RU2095913C1 - Способ работы автономной энергетической установки на возобновляемом источнике энергии - Google Patents
Способ работы автономной энергетической установки на возобновляемом источнике энергии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2095913C1 RU2095913C1 RU9696111039A RU96111039A RU2095913C1 RU 2095913 C1 RU2095913 C1 RU 2095913C1 RU 9696111039 A RU9696111039 A RU 9696111039A RU 96111039 A RU96111039 A RU 96111039A RU 2095913 C1 RU2095913 C1 RU 2095913C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- energy
- power
- battery
- electricity
- source
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/30—Wind power
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Область использования: в энергетике на возобновляемых источниках энергии; тепло-электроснабжение локальных жилых строений. Сущность изобретения: возобновляемый источник энергии мощностью 0,5 - 16 кВт преобразует энергию (ветра, солнца, воды) в электрическую и она непрерывно аккумулируется в аккумуляторной батарее и подается потребителю. При этом при минимальной мощности потребления в период интенсивного излучения энергии источником, при вырабатываемой установкой мощности от 4 до 16 кВт параллельно с аккумулированием электроэнергии в аккумуляторной батарее ее подают в тепловой аккумулятор, а в период неинтенсивного излучения энергии источником, при вырабатываемой установкой мощности от 0,5 до 4 кВт электроэнергию в тепловой аккумулятор подают от аккумуляторной батареи, а при полной зарядке аккумуляторной батареи и теплового аккумулятора электроэнергию подают от аккумуляторной батареи на установку. 1 ил.
Description
Изобретение связано с тепло-электроснабжением локальных жилых строений с помощью энергосистем на возобновляемых источниках энергии.
Известны энергетические системы, в которых электроэнергия, вырабатываемая установками на возобновляемых источниках энергии (ветровые, волновые, фотоэлектрические станции и др. ) отдается непосредственно в нагрузку (потребителю). При этом возникают проблемы обеспечения качества электроэнергии, вызванные нестабильностью потока энергии в источнике (изменяются сила ветра, интенсивность волнения, поток световой энергии и т.п.). Для сглаживания колебаний генерируемой мощности и согласования последней с режимом электропотребления используются аккумуляторы энергии: электрические батареи, воздухоаккумулирющие установки, гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) и т.п. [1] В случае подачи электроэнергии от возобновляемого источника энергии (ВИЭ) на ГАЭС, а затем, если запасенную таким образом энергию воды использовать в гидрогенераторе, выдавая электроэнергию потребителю по мере надобности, то неизбежны потери энергии. Энергия, вырабатываемая установками на ВИЭ при слабом ветре, солнечном излучении, волнении и т.п. не используется, так как качество (синусоидальность, напряжение, частота и мощность) не удовлетворяет как условиям работы электродвигателей насосов (насосы не работают, выходят из строя электрические обмотки), так и потребителя, который должен непрерывно получать стабилизированную электроэнергию от гидрогенератора.
Использование способа резервирования установок на ВИЭ специальными электростанциями (например дизельными), работающими при недостаточной интенсивности возобновляемого источника энергии сильно удорожает отпускаемую электроэнергию (капитальные вложения на дублирующую мощность, затраты на топливо).
Известен способ работы установки на ВИЭ с аккумулированием электроэнергии в аккумуляторе и последующей ее выдачи, когда аккумулятор дозаряжают в период провала графика электрических нагрузок от полупиковых электростанций энергетической системы (ЭЭС) при условии подключения ее в общую электроэнергетическую сеть (например бытовую сеть 220 В, 50 Гц). [2] Однако необходимость применения технических средств для синхронизации нескольких источников энергии, электрических переключателей тока, а также обеспечение специальной линией электропередачи, например труднодоступных или удаленных от ЭЭС объектов для реализации такого способа работы установки на ВИЭ, неизбежно приведет к неоправданно высоким затратам.
Проблему энергоснабжения удаленных от ЭЭС жилых строений (когда необходимо одновременно и тепло-и электроэнергия) можно решить с помощью установок на ВИЭ за счет резервирования электроэнергии только в электрических аккумуляторах, учитывая суточную цикличность графика электрических нагрузок и климатические (сезонные) колебания потока вырабатываемой энергии. В этом случае значительные провалы мощности от установки на ВИЭ (нет ветра, солнца и т.д.) приведут к сильному увеличению уставной емкости электрического аккумулятора, кроме того, неизбежны потери при двойном преобразовании энергии, когда необходимо получить от электрических аккумуляторов тепловую энергию, расходуемую на обогрев объекта (строения).
