Общие сведения об источниках электроэнергии




ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

 

Электронное учебное пособие

 

 

 


Кемерово 2016

 

 


Ó КузГТУ, 2016

Ó Е. В. Скребнева, составление, 2016

 

ISBN

 

Вперед®

 
 


УДК 620.92.(075.8)(086.76)

Дополнительный титульный экран

 

 

Рецензент(ы) Захаров С. А. – заведующий кафедрой Электроснабжения горных и промышленных предприятий ФГБОУ ВО «КузГТУ» Ефременко В. М. – доцент кафедры Горных машин и комплексов ФГБОУ ВО «КузГТУ» Семыкина И. Ю. – председатель учебно-методической комиссии направления 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»  

 

 

Скребнева Евгения Владимировна. Возобновляемые источники электроэнергии: учеб. пособие [Электронный ресурс]: для студентов 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» всех форм обучения / сост. Е. В. Скребнева; КузГТУ. – Электрон. дан. – Кемерово: 2016.

 

 

Рассмотрены общие вопросы использования гидравлических, ветровых, солнечных, геотермальных источников элентроэнрегии и энергетическим установкам, биотопливу и использованию вторичных энергетических ресурсов, а также аккумулирования и перспективным способам преобразования электрической энрегии

 

 

Текстовое (символьное) электронное издание

 

Минимальные системные требования: Частота процессора не менее 1,0 ГГц; ОЗУ 512 Мб; 20 Гб HDD; операционная система Windows XP; CD-ROM 4-скоростной; ПО для чтения файлов PDF-формата; SVGA-совместимая видеокарта; мышь.

 

 

© КузГТУ, 2016

© Е. В.Скребнева

составление, 2016

 

Вперед®


 

 


Дополнительный титульный экран

  Сведения о программном обеспечении, которое использовано для создания электронного издания     MS Word
Сведения о технической подготовке материалов для электронного издания   Редактор З. М. Савина
   
   
Объем издания в единицах измерения объема носителя, занятого цифровой информацией (байт, Кб, Мб)   4,15 мегабайт
Продолжительность звуковых и видеофрагментов (в минутах)  
Комплектация издания (количество носителей, наличие сопроводительной документации)   1 CD-диск
Наименование и контактные данные юридического лица, осуществившего запись на материальный носитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева» 650000, Кемерово, ул. Весенняя, 28 Тел./факс: 8(3842) 58-35-84    

Вперед®

 

 

 


СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ  
1. МЕСТО И РОЛЬ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ  
1.1. Общие сведения об источниках электроэнергии  
1.2. Теоретические основы использования возобновляемых источников энергии  
1.3. Объекты нетрадиционной энергетики России  
1.3.1. Геотермальная энергетика  
1.3.2. Гидроэлектроэнергетика  
1.3.3. Гелиоэнергетика  
1.3.4. Ветроэнергетика  
1.3.5. Биоэнергетика  
1.4. Социально-экономические и экологические аспекты развития возобновляемых источников  
Контрольные вопросы  
2. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫИСПОЛЬЗОВАНИЯ НЕТРАДИЦИОННЫХ И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ  
2.1. Проблема взаимодействия энергетики и экологии  
2.2. Экологические последствия развития солнечной энергетики  
2.3. Экологическое воздействие объектов гидроэнергетики на окружающую среду  
2.4. Экологические последствия использования энергии океана  
2.5. Влияние ветроэнергетики на природную среду  
2.6. Возможные экологические проявления геотермальной энергетики  
2.7. Экологическая характеристика использования биоэнергетических установок  
Контрольные вопросы  
3. АККУМУЛИРОВАНИЕ ЭНЕРГИИ  
3.1. Необходимость аккумулирования энергии  
3.2. Воздушные аккумуляторы  
3.3. Сверхпроводящие индуктивные накопители  
3.4. Емкостные накопители  
3.5. Химическое аккумулирование  
3.6. Электрическое аккумулирование электроэнергии  
3.7. Механическое аккумулирование. Гидроаккумулирующие электростанции  
Контрольные вопросы  
4. ВТОРИЧНЫЕ ЭНЕРГОРЕСУРСЫ  
4.1. Понятие и источники вторичных энергоресурсов  
4.2. Использование теплоты отработавших газов  
4.2.1. Теплосодержание отработавших газов  
4.2.2. Теплообменники для отработавших газов  
4.2.3. Котлы-утилизаторы  
4.3. Использование теплоты испарительного охлаждения  
4.4. Использование теплоты низкого потенциала  
4.5. Водородная энергетика  
4.6. Использование теплоты продукции и отходов  
Контрольные вопросы  
5. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ СПОСОБЫПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ  
5.1. Термоэлектрические генераторы  
5.2. Магнитогидродинамические генераторы  
5.3. Электрохимические способы преобразования энергии  
5.4. Водородная энергетика  
Контрольные вопросы  
6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ РЕК  
6.1. Состояние и перспективы мировой гидроэнергетики  
6.2. Тенденции развития гидроэнергетики в России  
6.3. Устройство ГЭС и гидротурбин  
6.3.1. Схемы гидроэлектростанций  
6.3.2. Гидротурбины  
6.4. Работа гидроэлектростанций на энергосистему  
6.5. Гидроаккумулирующие электростанции  
Контрольные вопросы  
7. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ ОКЕАНА  
7.1. Источники энрегии океана и их использование  
7.2. Энергия морских волн  
7.2.1. Общая характеристика волнового движения жидкости. Уравнение поверхностной волны  
7.2.2. Энергия и мощность волны. Отбор мощности от волн  
7.2.3. Устройства для преобразования энергии волн  
7.2.3.1. Преобразователи, отслеживающие профиль волны  
7.2.3.2. Преобразователи, использующие энергию колеблющзегося водяного столба  
7.2.3.3 Системы, улавливающие волны  
7.2.3.4. Подводные устройства  
7.3. Энергия приливов и отливов  
7.3.1. Основы приливной энергетики  
7.3.2. Использование энергии приливов и морских течений  
7.3.2.1. Мощность приливных течений и приливного подъема воды  
7.3.2.2. Использование энергии океанских течений  
7.3.2.3. Общая характеристика технических решений  
7.4. Тепловая энергия океана  
7.4.1. Основные принципиальные схемы ОТЭС  
7.4.2. Использование перепада температур океан-атмосфера  
7.4.3. Прямое преобразование тепловой энергии  
7.5. Энергия перепада солености  
Контрольные вопросы  
8. ГЕЛИОЭНЕРГЕТИКА  
8.1. Солнечное излучение и его характеристики  
8.1.1. Солнечное излучение, достигающее атмосферы Земли  
8.1.2. Взаимное расположение Земли и Солнца во времени  
8.1.3. Расположение приемника радиации относительно Солнца  
8.1.4. Влияние земной атмосферы на величину потока излучения Солнца  
8.1.5. Расчет и оценка солнечной энергии  
8.2. Фотоэлектрические преобразователи солнечного излучения в электричество  
8.2.1.Р-n–переход в кремнии  
8.2.2. Механизм поглощения фотонов в p-n-переходе. Эффективность преобразования солнечного излучения  
8.2.3. Особенности электрической цепи содержащей солнечный фотоэлемент  
8.2.4. Проблема эффективности солнечных элементов  
8.2.5. Требования к материалам и технология производства солнечных элементов и батарей  
8.2.6. Конструкций солнечных элементов и их типы  
8.2.7. Характеристика материалов для солнечных элементов. Внутренняя структура солнечных элементов  
8.2.8. Вспомогательные системы для солнечных батарей  
Контрольные вопросы  
9. ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА  
9.1. Общие сведения о ветроэнергетике  
9.2. Краткая классификация ветроэнергетических установок  
9.3. Ветроустановки с горизонтальной и вертикальной осью  
9.4. Классификация ветроэнергетических установок по мощности ВЭУ и энергосистемы  
9.4.1. Класс А: мощность ветроэлектрогенератора в энергосистеме является определяющей  
9.4.2. Класс В: мощность ветроэлектрогенератора одного порядка с мощностью других генераторов системы  
9.4.3. Класс С: ветроэлектрогенератор подключен к энергосистеме, значительно более мощной, чем его собственная мощность  
9.5. Теоретические основы ветроэнергетических установок  
9.6. Лобовое давление на ветроколесо  
9.7. Крутящий момент  
9.8. Некоторые режимы работы ветроколеса  
9.9. Общая характеристика ветров и их анализ  
9.10. Использование ветроколесом энергии ветра  
9.11. Производство и распределение электроэнергии от ветроэнергетических установок  
Контрольные вопросы  
10. ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА  
10.1. Тепловой режим земной коры  
10.2. Виды и свойства геотермальных источников энергии  
10.2.1. Сухие скальные породы  
10.2.2. Естественные водоносные пласты  
10.2.3. Запасы и распространение термальных вод  
10.3. Методи и способы использования геотермального тепла  
10.4. Использование геотермального тепла для выработки электроэнергии  
10.4.1. ГеоТЭС на парогидротермах  
10.4.2. Двухконтурная ГеоТЭС на водяном паре  
10.4.3. Двухконтурные ГеоТЭС на низкокипящих рабочих телах  
10.4.4. Двухконтурная ГеоТЭС на смесевом рабочем теле  
10.4.5. Геотермально-топливные электростанции  
10.5. Комбинированное производство электрической и тепловой энергии  
Контрольные вопросы  
11. ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОМАССЫ  
11.1. Виды биотоплива  
11.2. Установки для сжигания биотоплива  
11.2.1. Котлы с кипящим слоем  
11.2.2. Сжигание древесных отходов  
11.2.3. Котлы для сжигания иловых осадков  
11.2.4. Установки для сжигания твердых отходов  
Контрольные вопросы  
12. ТЕХНОЛОГИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ  
12.1 Технологии использования гелиоэнергетических ресурсов  
12.1.1.Солнечные тепловые электростанции  
12.1.2. Фотоэлектрические преобразователи  
12.2. Технологии энергетического использования биомассы  
12.2.1. Прямое сжигание  
12.2.2. Переработка древесных отходов  
12.2.3. Пиролиз  
12.2.4. Газификация  
12.2.5. Анаэробное сбраживание  
12.2.6. Биотопливо  
12.3. Технологии использования энергии ветра  
12.3.1. Конструкция ветроэнергетических установок  
12.3.2. Область применения ветроэнергетических установок  
12.4. Гидроэнергетические технологии производства электрической энергии  
12.4.1. Производство электроэнергии с помощью микро-ГЭС  
12.5. Использование возобновляемых источников энергии на территории Кемеровская область  
Контрольные вопросы  
13. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЗОБНОВляЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ  
13.1. Критерии эффективности использования возобновляемых энергоисточников  
13.2. Методика оценки эффективности применения возобновляемых источникв электроэнергии  
13.2.1. Электроснабжение от централизованной энергосистемы  
13.2.2. Электроснабжение от дизельных электростанций  
13.2.3. Электроснабжение от микрогидроэлектростанций  
13.2.4. Электроснабжение от ветроэнергетических установок  
13.2.5. Электроснабжение от солнечных электростанций  
Контрольные вопросы  
ЛИТЕРАТУРА  

