PL227648B1 - Instalacja do przesyłu generowanej energii elektrycznej oraz sposób przesyłu generowanej energii elektrycznej - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest instalacja do przesyłu generowanej energii elektrycznej z fotowoltaicznych lub wiatrowych źródeł energii oraz sposób przesyłu generowanej energii elektrycznej.

Znany jest z polskiego opisu zgłoszeniowego P.394381 sposób i układ wspomagania pracy elektrowni wodnej przez ogniwa fotowoltaiczne i turbinę wiatrową. Sposób wspomagania pracy elektrowni wodnej polega na wzajemnym sprzężeniu poszczególnych urządzeń wytwarzających energię elektryczną, charakteryzujący się tym, że wytworzona energia elektryczna o napięciu 6,3 kV przek azywana jest do transformatora 171 i dalej o napięciu 15 kV przekazywana jest do systemu elektroenergetycznego średniego napięcia, przy czym jednostka główna wytwarzająca energię elektryczną z wody, zasilana jest energią o napięciu 230 V pochodzącą z ogniw fotowoltaicznych i turbiny wiatrowej, która kumulowana jest poprzez akumulatory i przekazywana do sieci zaspokojenia potrzeb własnych elektrowni wodnej, zaś nadwyżki odprowadza się do sieci elektroenergetycznej niskiego napięcia. Układ wspomagania pracy elektrowni wodnej przez ogniwa fotowoltaiczne i turbinę wiatrową składający się z elektrowni wodnej stanowiącej jednostkę wytwarzającą energię elektryczną połączoną elektrycznie z transformatorem oraz systemem elektroenergetycznym średniego napięcia współpracująca z urządzeniami wspomagającymi charakteryzuje się tym, że urządzenia wspomagające połączone są z urządzeniem kontrolnym, które równolegle połączone jest z turbiną wiatrową, układem ogniw fotowoltaicznych oraz układem regulatora ładowania i akumulatorów.

Znany jest też z polskiego opisu zgłoszeniowego P.397220 sposób zasilania obiektów, zwłaszcza oddalonych od stałych linii energetycznych i zespół zasilania obiektów, zwłaszcza oddalonych od stałych linii energetycznych. Sposób charakteryzuje się tym, że energia elektryczna wytworzona w źródłach energii odwracalnej magazynowana jest w zespole akumulatorowym, a przy obniżeniu ilości energii akumulatorów poniżej granicznej wartości załączany jest poprzez sterownik centralny dodatkowe źródło prądu, do uzupełnienia pojemności akumulatorów. Zespół charakteryzuje się tym, że wspornik do osadzenia źródła energii odwracalnej, którym jest co najmniej jedno ogniwo fotowoltaiczne i/lub sinik wiatrowy, napędzający prądnicę, jest rurą, stanowiącą układ przepływu powietrza i produktów procesu wytwarzania energii źródła dodatkowego.

Celem wynalazku jest zbudowanie instalacji do generowania i przesyłu energii elektrycznej w oparciu o istniejącą infrastrukturę oświetlenia zewnętrznego oraz sposób przesyłu generowanej energii elektrycznej.

Istotą wynalazku jest instalacja do przesyłu generowanej energii poprzez wykorzystanie istniejącej lub nowej infrastruktury oświetleniowej, przewodów zasilających i słupów oświetleniowych. Zrealizowane jest to za pomocą doposażenia instalacji oświetleniowej w źródła energii elektrycznej takie jak panele fotowoltaiczne i/lub turbiny wiatrowe oraz w urządzenia kontrolujące pracę źródeł światła i źródeł energii elektrycznej. Urządzenia kontrolne instalowane są lokalnie i opcjonalnie centralnie, przy czym sterowniki lokalne są instalowane jako oddzielne urządzenia bądź też pełnią taką funkcję jako część urządzeń oświetleniowych lub źródeł energii elektrycznej. W przypadku instalowania zarówno sterowników lokalnych jak i centralnych wymiana informacji pomiędzy nimi odbywa się zarówno przewodowo, z wykorzystaniem komunikacji po przewodach zasilających, jak i bezprzewodowo. Energię wytworzoną za pomocą źródeł energii elektrycznej przesyła się istniejącą infrastrukturą do szafki oświetleniowej, gdzie za pomocą odpowiednich urządzeń, konwertera mocy, przetwarza się ją do poziomów napięć odpowiadających napięciom, w sieci energetycznej. W przypadku, gdy źródła energii wytwarzają napięcie zgodne z napięciem w sieci energetycznej, nie stosuje się konwerterów mocy. Wytworzoną jak i pobraną energię mierzy się i rozlicza za pomocą licznika energii elektrycznej.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest wykorzystanie istniejącej infrastruktury oświetlenia zewnętrznego do przesyłu generowanej z ekologicznych źródeł energii elektrycznej, a także oszczędność energii konwencjonalnej przy oświetleniu zewnętrznym.

