ADAPTIVE SWITCHING SYSTEM OF SOLAR POWER STATION

22 Apr 2021, 16:20
20m
oral Environmentally-Friendly Energy Conversion and Supply Enviromentally-Frendly Energy Conversion and Supply

Speaker

Alexey. Divnenko

Description

ADAPTIVE SWITCHING SYSTEM OF SOLAR POWER STATION
Ageev V.A., Ph.D., Golobokov S.V., Ph.D., Divnenko A.A.,
Brostilov T.Yu, Ph.D., Aleksandrin A.A.
Mordov State University by N.P.Ogarev, Penzа State University

Annotation. The work examines how to connect a solar power plant to district distribution networks and ways to improve the efficiency of electric energy.
Keyword: Solar power plant, tyristor key, inverter, thermal protection.
Мировая тенденция развития энергетики предполагает уход от традиционной углеводородной энергетики и увеличение доли генерации электрической энергии на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Важная роль в концепции современной электроэнергетики отводится солнечным электростанциям (СЭС). Развитие новых материалов и технологии производства фотоэлектрических преобразователей позволило существенно снизить стоимость солнечных панелей и сделать СЭС конкурентоспособными на рынке электроэнергии.
Материалом фотоэлектрических ячеек является кремний с легированием различными элементами. Собственная проводимость кремния очень сильно зависит от температуры. Для большинства применяемых материалов предельной температурой считается 90 0С. Солнечные панели боятся перегрева. Кроме того при высокой температуре возникает явление лавинного пробоя или появление токового канала, которое сопровождается выгоранием ячейки.
Подключение инвертора в качестве нагрузки солнечной панели приводит к тому, что ток, отдаваемый панелями, меняется по синусоидальному закону с частотой сети. Это приводит к неравномерному нагреву солнечных панелей и опасности перегрева и выхода из строя отдельных панелей.
При жесткой коммутации панелей выход из строя или пробой любой панели приводит к остановке всего генератора. Для исключения такой ситуации ограничивают ток всех панелей и мощность генерации. При этом часть панелей будут недогружены и СЭС выдает мощность меньше, чем позволяют характеристики панелей. С этой целью предлагается построить адаптивную коммутацию панелей в группы. При увеличении нагрузки система увеличивает число параллельно включенных цепей и ток через отдельные панели не превышает номинального.
Увеличение температуры панелей также будет отслеживаться системой управления и перегретые панели будут временно отключаться. Коммутация панелей в группы позволит формировать несколько уровней опорного напряжения, необходимого для получения переменного напряжения. В этом случае отпадает необходимость высокочастотного трансформаторного инвертора, поскольку заданные пороги напряжения будет формировать система адаптивной коммутации.
Повышение эффективности использования солнечных панелей можно получить, если к выводам солнечных панелей подключается низковольтная нагрузка постоянного тока. Это могут быть системы светодиодного освещения, гальванические ванны, сварочные аппараты и пр. Очень эффективно применение электролизных станций для получения водорода. Это перспективные технологии аккумулирования электрической энергии через промежуточный энергоноситель.
Адаптивная коммутация позволит одновременно выдавать мощность на разном напряжении в инверторы и в шины постоянного тока, произвольно меняя мощность в зависимости от текущей ситуации. Гальванические устройства при этом выступают в качестве балансирующей нагрузки, поддерживают максимальную мощность СЭС и тем самым повышают эффективность использования генерирующего оборудования.

Affiliation of speaker Penza state university
Publication Impact Factor journals
Position of speaker Student

Primary author

Co-authors

Presentation Materials

There are no materials yet.