ფოტოვოლტაიკური და ენერგიის შენახვის ელექტროენერგიის გენერირების სისტემებისთვის ახალი მოდულური მონიტორინგის გადაწყვეტილება

1. შესავალი და კვლევის ფონი​

​1.1 მზის ენერგიის ინდუსტრიის მიმდინარე მდგომარეობა​
როგორც ერთ-ერთი ყველაზე მსხვერპლიანი რეგენერაციული ენერგიის წყარო, მზის ენერგიის განვითარება და გამოყენება გახდა მთავარი მნიშვნელობის გაქვს გლობალურ ენერგეტიკულ ტრანზიციაში. უახლოეს წლებში, მთელი მსოფლიოს პოლიტიკების დაჭერით, ფოტოვოლტაიკური (PV) ინდუსტრია გახდა საოცარი ზრდის საშუალება. სტატისტიკური მონაცემები აჩვენებს, რომ ჩინეთის PV ინდუსტრია შეიძინა 168-ჯერ დიდი ზრდა "12-ე ხუთწლიანი გეგმის" პერიოდში. 2015 წლის ბოლოს, დაყენებული PV მონაცემები გადაადგილდა 40,000 MW-ზე, და სამი წლის მანძილზე დარჩა მსოფლიო რეიტინგში პირველი ადგილზე, და მომდევნო წლებში განაგრძო ზრდა.

​1.2 არსებული პრობლემები და ტექნიკური გამოწვევები​
რეზუმე დეველოპმენტის მიუხედავად, ტრადიციული PV ენერგიის შენახვის სისტემები ჯერ კიდევ პრაქტიკულ გამოყენებაში დაგვხვდება რამდენიმე ტექნიკური ბოტლენეკი:

• ​PV მასივის პრობლემები:​​ დატვირთვის ვოლტაჟისა და სიმძლავრის მოთხოვნების დასაკმარისად, ჩვეულებრივ მრავალი ინდივიდუალური PV ელემენტი ერთმანეთთან დაერთება სერიულად და პარალელურად. ეს სტრუქტურა ნაწილობრივი დაბრუნების ქვეშ მდგომარეობაში ხდება მიმართული, რაც იწვევს "დაუთავსებლობას" და ჰოტ-სპოტ ეფექტს, რაც მნიშვნელოვანად შემცირებს სისტემის ენერგიის გენერირების ეფექტივობას და უსაფრთხოებას.
• ​ენერგიის შენახვის ბატარეების პაკეტის პრობლემები:​​ ბატარეების პაკეტები, რომლებიც ასევე სერიულად-პარალელურად დაერთებიან, იღებენ ბალანსირების პრობლემებს. ბატარეების არათანაბარობა ზრდის მით უფრო დიდი მასშტაბით, რაც არა მხოლოდ ზრდის სისტემის სირთულეებს, არამედ იწვევს მოცულობის დეგრადაციას და მოკლედ დროს, რითაც დაფრთხილებს დიდ მასშტაბის გამოყენებას.
• ​არსებული ტექნოლოგიების ნაკლებები:​​ თუმცა ზოგიერთი კვლევითი თანამშრომელი შემოთავაზა პასიური ექვივალენტის მენეჯმენტის ტექნიკები, ეს მეთოდები უბრალოდ გადაიტანეს ბალანსირების პრობლემა, რითაც არ არის სრული განხილვა მრავალმოდულური სერიული დაკავშირების დარჩენილ ქსელებზე. ასევე ერთად არ არის სამეცნიერო განათლება საკუთარი კომპონენტების, როგორიცაა PV ელემენტები, შერჩევისთვის.

​II. სისტემის მთლიანი ამოხსნა და ტოპოლოგია​

ამ ამოხსნის ბაზისი არის ახალი, მოდულური და სკალირული ელექტროენერგიის სისტემის ტოპოლოგიის შესაქმნელად.

​2.1 იერარქიული სისტემის შემადგენლები​
სისტემა შედგება საბაზო ერთეულიდან სამ დონის იერარქიით:

1. ​მოდული (საბაზო ერთეული):​​
• ​შემადგენლები:​​ ერთი პირველი PV ელემენტი, ერთი შენახვის ბატარეა (ერთი და იგივე ვოლტაჟისა და მოცულობის), 4 ელექტროსადგური და დამოუკიდებელი კონტროლერი.
• ​ფუნქცია:​​ როგორც უმცირესი დამართველი ერთეული, კონტროლერი მართავს 4 სადგურს, რათა შესაძლებლობა მოითხოვდეს PV ელემენტის და ბატარეის დაკავშირებას და გამოკვლევას ხუთი მუშაობის რეჟიმში.
2. ​სერიული სტრიქონი:​​
• ​შემადგენლები:​​ შედგება რამდენიმე ასეთი მოდულის სერიული დაკავშირებით.
• ​ფუნქცია:​​ ზრდა სტრიქონის საერთო გამოტაცების ვოლტაჟის დარჩენილ დიდებაში და შესაბამისი დარჩენილი DC/DC ბუსტერის შესაყვანი ვოლტაჟის დიაპაზონის შესასარგებლობა.
3. ​სისტემა:​​
• ​შემადგენლები:​​ შედგება რამდენიმე სერიული სტრიქონის პარალელური დაკავშირებით, რომელიც დაკავშირებულია ერთი საერთო DC ბუსის მიერ დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირექტული დირე......