Наиболее близким к предлагаемому является способ работы установки на ВИЭ, включающий преобразование солнечной энергии в электрическую, аккумулирование ее в аккумуляторной батарее до полной зарядки и подачу потребителю от аккумуляторной батареи и ВИЭ [3]
Недостатком известного способа является невозможность автономного энергообеспечения жилого дома (объекта) при постоянном потреблении электроэнергии на отопление и бытовые электроприборы высокого токопотребления (например электроплиты, стиральные машины и т.п.), поскольку известная схема работы установки предусматривает ограниченное накапливание энергии, недостаточное для обеспечения электроэнергией современного жилого дома, так как отопительные и электроприборы питаются от одного аккумулятора.
Недостатком известного способа является невозможность автономного энергообеспечения жилого дома (объекта) при постоянном потреблении электроэнергии на отопление и бытовые электроприборы высокого токопотребления (например электроплиты, стиральные машины и т.п.), поскольку известная схема работы установки предусматривает ограниченное накапливание энергии, недостаточное для обеспечения электроэнергией современного жилого дома, так как отопительные и электроприборы питаются от одного аккумулятора.
Техническая задача заключается в создании способа энергоснабжения локальных жилых объектов от автономной энергетической установки на ВИЭ мощностью от 0,5 до 16 кВт с раздельным резервированием тепловой и электрической энергии и возможностью перераспределения энергии между двумя типами резервирования в зависимости от состояния потребления.
Поставленная задача решается таким образом, что в способе работы автономной энергетической установки на возобновляемом источнике энергии мощностью 0,5 16 кВт, включающем непрерывное преобразование энергии источника в электрическую, аккумулирование ее в аккумуляторной батарее до полной зарядки, подачу потребителю, согласно изобретению, при минимальной мощности потребления в период интенсивного излучения энергии источником, при вырабатываемой установкой мощности от 4 до 16 кВт параллельно с аккумулированием электроэнергии в аккумуляторной батарее ее подают в тепловой аккумулятор, а в период неинтенсивного излучения энергии источником, при вырабатываемой установкой мощности от 0,5 до 4 кВт, электроэнергию в тепловой аккумулятор подают от аккумуляторной батареи, при этом при полной зарядке аккумуляторной батареи и теплового аккумулятора электроэнергию подают от аккумуляторной батареи на установку.
Предлагаемый способ отличается от известного тем, что при минимальной мощности потребления (до 5% от установочной) при вырабатываемой установкой мощности от 4 до 16 кВт параллельно с аккумулированием электроэнергии в аккумуляторной батарее ее подают в тепловой аккумулятор, обеспечивающий резервирование энергии в виде тепла для обогрева жилых объектов, а в период неинтенсивного излучения энергии источником при вырабатываемой установкой мощности от 0,5 до 4 кВт электроэнергию в тепловой аккумулятор подают от аккумуляторной батареи, что обеспечивает непрерывность процесса накопления тепловой энергии при условии оптимальной емкости аккумуляторной батареи.
Кроме того, предлагаемый способ отличается тем, что при полной зарядке аккумуляторной батареи и теплового аккумулятора электроэнергию подают от аккумуляторной батареи на установку, что позволяет регулировать заряд аккумуляторной батареи и более полно использовать вырабатываемую энергию.
Предлагаемая схема накопления и потребления энергии позволяет увеличить диапазон использования энергии возобновляемого источника от 0,5 до 16 кВт и эффективно обеспечивать энергией отдельный жилой объект.
Способ поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема автономной энергетической установки на возобновляемом источнике энергии, реализующая предлагаемый способ,
где I установка на возобновляемом источнике энергии;
B электрическая аккумуляторная батарея;
P потребитель (отдельно стоящий жилой объект);
T тепловой аккумулятор;
R электротехническое распределительное устройство;
двойными линиями со стрелками показаны каналы энергетического потока (1a, 1b, 1c, 2, 4a, 4 b); одинарными линиями со стрелками показаны каналы электрической связи между P и R (3a), B и R (3b).