 

ВВЕДЕНИЕ

 

В конце ХХ века человечество столкнулось с серьезной проблемой, касающейся производства энергии из невозобновляемых источников (уголь, нефть, газ и др.) с точки зрения экономики, а также с серьезными экологическими трудностями, нарушающими динамическое равновесие в природе. Масштабное применение невозобновляемых источников энергии ведет к росту теплового, химического и радиоактивного загрязнения окружающей среды, что нарушает естественную среду обитания человека и животных.

В связи с этим человечество вынужденно обратилось к возобновляемым и ресурсосберегающим технологиям получения электроэнергии: солнечная, гидроэнергетика, ветроэнергетика и некоторые другие виды. Предполагается, что к середине XXI века с помощью возобновляемых источников будет производиться до 40 % энергии.

Возобновляемые источники подкупают своей относительной экологической чистотой.

Немаловажное значение имеет и экономический фактор. Достаточно напомнить, что возобновляемые технологии получения электроэнергии год от года дешевеют, а традиционные, в связи с удаленностью их от объектов промышленности и транспорта, год от года дорожают.

К настоящему времени во многих развитых странах Европы, США, Японии очень широко внедряются такие источники электропитания. Так, в США на магистральных автотрассах питание телефонов осуществляется от солнечных батарей. В одном из городов Голландии запущена солнечная электростанция мощностью около 3 МВт, которая обеспечивает электроэнергией целый квартал домов. В Японии стены и крыши современных жилых и производственных зданий покрывают панелями солнечных батарей.

