Prospects for the use of hybrid energy systems based on renewable energy sources

UDC 620.9
Publication date: 03.04.2024
International Journal of Professional Science №4-2-2024

Prospects for the use of hybrid energy systems based on renewable energy sources

Перспективность применения гибридных энергосистем на основе возобновляемых источников энергии

Kashcheev Kirill Olegovich,
Shiryaev Alexander Dmitrievich,

1. Student of the Department of Automated Electric Drive and Electrical Engineering,
St. Petersburg State University of Industrial Technologies and Design.
Higher School of Technology and Energy
2. Assistant of the Department of Heat Power Installations and Heat Engines,
St. Petersburg State University of Industrial Technologies and Design.
Higher School of Technology and Energy


Кащеев Кирилл Олегович,
Ширяев Александр Дмитриевич,
1. Студент кафедры Автоматизированного электропривода и электротехники,
Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна. Высшая школа технологии и энергетики
2. Ассистент кафедры Теплосиловых установок и тепловых двигателей,
Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна. Высшая школа технологии и энергетики
Review article
Аннотация: В данной статье рассматривается перспективный вариант электроснабжения, объединяющий в себе использование ветрогенераторов, солнечной энергии и вспомогательной дизель-генераторной станции. Представляется концепция смешанной системы, которая комбинирует энергию ветра и Солнца для обеспечения стабильного и устойчивого энергоснабжения потребителей, находящихся в удаленных или изолированных районах. Подчеркивается эффективность такого подхода в условиях переменной природной энергии и необходимости обеспечения непрерывного доступа к электрической энергии. Такой гибридный подход позволяет снизить зависимость от централизованных источников энергии, сократить выбросы углекислого газа и улучшить экологическую устойчивость энергоснабжения на территории Российской Федерации.

Abstract: This article discusses a promising power supply option that combines the use of wind turbines, solar energy and an auxiliary diesel generator station. The concept of a mixed system is presented, which combines wind and solar energy to ensure stable and sustainable energy supply to consumers located in remote or isolated areas. The effectiveness of this approach is emphasized in the conditions of variable natural energy and the need to ensure continuous access to electric energy. This hybrid approach makes it possible to reduce dependence on centralized energy sources, reduce carbon dioxide emissions and improve the environmental sustainability of energy supply in the Russian Federation.
Ключевые слова: электроснабжение, гибридные энергосистемы, возобновляемые источники энергии, энергетическая автономность, децентрализованные системы.

Keywords: electricity supply, hybrid energy systems, renewable energy sources, energy autonomy, decentralized systems.

Электроэнергетика на сегодняшний день является активно развивающейся отраслью. В связи с парниковым эффектом, постоянно ухудшающимся экологическим состоянием в мире, сокращением ископаемых ресурсов, необходимости в децентрализации систем электроснабжения, как на международных, так и на государственных уровнях, принимается ряд законодательных и технических решений. Государственная политика в электроэнергетике базируется на ряде принципов, среди которых содействие развитию альтернативной энергетики, как экологически чистой отрасли энергетики, путем установления зеленого тарифа.

В настоящее время есть потребители электрической энергии, расположенные вдали от источников централизованного электроснабжения, что требует построения протяженных линий электропередач. В связи с развитием альтернативной энергетики появилась возможность дополнить существующую инфраструктуру децентрализованными системами генерации электроэнергии. Однако доля новых и возобновляемых источников энергии в мировом энергетическом балансе по-прежнему невелика в силу высокой стоимости соответствующих технологий и отсутствия доступа к ним.

Для оценки эффективности источника энергии, основанного на ветряной, солнечной и дизель-генераторной установках, в качестве места использования данного энергообъекта, был рассмотрен поселок Витязево в Краснодарском крае РФ. В качестве потребителя электрической энергии выбран район, состоящий из 25 жилых домов со средним суточным электропотреблением 231,5 кВт.

При разработке схемы электроснабжения частного дома следует провести подготовительные работы. К таким работам относится расчет мощности всех потребителей электроэнергии. Нужно учесть, какая бытовая техника будет подключаться, сколько энергии она потребляет. После расчёта общей мощности потребления, необходимо добавить 20% от рассчитанной мощности для резерва. Так как одновременное включение всех приборов маловероятно, при расчете используют поправочный коэффициент (одновременного использования). Его величина зависит от общей мощности.

 

Читать далее…

References

1. Погода зимой Витязево [Электронный ресурс]. URL: https://ru.weatherspark.com (дата обращения 04.03.2024).
2. Ширяев, А. Д. Оценка экономической эффективности работы ветроэнергетических установок на территории Санкт-Петербурга / А. Д. Ширяев // Энергетика, управление и автоматизация: инновационные решения проблем : Материалы II Всероссийской научно-практической конференции обучающихся и преподавателей Научное издание, Санкт-Петербург, 22 декабря 2022 года / Под общей редакцией Т.Ю. Коротковой, сост. М.С. Липатов, Е.Н. Лашина. – Санкт-Петербург, 2023. – С. 27-33. – EDN GNFVYZ.
3. Ветрогенератор 50 кВт [Электронный ресурс]. URL: https://greentec-group.ru (дата обращения 07.03.2024).
4. Ширяев, А. Д. Оценка экономической эффективности работы фотоэлектрических установок на территории города Санкт-Петербурга / А. Д. Ширяев, К. А. Крюков // Оригинальные исследования. – 2022. – Т. 12, № 10. – С. 246-252. – EDN GMAWQT.
5. Монокристаллическая солнечная панель Einnova Solarline [Электронный ресурс]. URL: https://greenenergy.by (дата обращения 07.03.2024).
6. Обухов С.Г. Автономные системы электроснабжения. Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов направления 13.04.02 – «Электроэнергетика и электротехника», магистерской образовательной программы «Электроснабжение и альтернативная энергетика», специализация «Оптимизация развивающихся систем электроснабжения» / С.Г. Обухов; Томский политехнический университет. − Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2020. – 54 с.
7. Аккумулятор тяговый панцирный MicroArt 2-960 [Электронный ресурс]. URL: https://energywind.ru/katalog (дата обращения 13.03.2024).