Оптимизация режимов работы автономной фотоэлектрической станции

Declaration 2
Реферат 4
Abstract 5
Abbreviations 6
List of figures 9
List of pictures 11
List of equations 12
List of tables 13
1 Introduction 14
2 Theoretical part 15
2.1 Renewable energy sources 15
2.1.1 Wind's energy 15
2.1.2 Hydropower 16
2.1.3 Sun's energy 17
2.2 Analysist of system 18
2.2.1 Solar panel technologies 18
2.2.2 Battery charging 27
2.2.3 Inverter 30
2.2.4 Diesel generator 30
2.3 Conditions in Altai republic and Balyktuyul 30
3 Practical part 34
3.1 Stand- alone PV System 34
3.2 Description of the house 34
3.3 Calculation of Insolation in Balyktuyul 34
3.3.1 PVGIS 36
3.3.2 Types of days during year 38
3.3.3 Calculation intensity in Balyktuyul 40
3.4 Daily and seasonal load Diagrams 41
3.4.1 Rated active power 41
3.4.2 Seasonal different 43
3.5 Optimization of consumption 4
3.6.1 Design of solar panels 47
3.6.1 Design of inverter 52
3.6.2 Design of battery 52
3.6.3 Design of diesel- generator 52
3.6.4 Electrical schemas 55
3.6.5 Total price of our design 58
3.6.6 Algorithm 61
4 Economy 61
4.1 Economic evaluation of investment efficiency 62
4.1.1 Cash flow 62
4.1.2 Discount Rate 62
4.1.3 Discounted cash flow 62
4.1.4 Payback period 64
4.1.5 Net Present Value (NPV) 65
4.1.6 Internal Rate of Return (IRR) 66
4.2 Evaluation of project 66
4.2.1 Variant without PV- station 67
4.2.2 Compare variant without PV- station and with PV- station (34m ) 68
4.2.3 Compare variant without PV- station and with PV- station (27m ) 72
4.3 Sensitivity analysis 76
5 Social responsibility 78
5.1 Renewable energy in Russia 78
5.2 Influence life 79
5.2.1 Water energy 79
5.2.2 Wind energy 80
5.2.3 Solar energy 80
5.2.4 How does my variant influence life 81
6 Conclusion 82
7 Sources 86
8 Appendix 90
Figure 1- Typical current/ voltage characteristic curves for different insolation 21
Figure 2- Effects of temperature on silicon solar cells [9] 22
Figure 3- Efficiency dependence of photoconversion on solar radiation [10] 22
Figure 4- Bypass diodes connection circuit 23
Figure 5- Nominal number of battery cycles vs depth of discharge [18] 28
Figure 6- Depth of discharge of lithium- sulphur battery [19] 29
Figure 7- Depth of discharge nickel/ iron battery [20] 29
Figure 8- Depth of discharge of LiFePo4 [22] 30
Figure 9- Average monthly number of sunshine hours 34
Figure 10- Day's temperature in Balyktuyul [26] 34