 

1. МЕСТО И РОЛЬ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ
ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ

 

Общие сведения об источниках электроэнергии

 

Энергия – одно из обсуждаемых сегодня понятий. Помимо своего основного физического, а в более широком смысле – естественнонаучного, содержания, оно имеет многочисленные экономические, технические, политические и иные аспекты.

Человечеству нужна энергия, причем потребности в ней увеличиваются с каждым годом. Вместе с тем запасы традиционных природных топлив (нефти, угля, газа и др.) конечны. Ограничены также и запасы ядерного топлива – урана и тория, из которого можно получать в реакторах-размножителях плутоний.

Практически неисчерпаемы запасы термоядерного топлива (водорода), однако управляемые термоядерные реакции пока не освоены и неизвестно, когда они будут использованы для промышленного получения энергии в чистом виде, т.е. без участия в этом процессе реакторов деления. Остаются два пути: ресурсосбережение и использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии.

На сегодняшний день важно найти выгодные источники энергии, причем не только с учетом стоимости топлива и материалов, но и простоты конструкций и их эксплуатации, необходимых для постройки станции и ее долговечности.

При существующем уровне научно-технического прогресса энергопотребление может быть покрыто лишь за счет использования органических топлив, гидроэнергии и атомной энергии на основе тепловых нейтронов. Однако по результатам многочисленных исследований органическое топливо в недалеком будущем может удовлетворить запросы мировой энергетики только частично. Остальная часть энергопотребности может быть удовлетворена за счет других источников энергии – нетрадиционных и возобновляемых.

Все источники энергии можно разбить на два типа – возобновляемые и невозобновляемые.

Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) – это источники на основе постоянно существующих или периодически действующих в окружающей среде источников энергии. Возобновляемая энергия имеется в окружающей среде в таком виде, который не является следствием целенаправленной деятельности человека. Этот признак является самой главной отличительной особенностью этого вида энергии.

Невозобновляемые источники энергии (НИЭ) – это природные запасы веществ или материалов, которые могут быть использованы человеком для производства энергии. Сюда могут быть отнесены: ядерное топливо, уголь, нефть, газ. Энергия невозобновляемых источников находится в природе в связанном состоянии и высвобождается в результате целенаправленных действий человека.

Основными источниками энергии являются (см. табл. 1.1):

- солнечное излучение;

- движение и притяжение Солнца, Луны и Земли;

- тепловая энергия ядра Земли и энергия радиоактивного распада в ее недрах;

- ядерные реакции;

- химические реакции различных веществ.

 

Таблица 1.1 – Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии

Источники первичной энергии Естественное преобразование энергии Техническое преобразование энергии
Земля Геотермальное тепло земли Геотермальные электростанции
Солнце Испарение атмосферных осадков Гидроэлектростанции (напорные, свободнопоточные)
Движение атмосферного воздуха Ветроэнергетические установки
Морские течения Морские электростанции
Движения волн Волновые электростанции
Таяние льдов Ледниковые электростанции
Фотосинтез Электростанции на биомассе
Фотоэлектричество
Планеты Приливы и отливы Приливные электростанции

Из перечисленных источников энергии первые три источника и являются возобновляемыми. В табл. 1.2 показано сравнение характеристик энергосистем на возобновляемых и невозобновляемых источниках [10].

 

Таблица 1.2 - Сравнение характеристик энергосистем на возобновляемых и истощаемых источниках энергии

Характеристики энергосистемы На возобновляемых источниках энергии На истощаемых источниках энергии
     
Примеры источника Ветер, солнце, приливы Уголь, нефть, газ, уран
Местонахождение Окружающая природная среда Сосредоточенные месторождения
Естественная форма существования Потоки энергии Потенциальная, связанная энергия
Начальная интенсивность Низкая интенсивность, рассеянная энергия с плотностью до 300 Вт/м2 Высокая интенсивность до 100 кВт/м2 и выше
Стоимость электроэнергии или топлива Бесплатно Непрерывно возрастает
Стоимость оборудования Высокая, примерно 2000 дол. за 1 кВт установленной мощности Средняя, примерно 500 дол. за 1 кВт
Стабильность и управляемость Стабильность выходной мощности низкая, лучший метод управления – управление нагрузкой с прямой связью Стабильность высокая, лучший метод управления – управление расходом с обратной связью
Ограничения для использования Особенности местных условий и спроса на энергию Без ограничений
Область применения Сельскохозяйственное производство, транспорт Промышленность
Размеры Небольшие системы экономичны, в больших возникают трудности Крупные системы обычно предпочтительнее

Продолжение таблицы 1.2.

