ДОСЛІДЖЕННЯ МОДЕЛЕЙ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИРОБЛЕННЯ ЕНЕРГІЇ СОНЯЧНИМИ ФОТОЕЛЕМЕНТАМИ В УМОВАХ АДАПТИВНОГО ПОЗИЦІЮВАННЯ
Ключові слова:
моделювання, сонячні панелі, вироблення енергії, адаптивне позиціювання, трекер.Анотація
У роботі розглянута одна з проблем сонячних електростанцій, а саме зменшення обсягу вироблення енергії через зміну кута падіння сонячних променів. Чим більший кут, тем менше вироблення енергії. Для збільшення кількості енергії, що виробляється, використовуються системи трекінгу сонячних станцій. Завдяки механізмам позиціювання фотоелементів відносно положення сонця на небосхилі можлива підтримка фіксованого кута падіння сонячних променів на панель. Таке позиціювання дозволяє підтримувати максимальне вироблення електроенергії протягом світлового дня.
Для порівняння методів позиціювання було проведено дослідження вироблення енергії за допомогою моделювання роботи панелей у різних умовах. Було сформовано три основні моделі: сонячні панелі без адаптивного позиціювання, панелі з одноосьовим позиціюванням та сонячні панелі з двохосьовим позиціюванням. Для оцінки ефективності кожного методу були обрані критерії, за якими проводилось порівняння: кількість енергії, що виробляється, та витрати енергії на систему адаптивного позиціювання.
В отриманих моделях були враховані витрати на підтримання систем адаптивного позиціювання. Виявлено, що при використанні панелей з одноосьовим позиціюванням збільшується вироблення енергії на 22.1% протягом року. Якщо задіяти двохосьову систему адаптивного позиціювання, то збільшення вироблення енергії складе 24.2% відносно одноосьової системи позиціювання.
Дані з моделей були порівняні для кожного місяця року. В літні місяці показники вироблення енергії сонячними панелями з двохосьовим позиціюванням зменшуються відносно інших видів позиціювання сонячних панелей. Причиною є збільшення температури від прямих сонячних променів, що зменшує ефективність роботи. Але в інші місяці року система з двохосьовим позиціюванням має кращі показники, що нівелює показники влітку. Це особливо важливо взимку, коли велика кількість енергії витрачається на опалення.
Посилання
Renewable capacity statistics 2021. International Renewable Energy Agency (IRENA). Abu Dhabi. 2021. URL: https://www.irena.org/publications/2021/March/Renewable-Capacity-Statistics-2021. (дата звернення: 02.02.22).
Difference Solar Radiation and Solar Insolation explained. URL: https://sinovoltaics.com/learning-center/basics/solar-radiation-solar-insolation/ (дата звернення: 02.02.22).
Global Techno-Economic Performance of Bifacial and Tracking Photovoltaic Systems. Carlos D. and another. Joule, 2020. №4. С. 1337-1612. DOI: https://doi.org/10.1016/j.joule.2020.05.005
Calculation of the hourly and daily radiation incident on three step tracking planes. Bin Ai and other. Elsevier, 2003. №44. C. 1999-2011. DOI: https://doi.org/10.1016/S0196-8904(02)00229-7
N. H. Helwa, A. B. G. Bahgat, A. M. R. El Shafee, E. T. El Shenawy. Computation of the Solar Energy Captured by Different Solar Tracking Systems. Energy Sources, 2000. №22. С. 35-44. DOI: https://doi.org/10.1080/00908310050014199
Сергей Маринец. Трекер для фотоэлектрических установок. 2016. URL: https://solarsoul.net/treker-dlya-fotoelektricheskix-ustanovok (дата звернення: 02.02.22).
Joseph O’Connor. Off Grid solar: a handbook for photovolttaics with lead-acid or lithium-lon batteries. Kindle edithion. South Carolina : CreateSpace Independent Publishing Platform, 2019. 198 с..
Susan Neill. Solar farms: the earthscan expert guide to design and construction of utility-scale photovoltaic systems. London : Routledge. 2017. 250 с.
Arnold Ringstad. The science of solar energy (Science of renewable energy). San Diego : Referencepoint Press, 2018. 80 с.
Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии / за ред.: В. Денсова. Ростов н/Д : Феникс, 2015. 382 с.
Bill Brooks. PV and the NEC, 1st edition, kindle edition. London : Routledge. 2018. 218p.
Bethel Afework, Ethan Boechler, Jordan Hanania, Anna Pletnyova, Kailyn Stenhouse, Brodie Yyelland, Jason Donev. Energy education. 2021. URL: https://energyeducation.ca/encyclopedia/Insolation (дата звернення: 02.02.22).
Insolation. 2016. URL: https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/insolation (дата звернення: 02.02.22).
Динамічні системи SOLAR. URL: https://ussolar.systems/ru/dinamichni-sistemi (дата звернення: 02.02.22).
Н.Ткаченко, В.Кулінченко Економіка підприємства енергетичного комплексу : підручник. Київ : Алерта, 2016. 336 с.
АВС аналіз. Що це таке? URL: http://erp-project.com.ua/index.php/uk/korisni-materiali/statti/analitika/198-avs-analiz-chto-eto-takoe (дата звернення: 02.02.22).