Купить

Реферат
Выпускная квалификационная работа 94 с. 18 рис., 41 граф., 22 табл., 41 источников, 3 приложения.
Ключевые слова: возобновляемые источники, аккумуляторные батареи, солнечная электростанция, экономия солнечной электростанции
Объектом исследования является солнечная электростанция, находящаяся в Республике Алтай.
Цель работы - разработка новой модели фотоэлектрической солнечной станции.
Методы исследования - аналитический, проектный и изучение литературы.
Поиск новых возобновляемых источников энергии - актуальная задача для нашего времени, так как невозобновляемые источники с каждым днём все более исчерпывают себя и через некоторое время прекратят своё функционирование. Другой не менее важной причиной является децентрализация источников. Для бесперебойной работы сети энергоснабжения необходимо наличие нескольких небольших электростанций с меньшей энергией, вырабатываемой возобновляемыми источниками. Однако, с другой стороны, солнечная энергия и энергия ветра имеют существенный недостаток - нестабильный поток энергии, который вызывает нестабильную работу всей сети электроснабжения. Данную проблему можно решить путем использования батарей или других путей сохранения энергии.
Однако в данной работе не рассматриваются сети электроснабжения, в связи с чем работать необходимо в автономном режиме. Таким образом, жилой дом находится в полной зависимости от нефти, и целью данной работы является максимальное снижение этой зависимости. Я оптимизировал каждый компонент фотоэлектрической солнечной станции для одного жилого дома, находящегося в Республике Алтай рядом с селом Балыктуюль.
Целью данной работы является исследование выбранного места в Республике Алтай и разработка всех компонентов оптимизации использования солнечной энергии. В первой главе представлена теоретическая часть, рассмотрены виды возобновляемых источников энергии, описаны все компоненты фотоэлектрической солнечной станции. Вторая глава - практическая часть, в которой описаны автономные системы, рассчитано излучение солнца в течение всех месяцев и выбран оптимальный угол наклона солнечных панелей. Затем рассмотрено потребление энергии выбранным домом. Вследствие проведенных расчетов определена оптимальная площадь панелей, батарей и других компонентов. В итоге произведен расчет конечной цены.
Третья глава представляет собой экономическую часть. В ней рассмотрена экономическая оценка инвестиций и основные показатели, такие как чистый дисконтированный доход, внутренняя ставка доходности, период окупаемости и дисконтированный период окупаемости. В следующий главе описан анализ
чувствительности, который помогает лучше понять зависимость стоимости проекта от входящих переменных. Анализ чувствительности показывает реагирование стоимости проекта на изменение входящих переменных.
Последняя часть - социальная ответственность, в которой описывается, как возобновляемые источники энергии влияют на природу и жизнь людей. Затем идет заключение, в котором описаны основные результаты данной работы.

1 Introduction
It is necessary to find another energy sources than non-renewable sources, because non- renewable sources are finishing and after a while they will be gone. Another important reason is decentralization of sources. There would not be only a few electrical power stations with a high power. It is good for network, if there would be also a lot of small power station with smaller power, like renewable sources. But on the other hand solar energy and wind energy have a big disadvantage, unstable power, what causes to unstable network. We can solve it with batteries, or another way to save energy.
But there isn't electrical network in my case, therefore it is necessary to work in the regime stand- alone. Therefore the house would be dependent for a diesel and therefore it would be good to reduce this dependence. I optimized each component for PV- station system for the house, which will be situated in the Altai Republic close by town Balyktuyul. I decided to explore solar panels as a key renewable power source for a couple of reasons. Firstly, there isn't any moving parts, thus the maintenance is easier. Secondly, it is scalable, thus the highest power is restricted only by the area and the lowest limit is tens of watts. Thirdly, it shows the owner's attitude about sustainable energy sources.
This thesis' goal is to explore selected location in the Altai Republic and design each component for optimal use power from PV- station. I am using batteries for optimal use solar power. First chapter calls theoretical part and I am going to introduce renewable energy sources, after this I am going to describe each component of PV- system. I am introducing also with selected location and weather condition. The main chapter is practical part, where I describe stand- alone system, and where I will calculate irradiance during all months and I will choose optimal angle of solar panels. The next part is about house consumption. And thanks to those calculations I will design optimal area of solar panels and batteries and another component. Then I will be able to calculate total price.
The next main chapter is economic part, where I'm explaining economic evaluation of investment efficiency and basic concepts. After this I am calculating NPV, IRR, payback period and discount payback period. I will examine two variants of PV- station. The next part is sensitivity analysis, which is for better understanding of dependency of project value on different input values. Sensitivity analysis shows the character of project value, when the value of inputs are changed.
The last part is social responsibility, where is describe how renewable sources affect on nature and life. After this chapter is conclusion, where I'm writing about results.

Купить