 

     
Научные основы использования источников Широкий диапазон различных областей науки и техники, в т.ч. биологической и сельскохозяйственной науки Узкий диапазон, в основном электроника и механика
Безопасность эксплуатации Во время работы есть опасные зоны, в выключенном состоянии – обычно безопасны Без специальных мер защиты опасность высокая, особенно при холостом режиме
Характеристики энергосистемы На возобновляемых источниках энергии На истощаемых источниках энергии
Автономность Самообеспечены источниками энергии Зависят от поставок топлива
Влияние на окружающую среду Обычно небольшое, особенно на небольших установках Как правило, окружающая среда загрязняется, особенно воздух и вода
Эстетичность Достаточно эстетичны, хотя возможны исключения Эстетичны только сравнительно небольшие установки

 

Однако энергетика на возобновляемых источниках должна ориентироваться, прежде всего, на местные метеорологические, гидрологические и климатические условия, учитывая их особенности. Повышение эффективности энергосистемы и экономических показателей ее работы во многом зависят от искусства управления ею.

 

1.2. Теоретические основы использования
возобновляемых источников энергии

 

Эффективно использовать нетрадиционные возобновляемые источники энергии (НВИЭ) можно только на основе научно разработанных принципов. Опыт показывает, что прежде чем развивать энергетику на возобновляемых источниках, необходимо точно определить их мощность. Конечно, это требует длительных и регулярных наблюдений и анализа параметров этих источников.

Часто говорят о качестве источника энергии – доли энергии источника, которая может быть превращена в механическую энергию. Исходя из этого, возобновляемые источники можно разделить на три группы.

1. Источники механической энергии, к примеру, гидроветро-источники, волновые и приливные. Качество энергии этих источников высокое, и они обычно используются для производства электроэнергии. Качество волновой и приливной энергии оценивается в 75%, гидроэнергии – 60%, ветровой энергии – 30%.

2. Тепловыми возобновляемыми источниками энергии является, например, биотопливо и тепловая энергия солнца. Максимальная доля, которая может быть использована для получения механической работы, определяется вторым законом термодинамики. Однако на практике превратить в механическую работу удается примерно 50% тепла. Для современных паровых турбин качество тепловой энергии не превышает 35%.

3. Источники энергии на основе фотонных процессов, использующие фотосинтез и фотоэлектронные явления. На практике коэффициент полезного действия фото-преобразователей, равный 15%, считается хорошим.

Следует отметить еще одну особенность возобновляемых источников энергии. Они отличаются от истощаемых источников низкой плотностью потока энергии. Например, для солнечного излучения эта величина равна 1 кВт/м2, а тепловая нагрузка в трубах паровых котлов порядка 100 кВт/м2, а в теплообменниках ядерных реакторов несколько мегаватт на 1 м2.

Необходимо отметить еще одну важную особенность возобновляемых источников энергии. Прежде всего, ни один источник возобновляемой энергии не является универсальным, пригодным для использования в любой районе и регионе. Это определяется конкретными природными условиями и потребностями общества или района. Поэтому для эффективного планирования энергетики на возобновляемых ресурсах необходимы, во-первых, изучение потребностей конкретного региона в энергии для промышленного, сельскохозяйственного производства, транспорта и бытовых нужд. В этом отношении энергетика на возобновляемых источниках похожа на сельскохозяйственное производство, где рентабельность возделывания той или иной культуры зависит от многих почвенно-климатических условий региона.

Из вышесказанного следует, что невозможно предложить простой и универсальный метод планирования энергетики на возобновляемых источниках ни в международном масштабе, ни в пределах страны, ни в пределах отдельного региона страны. Характерный размер района, в рамках которого разумно планировать энергетику на возобновляемых источниках – порядка 250 км.

После анализа характеристик потребителей и потенциальных источников возобновляемой энергии необходимо согласовать их друг с другом. Согласование наиболее экономично при выполнении следующих условий (см. рис. 1.1).

