Комплексне використання відновлюваних джерел і акумуляторів.

Для стабільного та надійного енергозабезпечення споживачів від відновлюваних джерел енергії запропоновано ряд енергетичних систем із використанням різноманітних комбінацій поновлювальних джерел і комплексним використанням різних типів акумуляторів електричної та теплової енергії. Комплексний підхід до використання поновлювальних джерел та акумуляторів енергії забезпечує найбільш повне використання ресурсу енергетичних установок в альтернативній енергетиці.

Для надійного та стабільного енергопостачання об'єктів, розташованих у віддалених і важко досяжних районах, розроблено комбіновану автономну систему енергоживлення, яка складається з поновлювального джерела та акумуляторної батареї, сполученої зі споживачем блоком автоматичного контролю зарядки й розрядки акумуляторів.

Система акумулювання на основі електрохімічних акумуляторів призначена для енергопостачання автономних об'єктів (житлових будинків, маяків, буїв, житла пастухів, систем зв'язку тощо), але може бути використана й для роботи в загальних енергосистемах. Розрахунок кількості акумуляторів робиться залежно від параметрів енергоджерел і споживачів. Роль акумуляторів полягає в акумулюванні головним чином низькопотенціальної та пікової енергії, що виробляється сонячними й вітроустановками, яку неможливо подати в загальну енергомережу. Автоматична система управління забезпечує оптимальні режими зарядження-розрядження акумуляторів і забезпечує їхню роботу у буферному режимі.

Використання вітроелектричних і сонячних установок для електроживлення автономних віддалених споживачів дозволяє зекономити органічне паливо, скоротити транспортні витрати на його доставку, зменшує капітальні витрати на будівництво мереж електропередач, зменшує негативні впливи на довкілля.

Забезпечення автономності енергопостачання від поновлювальних джерел енергії потребує комплексного використання різних типів накопичувачів енергії і надійної системи автоматичного управління режимами роботи джерел, акумуляторів та споживачів енергії.

Автономна енергосистема на основі поновлювальних джерел енергії складається з таких основних вузлів:

– джерел енергії: вітроелектричних установок, сонячних фотоперетворювачів, геліонагрівачів, теплового насоса;

– акумуляторів енергії: теплового бака-акумулятор а, котла-акумулятора гарячої води, акумуляторної батареї;

– системи управління: щита ручного управління, приладу автоматичного управління зарядом акумуляторів та автоматизованої системи вимірювання повітряних параметрів.

Вироблювана вітроагрегатами електроенергія надходить через блок управління до споживачів постійного струму чи перетворюється за допомогою теплоелектричних нагрівачів на теплову енергію. Зайва енергія накопичується в електрохімічних і теплових акумуляторах. У період спаду вітру запасена енергія забезпечує будинок тепловою й електричною енергією. Крім того, акумуляторна батарея використовується як буфер між в ітр о генератор ом і споживачем для вирівнювання коливань струму, зумовлених змінним характером роботи в ітр о агрегатів. Заряд накопичувачів енергії може вироблятися як від одного джерела енергії, так і від усіх джерел водночас.

Зарядження акумуляторних батарей від загальної енергомережі передбачено тільки в аварійному режимі, тобто при виході з ладу в ітр о агрегатів.

Комбінована енергетична система на основі сонячних і вітрових установок із комплексним використанням електрохімічних і теплових акумуляторів розроблена для енергозабезпечення електричною та тепловою енергією споживачів населеного пункту чисельністю 500-600 осіб.

Вибір складу і структури комплексу проводився на основі результатів аналізу інтенсивності надходження вітрової й сонячної енергії в Київській області, можливості її використання для електропостачання споживачів.

Схема передбачає отримання електричної енергії від вітроелектричної станції Р = 2000 кВт, сонячної батареї Р = 500 кВт, мотор-генераторів на водневому паливі Р = 200 кВт і паливних елементів сумарною потужністю 10 кВт у період недостатнього енергозабезпечення від поновлювальних джерел енергії.

Вироблення теплової енергії та покриття теплових навантажень енергокомплексу проводиться з використанням:

- сонячних фотоелектричних станцій тепловою потужністю 1000 кВт;

- теплового насоса;

- теплоприймачів індивідуальних будинків;

- геотеплиць.

Основними споживачами електроенергії є:

- системи інженерного обладнання будинків;

- побутовий комплекс села;

- тепловий насос;

- електроліз (для створення запасу енергії у вигляді водню);

- насосна система періодичної дії для поливання ланів.

Даний енергокомплекс повинен мати у своєму складі міжсезонну систему акумулювання енергії. Єдиним відомим на сьогодні універсальним енергоносієм, придатним для створення ефективної міжсезонної системи акумулювання, є водень. При наявності біомаси ефективним є також використання біогазових установок різної потужності.