где I установка на возобновляемом источнике энергии;
B электрическая аккумуляторная батарея;
P потребитель (отдельно стоящий жилой объект);
T тепловой аккумулятор;
R электротехническое распределительное устройство;
двойными линиями со стрелками показаны каналы энергетического потока (1a, 1b, 1c, 2, 4a, 4 b); одинарными линиями со стрелками показаны каналы электрической связи между P и R (3a), B и R (3b).
В качестве установки на возобновляемом источнике энергии 1 используются ветровые, солнечные, речные и другие энергетические установки.
Уставная электрическая емкость аккумуляторной батареи B для конкретного жилого объекта P зависит от типа аккумулятора и определяется с учетом цикличности суточного электропотребления, пиковых электрических нагрузок, а также климатических особенностей региона.
Тепловой аккумулятор T служит для цикличного преобразования электрической энергии, полученной по каналу 2 (заряд), и резервирования ее в виде тепловой энергии (разряд). T используют для получения тепла, необходимого на обогрев жилого объекта и поддержания комфортной температуры, приготовления пищи и горячего водоснабжения, T применяют в виде переносной отопительной батареи, кухонной плиты, водонагревательной колонки. Принцип действия T основан на использовании теплоты фазового перехода плавления специального состава сердечников T, благодаря чему достигается высокая теплоаккумулирующая способность T.
Распределительное устройство R служит для перераспределения энергии между B и T в зависимости от состояния потребления P и степени интенсивности I.
Автономная энергетическая установка в штатном режиме функционирует таким образом, что всю энергию (кинетическая ветра, световая и т.п.), преобразованную установкой I в электрическую энергию, через распределенное устройство R подают потребителю P непрерывно от электрической аккумуляторной батареи B, постоянно работающей в буфере с установкой I (1a-1b-1c) (1s - эквивалент электрической бытовой сети: 220 В, 50 Гц). При полной зарядке B энергию подают от I к P по каналам 1a 2.
При минимальной мощности потребления P и в период интенсивного излучения энергии в I от 4 до 16 кВт R направляет поток энергии по каналу 2 в интервалы параллельной работы T с B. А при помощи от 0,5 до 4 кВт зарядку T осуществляют от B по каналам 4a 2. Баланс энергии между T и B достигается путем организации обратной связи (технически реализованной в виде электрических датчиков), фиксирующей состояние потребителя P и T (3a), аккумулятора B (3b) и установки I (опосредованно по 1a). При мощности, вырабатываемой установкой, от 4 до 16 кВт происходит параллельное аккумулирование энергии в B и T так, что, если T полностью заряжен, то B заряжается быстрее и активнее за счет увеличения потока энергии в канале 1b и уменьшения в канале 2 (и наоборот), а от 0,5 до 4 кВт при заряженном T и B R часть запасенной энергии B по каналам 4a 4b направляет на установку I для регулирования вырабатываемой энергии (например электромеханическое торможение лопастей ветроустановки).
В остальных случаях автономная энергетическая установка на возобновляемом источнике энергии работает в штатном режиме.
Claims (1)
- Способ работы автономной энергетической установки на возобновляемом источнике энергии мощностью 0,5-16,0 кВт, включающий непрерывное преобразование энергии источниика в электрическую, аккумулирование ее в аккумуляторной батарее до полной зарядки, подачу потребителю, отличающийся тем, что при минимальной мощности потребления в период интенсивного излучения энергии источником при вырабатываемой установкой мощности 4 16 кВт параллельно с аккумулированием электроэнергии в аккумуляторной батарее ее подают в тепловой аккумулятор, а в период неинтенсивного излучениия энергии источником при вырабатываемой установкой мощности 0,5 4,0 кВт электроэнергию в тепловой аккумулятор подают от аккумуляторной батареи, при этом при полной зарядке аккумуляторной батареи и теплового аккумулятора электроэнергию подают от аккумуляторной батареи на установку.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9696111039A RU2095913C1 (ru) | 1996-06-06 | 1996-06-06 | Способ работы автономной энергетической установки на возобновляемом источнике энергии |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9696111039A RU2095913C1 (ru) | 1996-06-06 | 1996-06-06 | Способ работы автономной энергетической установки на возобновляемом источнике энергии |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2095913C1 true RU2095913C1 (ru) | 1997-11-10 |