Wynalazek w przykładzie wykonania pokazany jest na rysunkach:

- fig. 1 przedstawia schemat instalacji do przesyłu energii z wykorzystaniem istniejącej infrastruktury oświetlenia zewnętrznego przy generowaniu energii;

- fig. 2 przedstawia schemat blokowy instalacji do przesyłu generowanej energii elektrycznej.

Instalacja do przesyłu generowanej energii elektrycznej w przykładzie wykonania zbudowana jest ze źródła światła 1, połączonego ze źródłem energii elektrycznej 2 w postaci panelu fotowoltaicznego i turbiny wiatrowej, sterownika lokalnego 3 kontrolującego pracę źródła światła i źródła energii elektrycznej, wpiętego do istniejącej infrastruktury oświetleniowej 4 w postaci kabli, połączeń, słupa

PL 227 648 B1 oświetleniowego 5, szafki oświetleniowej 6, infrastruktury do wytwarzania energii elektrycznej 7 zbudowanej z przekształtnika napięcia, konwertera mocy DC/AC lub AC/AC, wbudowanego licznika energii elektrycznej 8 na potrzeby rozliczeń poboru i wytwarzania energii elektrycznej, sterownika centralnego 9, kontrolującego pracę urządzeń oświetleniowych i urządzeń wytwarzania energii elektrycznej, wpiętych do linii energetycznej 10.

Sposób przesyłu generowanej energii elektrycznej w pierwszym przykładzie wykonania polega na tym, że istniejące słupy oświetleniowe 5 wyposażone w źródła światła i są doposażone w panele fotowoltaiczne 2 i sterowniki lokalne 3 które sterują pracą źródeł światła 1 i źródeł energii elektrycznej na podstawie informacji otrzymywanej ze sterownika centralnego 9 za pomocą przewodów zasilających. Wytworzona energia jest przesyłana za pośrednictwem istniejącej infrastruktury 4 do szafki oświetleniowej 6. Sterownik centralny 9 steruje pracą całej instalacji przełączając ją z trybu oświetleniowego na podstawie tabeli wschodów i zachodów słońca w tryb wytwarzania energii elektrycznej i odwrotnie. Sterowniki lokalne 3 przełączają i kontrolują działanie źródła światła 1 i źródła energii elektrycznej - panelu fotowoltaicznego 2 na podstawie otrzymanej informacji oraz przesyłają do sterownika centralnego 9 bieżące informacje o działaniu źródła światła l i źródła energii 2. W trybie wytwarzania, wytworzona energia w postaci prądu stałego DC przesyłana jest do szafki oświetleniowej 6, gdzie za pomocą konwertera mocy DC/AC 7 przekształcana jest na napięcie 230 AC i przesyłana do sieci energetycznej 10. W trybie oświetleniowym energia elektryczna jest z sieci energetycznej 10 pobierana i przesyłana za pomocą infrastruktury oświetleniowej 4 i sterowników lokalnych 3 do źródeł światła - opraw oświetleniowych 1.

W drugim przykładzie wykonania sposób przesyłu polega na tym, że istniejące słupy oświetleniowe 5 wyposażone w źródła światła - oprawy oświetleniowe 1 są doposażone w panele fotowoltaiczne 2 i sterowniki lokalne 3. Panele fotowoltaiczne 2 wytwarzają prąd elektryczny zgodny z napięciem 230 VAC, natomiast sterowniki lokalne 3 sterują pracą opraw oświetleniowych 1 i źródeł energii

- paneli fotowoltaicznych 2 na podstawie zaprogramowanych harmonogramów. Wytworzona oraz pobierana energia elektryczna mierzona i rozliczana jest za pomocą licznika energii elektrycznej 8.

Sposób, w trzecim przykładzie wykonania, polega na tym, że istniejące słupy oświetleniowe 5 wyposażone w źródła światła - oprawy oświetleniowe 1 są doposażone w zarówno w źródła energii

- panele fotowoltaiczne jak i turbiny wiatrowe 2 oraz w sterowniki lokalne 3, które sterują pracą źródeł światła i źródeł energii elektrycznej na podstawie informacji otrzymywanej ze sterownika centralnego 9 bezprzewodowo. Wytworzona energia jest przesyłana za pośrednictwem istniejącej infrastruktury 4 do szafki oświetleniowej 6. Sterownik centralny 9 steruje pracą całej instalacji przełączając ją z trybu oświetleniowego na podstawie tabeli wschodów i zachodów słońca w tryb wytwarzania energii elektrycznej i odwrotnie. Sterowniki lokalne 3 przełączają i kontrolują działanie oprawy oświetleniowej 1, panelu fotowoltaicznego i turbiny wiatrowej 2 na podstawie otrzymanej informacji oraz przesyłają do sterownika centralnego 9 bieżące informacje o działaniu oprawy oświetleniowej i źródeł energii. W trybie wytwarzania, wytworzona energia w postaci prądu stałego DC przesyłana jest do szafki oświetleniowej 6, gdzie za pomocą konwertera mocy DC/AC 7 przekształcana jest na napięcie 230 AC i przesyłana do sieci energetycznej 10. W trybie oświetleniowym energia elektryczna jest z sieci energetycznej 10 pobierana i przesyłana za pomocą infrastruktury oświetleniowej 4 i sterowników lokalnych 3 do opraw oświetleniowych 1.

