Заключение
В рамках данной работы решены все поставленные теоретические задачи, а проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:
1. Анализ возможностей использования альтернативной энергии для решения проблем нехватки электроэнергии в развивающихся странах, таких, как РК г.Алматы, показывает, что солнечная энергетика в перспективе может сыграть большую роль в топливно-энергетическом комплексе РК. Ее географическое положение, с одной стороны, и мировое развитие технологии в сфере солнечной энергетики, с другой стороны, создают возможность для достаточно полного и быстрого решения проблемы недостаточного энергоснабжения в стране.
2. Идея работы базируется на эффективном использовании современных решений в области фотоэлектрических источников энергии и силовой преобразовательной техники. Доказана целесообразность и эффективность использования ФЭУ для автономного электропитания в условиях Республики Казахстан.
3. Автономная солнечная установка стоит дорого, 50% стоимости приходится на солнечные модули, 45 % стоимости составляют другие элементы (аккумулятор, инвертор, контроль заряда) и 5% - остальные материалы. В данной диссертации на основе технических характеристик СБ и АБ была предложена наиболее эффективная в условиях РК ФЭУ: АБ типа гелевая, как допускаемая максимальную глубину разряда до 80%; СБ – кристаллическая, как имеющая минимальный температурный коэффициент по напряжению; подтверждена (на основе моделирования) возможность создания ФЭУ для тропических условий с непосредственным соединением СБ и АБ, обеспечивающая практически полное использование установленной мощности СБ при переменной ориентации относительно Солнца.
3. В известных моделях СБ нет возможности учитывать влияние окружающей среды: солнечной радиации и температуры. В данной диссертации для моделирования 136 предлагаются две оригинальные модели СБ в разделе SimPowerSystems, ВАХ которых проходит по трём характерным точкам: точка холостого хода, точка короткого замыкания, точка максимальной мощности и учитывается радиация и температуры.
4. Были исследованы 8 схем ФЭУ, отличающихся напряжением СБ, АБ и включением сглаживающего дросселя в переменной или постоянной цепи. Это исследование позволило выбрать оптимальную низковольтную схему с однофазным мостовым инвертором напряжения, в которой отсутствует перенапряжение на транзисторах и реверсивный ток АБ. В разработанной структуре фотоэлектрической установке выходной конденсатор фильтра с индуктивностью нагрузки образует параллельный резонансный контур, что позволило исключить из схемы дроссели в цепи переменного и постоянного тока. Рассмотрены три вида опорного напряжения в системе автоматической стабилизации напряжения инвертора. Рекомендуется использовать новый регулятор с интегрированным релейным и широтно-импульсным модулятором (Биспособ регулирования напряжения инвертора), поскольку он обеспечивает точность и не дает высокого коэффициента искажений.
5. Экспериментально снимались реальные вольт-амперные характеристики кремниевой кристаллической СБ с концентрированным излучением. Эксперименты показали сильное влияние освещения и условий охлаждения СБ на ее ВАХ. Прямое солнечное освещение может приводить к деформации конструкции СБ из-за нагрева. Эксперимент показал, что при температуре TСБ=140 ºС, из-за тепловой деформации трескается защитное стекло стандартных СБ.