RU96111039A RU96111039A (ru) | 1998-01-10 |
Family
ID=20181354
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU9696111039A RU2095913C1 (ru) | 1996-06-06 | 1996-06-06 | Способ работы автономной энергетической установки на возобновляемом источнике энергии |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2095913C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2534590C2 (ru) * | 2012-09-05 | 2014-11-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Система аккумулирования возобновляемой энергии |
RU2558399C2 (ru) * | 2013-04-05 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Способ и устройство для непрерывного электро- и теплоснабжения загородных жилых домов |
RU2568013C2 (ru) * | 2012-10-31 | 2015-11-10 | Хитачи, Лтд. | Система выработки энергии и способ ее эксплуатации |
RU2646855C1 (ru) * | 2016-11-14 | 2018-03-12 | Акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова" (АО "ОКБМ Африкантов") | Способ управления автономной двухконтурной ядерной энергетической установкой при изменениях внешней электрической нагрузки |
-
1996
- 1996-06-06 RU RU9696111039A patent/RU2095913C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Материалы советско-японского энергетического симпозиума. - Иркутск: 1980, с.277 - 283. 2. RU, патент, 2035821, кл.H 02J 15/00, 1995. 3. DE, заявка, 3221292, кл.H 02J 15/00, 1983. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2534590C2 (ru) * | 2012-09-05 | 2014-11-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Система аккумулирования возобновляемой энергии |
RU2568013C2 (ru) * | 2012-10-31 | 2015-11-10 | Хитачи, Лтд. | Система выработки энергии и способ ее эксплуатации |
RU2558399C2 (ru) * | 2013-04-05 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Способ и устройство для непрерывного электро- и теплоснабжения загородных жилых домов |
RU2646855C1 (ru) * | 2016-11-14 | 2018-03-12 | Акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова" (АО "ОКБМ Африкантов") | Способ управления автономной двухконтурной ядерной энергетической установкой при изменениях внешней электрической нагрузки |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20220181873A1 (en) | Power Converter for a Solar Panel | |
US10855076B2 (en) | Domestic energy generation installation and operating method for operating a domestic energy generation installation | |
JP5405963B2 (ja) | ヒートポンプ給湯システム | |
US8148844B2 (en) | Power supply system including alternative sources | |
KR20220060547A (ko) | 예비 발전기 및 관련 전력 시스템 | |
CN214674378U (zh) | 基于风光储多能互补的采油井场直流微电网系统 | |
KR101644522B1 (ko) | Ac 마이크로그리드 3상부하에서의 전력 공급 시스템 | |
CN106677990A (zh) | 光热发电系统 | |
RU2095913C1 (ru) | Способ работы автономной энергетической установки на возобновляемом источнике энергии | |
KR101490390B1 (ko) | 고층건물의 재생에너지로 구동하는 인버터펌프를 사용한 스마트에너지저장시스템 | |
CN107579535B (zh) | 一种孤岛能源系统及其工作方法 | |
Adetoro et al. | An overview of configurations and dispatch strategies in hybrid energy systems | |
US20120068533A1 (en) | Power Supply System Including Alternative Sources-DC Power Management | |
Adouane et al. | Monitoring and smart management for hybrid plants (photovoltaic–generator) in Ghardaia | |
CN113612304A (zh) | 一种家庭储能系统及方法 | |
KR101819177B1 (ko) | 전기구동식 히트펌프전용 전원공급장치 | |
JP2020184851A (ja) | 直流電力網および直流電力網の制御システム | |
RU2035821C1 (ru) | Способ работы энергетической установки на возобновляемом источнике энергии в электроэнергетической системе | |
Saner et al. | Fuel savings in remote Antarctic microgrids through energy management | |
AU735775B2 (en) | Load shedding means | |
KR101995255B1 (ko) | 마이크로그리드내의 부하 간 효율적인 전력 송배전을 위한 직류배전 자율제어 시스템 및 그 운용방법 | |
Azzahra et al. | Solar Power Plant Grid Interactive and Building Integration Photovoltaic | |
KR200221754Y1 (ko) | 축전지와 인버터를 사용한 유휴전력활용 시스템 | |
Adetona et al. | Design and Implementation of A Stand-Alone Photovoltaic System As Alternative Power Source For Developing Countries | |
Kumar et al. | Overview of Fuel Cell based Power Grid |