму потери и размеры энергетического оборудования.
2. Использование систем управления с отрицательной обратной связью между потребителем и источником невыгодно, так как приходится сбрасывать в окружающую среду часть выработанной энергии. Неэффективность принципа регулирования с обратной связью на энергоустановках с ВИЭ является следствием постоянного существования в окружающем пространстве потоков этой энергии. Для невозобновляемого источника энергии регулирование с обратной связью выгодно, поскольку уменьшает его расход.
|
|
|
3. Согласовать спрос и предложение, не завышая при этом мощность энергоустановки, можно только, включив в энергосистему накопители энергии.
4. Если согласовать энергоустановку на ВИЭ с потребителями очень сложно,
то от решения этой задачи отказываются. Тогда установку подключают к более крупной и универсальной по составу источников энергии системе.
5. Наиболее эффективная схема использования ВИЭ такова. К источнику
энергии следует подключать в каждый момент времени столько потребителей, чтобы суммарная нагрузка соответствовала текущей мощности источника. Отдельные потребители могут иметь накопители энергии или подстраиваться под изменяющиеся параметры источника. В таких схемах используется регулирование с прямой связью.
Для реализации вышеперечисленных методов могут быть использованы следующие системы.
|
|
|
1. Система со сбросом излишков энергии. Потоки энергии ВИЭ существуют постоянно или с некоторой периодичностью, и если их не использовать, они будут безвозвратно потеряны. Тем не менее этот метод согласования самый простой. Он применяется, например, на ГЭС, в системах обогрева зданий солнечным излучением с управляемыми заслонками, в ветроколесах с изменяемым шагом.
2. Системы с накопителями энергии. Накопление энергии ВИЭ может быть
обеспечено как в исходном виде, так и в преобразованном.
Например, в исходном виде: накопление воды в верхнем водохранилище гидроаккумулирующей станции, супермаховик .
И в преобразованном виде: аккумулятор, электролизные установки.
3. Системы с регулированием нагрузки (рис. 1.3). Такие системы поддерживают соответствие между спросом и предложением энергии за счет включения и выключения необходимого числа потребителей.
Этот способ согласования при использовании в энергосистемах с ВИЭ имеет преимущества:
– подключение или отключение потребителей в соответствии с располагаемой мощностью источника позволяет избегать потерь возобновляемой энергии;
– в многоканальной системе регулирования могут учитываться потребности различных потребителей и их приоритеты, при этом потребители с низким приоритетом, которые отключаются первыми, например, могут снабжаться энергией по низкой цене или нагревательные установки могут питаться не постоянным по величине напряжением;
|
|
|
– потребители, сами обладающие определенным аккумулирующим свойством (водогрейные баки, кондиционеры), могут с выгодой использовать это свое свойство, отключаясь в те периоды времени, когда энергия дорогая;
– в таких системах регулирования можно использовать надежные, точные, малоинерционные и недорогие электронные и микропроцессорные устройства.
Регуляторы нагрузки с прямой связью особенно удобны для применения в автономных ветроэнергетических установках. Скорость ветра может колебаться значительно, и для поддержания максимальной мощности ветроустановки необходимо регулировать частоту вращения ветроколеса. Электронные регуляторы нагрузки с прямой связью в отличие от механических регуляторов позволяют наиболее просто и дешево решать эту задачу.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 1184; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!