Підвищення ефективності використання сонячних батарей

Анотація

Розглядаються шляхи підвищення ефективності використання сонячних батарей. Проаналізовано сучасний стан та тенденції розвитку відновлюваної енергетики в Україні та світі. Частка відновлюваної енергетики в енергосистемі останнім часом постійно зростає. Для виробництва електроенергії, а також для нагрівання або опріснення води, все більш популярною в усьому світі стає сонячна енергія. Це одна з технологій відновлюваної енергії, яка розвивається найшвидше, і вона відіграє все більш важливу роль у глобальній енергетичній трансформації. Удосконалення технології отримання електричної енергії з сонячного випромінювання призводить до того, що сонячна енергія з часом стане найбільш доступною серед інших альтернативних джерел. В Україні доля сонячної генерації є найбільшою серед відновлюваних джерел і складає більше половини встановленої потужності усієї відновлюваної енергетики. Генерація електричної енергії сонячними батареями впродовж світлового дня змінюється. Графік видачі потужності схожий на синусоїду. Ефективність використання променевої енергії сонячними батареями залежить від їх орієнтації в просторі. Якщо вироблена енергія використовується виключно для власного споживання, то ефективна потужність і тривалість генерації не завжди збігаються з графіком навантаження. Для підвищення ефективності використання сонячних батарей пропонується орієнтувати фотоелектричні модулі окремих станцій, або фотоелектричні модулі окремих стрінгів однієї станції за різними азимутальними напрямками. Це дозволить забезпечити кращу відповідність графіків видачі потужності та навантаження, а також збільшити загальну тривалість ефективної генерації. Такий проект було реалізовано при будівництві дахових сонячних електростанцій (СЕС) Хмельницького національного університету. Встановлено, що зміщення максимумів графіків видачі потужності СЕС з азимутальним кутом +25⁰ та СЕС з азимутальним кутом -60⁰ складає дві години 15 хв. Вироблена протягом світлового дня електроенергія та пікова потужність СЕС, що мають різну азимутальну орієнтацію, відрізняються в межах до 15 %. Проведені дослідження дозволяють стверджувати, що коли енергія вироблена сонячними батареями не видається в мережу, а забезпечує виключно власне споживання, запропоновані технічні рішення дозволяють розширити часові межі ефективної генерації та погодити графіки видачі потужності з графіками навантаження.

Ключові слова: генерація, енергетика, відновлювальні джерела енергії, енергоефективність, сонячні батареї, сонячна електростанція