Жарық-Күн энергиясының гибрид жүйесіндегі қателер және шешімдері

1. Жылқы электростандаларда жиі кездесетін арналаттар және олардың себептері

Жыл-күн энергиялық байланыс системасының маңызды компоненті ретінде, жылқы электростандалар үш негізгі аймақта арналаттарға толтырады: механикалық құрылым, электр системалары және басқару функциялары. Бұрыштардың издері мен жуылуы ең жиі кездесетін механикалық арналаттар, олар адатта узак мерзімді шамалдардың тәсірінен, материалдық жемістерден же өндірістік дефекттерден туындайды. Табигатты мониторинг деректері көрсетеді, бұрыштардың орташа өмір сүру мерзімі ақтаның аймақтарында 3-5 жын, ал батыс шығыс аймақтарда көп шығыс болатын жерлерде 2-3 жынға қысқартылады. Осында, горизонталь осьтік турбиналарда центрден алысты заттардың издері өте көп кездеседі, бұл адатта узак мерзімді орталықтан алысты іске қосылу және теңсіздікті тартылу нәтижесінде болады.

Электр системаларында, шығыс фазаларының жоқтығы және напрямдаманың стабилдігінің жоғалуы екі типтік есеп. Жылқы электростандалар үш фазалы АС энергиясын өндіреді, және жақсы емес байланыстар немесе ашық жиналғыштар өте оңай түрде теңсіз немесе жоқ фазаларға алып келеді. Индустриялық статистика көрсетеді, турбинаның арналаттарының бірнеше пайызы жиналғыштармен байланысты. Басқа бір жиі кездесетін есеп - тормоз санын бұзылуы, ол үш фазалы жолынан өткен соң ротордың жылдамдығы өте аз өсуі мүмкін, бұл тормозтың издерінен немесе электр басқару санынан туындайды.

Басқару санының арналаттары ең көп энергия бөлу логикасының бұзылуы ретінде көрінетін. Кейбір параметрлерге негізделген традициондық стратегиялар тез өзгеріп отыратын ауа райына қолайлы болмайды. Мысалы, таңғы уақытта жылдың аз өзгеруі мен күн нурларының өсуінде, традициондық басқару жылдың аз өзгеруінен өтуі керек деп, турбинаның шығысы рейтингдік энергиядан 30%-40% ғана қалады, ол иемізден жыл энергиясын жоғалтырады. Статистика көрсетеді, традициондық басқару стратегияларын қолданатын жыл-күн энергиялық байланыс системаларының орташа энергия қолдануы 15%-20% төмен.

2. Күн нурландыру модулдарында жиі кездесетін арналаттар және олардың себептері

Күн нурландыру модулдары да гибрид системаларда әртүрлі арналаттарға туындайды. Беттегі зияндар және контакттік байланыстардың бұзылуы ең көрінетін физикалық арналаттар, олар адатта қатаң ауа райы, шығыс түскілерінің тәсірі немесе дұрыс емес орнату нәтижесінде болады. Шығыс аймақтарда күн нурландыру модулдары жылына 5%-8% өзгеріп, регулярлық тексеру және қызметкерлерге қажет болады.

Электрлық жағдайда, жылтың өсуі мен бөлімді жолынан өткен өзгерістер фотогальваникалық өнімділікті ең маңызды факторлар. Модулдың бір бөлігі жолынан өткенде, жолынан өтпеген аймақтардан энергия қайта қарай қарай қарай өтеді, бұл жерлік жылуына әкеледі және жылтың өсуін жасайды. Узак мерзімді жылтың өсуі модулдың өнімділігін 15%-20% азайтады және тұрақты зиян беруі мүмкін. Осында, PID (Potential Induced Degradation) - модулдың өмір сүру мерзіміне әсер ететін маңызды фактор, әсіресе жылтың өсуінен, 1-2 жында өнімділігі 5%-10% азайады.

Өнімділіктің төмендейі негізінен жылтың өсуінен және капталдау материалдарының бұзылуынан туындайды. Индустриялық стандарттар жоғары сапалы PV модулдерінің 25 жылдық өмір сүру мерзімінде жыл сайын өнімділігі 0.3%-0.5% астында болуы керек. Бірақ практикада, ауа райы және материалдың жасталуы жыл сайын өнімділігі 0.8%-1.2% азайтып, барлық системаның өнімділігіне өте маңызды әсер етеді.

3. Басқару саны және батареялық системалардың арналаттарын талдау

Жыл-күн энергиялық байланыс системасының "мінесі" ретінде, басқару санының өнімділігі системаның стабилдігіне тікелей әсер етеді. Негізгі есеп - традициондық энергия бөлу стратегияларының шектеулері, олар тұрақты эмпирикалық параметрлерге және жалпы шекаралық бағалауларға негізделген, олар реалдық уақыттағы энергия өзгерістеріне қолайлы болмайды. Татаулы ауа райында, осы басқару саны энергия бөлуін тез өзгертуі мүмкін емес, бұл энергия стабилдігін төмендетеді. Мысалы, шығыс тез өзгеруі немесе тез өткен бұлттар сызықты, традициондық басқару санына бір несіле немесе одан ауыр жауап беруі керек, бұл совремалық индустриялық құрылымдардың қатаң энергия сапасы талаптарына қолайлы болмайды.

Батареялық системалардың арналаттары негізінен төмен жарық заряды, су қаттыруы және қабілетінің төмендейуі. Төмен жарық заряды, напрямдама басқару санының басқару шекарасынан төменгі мезгілде болады; узак мерзімді төмен жарық заряды батареяның өмір сүру мерзімін қысқартады. Су қаттыруы адатта дұрыс емес орнату немесе жақсы емес түрде жабылу нәтижесінде болады, бұл өте төмен, нөл немесе жалган напрямдама көрсеткіштеріне әкеледі, бұл батареяға өте зиян береді. Статистика көрсетеді, гибрид системалардың бірнеше пайызы батареяның су қаттыруына байланысты.

Қабілетінің төмендейуі - табиғатты жасталу процессі, бірақ ауа райы факторлары оны өте тез ұстауға әкеледі. Плато аймақтарында, түнгі төмен температура күн нурландыру модулдарының өнімділігін 30%-40% азайтады, олар қызмет ету үшін төмен жарық шарттарында батареяның қолданылатын қабілетін қысқартады. Осында, деңіз жанындағы аймақтарда, батареяның өмір сүру мерзімі ішкі аймақтарға қарағанда 30%-50% қысқаратылады.