Анализ научно технических достижений

На сегодняшний день разработаны несколько видов соединения комбинированных установок на основе ВИЭ [7]: комбинированная централизованная установка переменного тока AC; комбинированная централизованная установка постоянного тока DC; комбинированная установка со смешанным соединением AC/DC. Существует так же возможность децентрализованного (распределенного) соединения комбинированных установок, данный вид соединения в дальнейшем рассматриваться не будет из-за неудобства вызванного сложностями в управлении системой. Следует отметить, что схема децентрализованного электроснабжения так же может являться перспективным вариантом за счет того, что все элементы системы распределены и могут быть размещены удаленно друг от друга в более удобных местах с большей концентрацией ресурсов ВИЭ для конкретного энергогенерирующего устройства.

Для обнаружения потенциала комбинированного использования ВИЭ, необходимо определить ресурсы солнечной и ветровой энергии, конфигурацию энергогенерирующей системы и рабочий процесс, который определяет, как те или иные узлы будут работать вместе в конкретной ситуации в течение длительного периода времени.

Использование программного обеспечения (ПО), в качестве инструмента для выполнения научных исследований, уменьшает объем физических экспериментов, проведение которых в ряде случаев по тем или иным причинам представляется затруднительным или невозможным. В связи с этим в Национальной Лаборатории Возобновляемых Источников Энергии (NREL, США) было разработано программное обеспечение имитационного моделирования Hybrid Optimization Model for Electric Renewables 2 (HOMER 2) версия 2.81, для технического и экономического анализа параметров комбинированных си­стем.

Лабораторией NREL (разработчик ПО) была проанализирована возможность использования 10-киловатной комбинированной ветродизельной установки в Мурманской области, данный регион располагает одним из самых высоких на Европейской части территории России потенциалом ветровой энергии. Исследование показало, что комбинированная установка была бы более эффективна, чем существующий 16-киловатный дизельный генератор. По оценке, стоимость производства электроэнергии от дизельной установкой составляла бы $0,30-0,75 за кВт-час, тогда как стоимость для комбинированной ветро-дизельной установки составила бы $0,23-0,27 за кВт-час [8].

Группой ученых Д.С. Стребковым, А.К. Сокольским и Ахмедом Т.А. Джайлани, были проанализированы технико-экономические параметры комбинированной солнечно-ветро-бензиновой установки, используя программное обеспечение (ПО) «HOMER», для условий Египта. Результаты показали, что себестоимость 1 кВт·ч электроэнергии, вырабо­танной комбинированной установкой, равна 0,189 $, выработка электроэнергии от ВИЭ составляла 18% и 81% от бензогенератора [9].

В данных работах отсутствует единая обобщенная методология, не решены вопросы выбора оптимальной схемы соединения, нахождения оптимального сочетания традиционных и ВИЭ, не производилась оптимизация по количеству выработанной энергии от традиционных и ВИЭ. При суммировании затрат не учитывалась стоимость доставки оборудования и топлива, не учитывался суммарный налог на выбросы вредных веществ (плата за негативное воздействие на окружающую среду).

Таким образом, рассмотренные исследования несомненно способствуют широкому внедрению технологий ВИЭ, но не являются исчерпывающими, что вызывает необходимость поиска новых решений. Необходима разработка метода комплексного электроснабжения на основе комбинированного использования ВИЭ.