Claims (10)

1. Instalacja do przesytu generowanej energii elektrycznej, znamienna tym, że zbudowana w ramach istniejącej lub nowej infrastruktury oświetleniowej (4) ze źródła światła (1), źródła energii elektrycznej (2) w postaci panelu fotowoltaicznego lub turbiny wiatrowej, sterownika lokalnego kontrolującego pracę źródła światła - oprawy oświetleniowej i źródła energii elektrycznej (2), z istniejącej infrastruktury oświetleniowej w postaci kabli połączeń i słupów oświetleniowych, z szafki oświetleniowej (6) oraz infrastruktury do przetwarzania energii elektrycznej na zgodną z wymaganiami sieci przesyłowej (10) i korzystnie ze sterownika centralnego (9) kontrolującego pracę wszystkich wymienionych elementów.

2. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że infrastruktura do przetwarzania energii elektrycznej na zgodną z wymaganiami sieci przesyłowej wyposażona jest w przekształtnik napięcia.

PL 227 648 B1

3. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że infrastruktura do przetwarzania energii elektrycznej na zgodną z wymaganiami sieci przesyłowej wyposażona jest w przekształtnik napięcia i konwerter mocy.

4. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że każde źródło światła (2) wyposażone jest w sterownik lokalny (3), a instalacja wyposażona jest w konwerter, który jest konwerterem centralnym.

5. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że każde źródło światła (2) wyposażone jest w sterownik lokalny (3), a instalacja wyposażona jest w konwerter, który jest konwerterem lokalnym.

6. Sposób przesyłu generowanej energii elektrycznej, znamienny tym, że słupy oświetleniowe (5) wyposażone w źródła światła (1 doposaża się w źródła energii elektrycznej (2) i sterowniki (3), (9), które sterują pracą źródeł światła i źródeł energii elektrycznej, zaś wytworzoną energię elektryczni przesyła się za pośrednictwem istniejącej infrastruktury technicznej (4) do szafki oświetleniowej, gdzie przekształca się wytworzoną energię za pomocą konwertera mocy na energię zgodną z wymaganiami sieci przesyłowej i przesyła do energetycznej sieci przesyłowej (10).

7. Sposób przesyłu według zastrz. 6, znamienny tym, że sterowniki lokalne (3), sterują pracą źródeł światła (1 i źródeł energii elektrycznej (2), zaś wytworzoną energię elektryczną przesyła się za pośrednictwem istniejącej infrastruktury technicznej (4) do szafki oświetleniowej (6), gdzie przekształca się wytworzoną energię za pomocą konwertera mocy na energię zgodną z wymaganiami sieci przesyłowej i przesyła do energetycznej sieci przesyłowej (10).

8. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że sterowniki lokalne (3) sterują pracą źródeł światła (1) i źródeł energii elektrycznej (2) na podstawie informacji otrzymywanej ze sterownika centralnego (9), zaś wytworzoną energię elektryczną przesyła się za pośrednictwem istniejącej infrastruktury (4) do szafki oświetleniowej, gdzie przekształca się wytworzoną energię za pomocą konwertera mocy na energię zgodną z wymaganiami sieci przesyłowej i przesyła do sieci energetycznej (10).

9. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że sterowniki lokalne (3), które sterują praca źródeł światła i źródeł energii elektrycznej na podstawie informacji otrzymywanej ze sterownika centralnego (9), zaś źródła energii wyposażone w konwertery mocy wytwarzają energię zgodną z wymaganiami sieci przesyłowej, a wytworzoną energię elektryczną przesyła się za pośrednictwem istniejącej infrastruktury (4) do szafki oświetleniowej (4) i do energetycznej sieci przesyłowej (10).

10. Sposób przesyłu energii według zastrz. 6, znamienny tym, że sterowniki lokalne (3) sterują pracą źródeł światła (1) i źródeł energii elektrycznej (2) autonomicznie, źródła energii elektrycznej wyposażone w konwertery mocy wytwarzają energię zgodną z wymaganiami sieci przesyłowej zaś wytworzoną energię elektryczną przesyła się za pośrednictwem istniejącej infrastruktury (4) do szafki oświetleniowej (6) i do energetycznej sieci przesyłowej (10).

Wykazy oznaczeń

1. Źródło światła - oprawa oświetleniowa

2. Źródło energii elektrycznej (panel fotowoltaiczny lub turbina wiatrowa)

3. Sterownik lokalny

4. Istniejąca struktura oświetleniowa (kable, zabezpieczenia, połączenia)

5. Słup oświetleniowy

6. Szafka oświetleniowa

7. Infrastruktura do wytwarzania energii elektrycznej (przekształtnik napięcia, konwerter mocy)

8. Licznik energii elektrycznej

9. Sterownik centralny

10. Sieć przepływowa - linia energetyczna