1. Энергоустановка должна максимально использовать возобновляемую энергию (см. рис. 1.1, а). Сопротивления Г, Д и Е потоку энергии должны быть минимальны. В этом случае будут сведены к минимуму энергетическое оборудование и его размеры.

2. Использование системы управления с отрицательной обратной связью (см. рис. 1.1, б) между потребителем и источником энергии не выгодно, так как приходится сбрасывать в окружающую среду часть выработанной преобразованием энергии.

3. Как упоминалось ранее, спрос на энергию никогда не колеблется точно также как её производство электроустановками на возобновляемой энергии. Синхронизировать спрос и предложение, не завышая при этом мощность электроустановки, можно только, включив в энергосистему аккумуляторы (см. рис. 1.1, в). Хорошие накопители энергии дороги, особенно если их приходится разрабатывать для уже действующей энергосистемы. Однако для энергоустановок небольшой мощности (до 10 кВт) чаще других в качестве накопителей используют электрические аккумуляторы.

Рисунок 1.1 – Схемы согласования возобновляемых источников энергии с потребителями

1 – возобновляемый источник энергии; 2 – источник истощаемой энергии; 3 – преобразователь энергии; 4 – потребитель; 5 – сброс в окружающую среду; 6 – накопитель энергии

 

4. Если согласовать электроустановку на возобновляемой энергии с потребителями очень сложно, от решения этой задачи отказываются (см. рис. 1.1, г). В этом случае эту установку подключают к более крупной и универсальной по составу источников энергии системе. Если такие системы имеют накопители энергии (например, гидравлические или какие-либо другие), их эффективность повышается и становится возможным увеличить в них долю установок на возобновляемой энергии.

5. Наиболее эффективная схема использования энергии возобновляемых источников показана на рис. 1.1, д. При такой схеме к источнику энергии необходимо подключить в каждый момент столько потребителей, чтобы суммарная нагрузка соответствовала текущей мощности источника. При этом отдельные потребители могут иметь в свою очередь накопители энергии или подстраиваться под изменяющиеся параметры источника. В таких системах используется регулирование с прямой связью.

Для согласования источников энергии с потребителями используются различные методы управления. Из вышеизложенного следует, что в энергосистемах с возобновляемыми источниками энергии можно использовать три метода управления, основанные на сбросе излишков энергии, аккумулировании энергии и изменении нагрузки.

1. Система со сбросом излишков энергии. Потоки энергии возобновляемых источников существуют постоянно, и, если их не использовать, они будут безвозвратно потеряны. Тем не менее, метод управления, основанный на сбросе части этой энергии, может оказаться самым простым и дешевым. Такой метод управления используется, например, на гидроэлектростанциях, в системах обогрева зданий с управляемыми заслонками, в ветроустановках с изменяемым шагом винта.

2. Системы с накопителями (аккумуляторами) энергии. Накопители могут аккумулировать энергию возобновляемых источников как в её исходном – не переработанном виде, так и в преобразованном – после энергоустановки. В первом случае управление запасами возобновляемой энергии такое же, как и с запасами невозобновляемой энергии. Основной недостаток систем регулирования с такими накопителями – их относительно высокая стоимость, сложность использования в небольших энергоустановках и при реализации дополнительного управления.

Например, в качестве накопителей энергии при сооружении ГЭС используют водохранилища. В качестве накопителей преобразованной энергии можно использовать аккумуляторные батареи, электролитные установки и т.д. Такие накопители особенно выгодны на небольших энергоустановках.

3. Системы с регулированием нагрузки. Такие системы поддерживают соответствие между спросом и предложением энергии за счет включения и выключения необходимого числа потребителей.

Такое регулирование может применяться в любых системах, но наиболее выгодно оно при наличии большого числа разнородных потребителей. Его преимущества при использовании в энергосистемах с возобновляемыми источниками энергии заключаются в следующем:

- подключение или отключение потребителей в соответствии с располагаемой мощностью источника позволяет избегать потерь возобновляемой энергии;

- в многоканальной системе регулирование может учитывать потребности различных потребителей и их приоритеты;

- потребители, сами обладающие определенными аккумулирующими свойствами, могут с выгодой использовать это свойство, отключаясь в те периоды времени, когда энергия дорогая;

В таких системах регулирования можно использовать надежные, точные, малоинерционные и недорогие электронные и микропроцессорные устройства.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-03-31 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: