Asosiy mazmunga o‘tish
MaqolaOchiq kirish

EXPERIENCE IN IMPLEMENTING MODERN ENERGY STORAGE SYSTEMS IN THE REPUBLIC OF UZBEKISTAN

Akram MIRZABAEV, Abdusaid ISAKOV, Sherzot MIRZABEKOV, Nodir PULATOV, Oskar SYTDYKOV, Laziza MAKHKAMOVA2024

Jurnal“O‘ZBEKGIDROENERGETIKA” ilmiy-texnik jurnalJild 6Son 2Sahifa 57–67

Annotatsiya

Maqolada O‘zbekistonRespublikasining iqlim sharoitida zamonaviyenergiya saqlash tizimini (ESТ) loyihalash vaishlatish xususiyatlari o‘rganiladi. SCE ningtexnik xususiyatlari ochib berilgan, shuningdekularning ulanish sxemalari va ish rejimlaritahlil qilingan. O‘zbekiston Respublikasiningiqlimiy xususiyatlarini hisobga olgan holda,ularning samaradorligini oshirish uchuno‘xshash tizimlarni loyihalash bo‘yichatavsiyalar berilgan.

Boshqa tillarda

inglizchaEXPERIENCE IN IMPLEMENTING MODERN ENERGY STORAGE SYSTEMS IN THE REPUBLIC OF UZBEKISTAN

The article examines the designand operation features of modern energystorage systems (ESS) in the climatic conditionsof the Republic of Uzbekistan. It discusses thetechnical characteristics of ESS, analyzes theirconnection schemes and operating modes,and provides recommendations for designingsimilar systems to improve efficiencyconsidering Uzbekistan›s climatic specifics.

o‘zbekO‘ZBEKISTON RESPUBLIKASIDA ZAMONAVIY ENERGIYA SAQLASH TIZIMLARINI JORIY ETISH TAJRIBASI

Maqolada O‘zbekistonRespublikasining iqlim sharoitida zamonaviyenergiya saqlash tizimini (ESТ) loyihalash vaishlatish xususiyatlari o‘rganiladi. SCE ningtexnik xususiyatlari ochib berilgan, shuningdekularning ulanish sxemalari va ish rejimlaritahlil qilingan. O‘zbekiston Respublikasiningiqlimiy xususiyatlarini hisobga olgan holda,ularning samaradorligini oshirish uchuno‘xshash tizimlarni loyihalash bo‘yichatavsiyalar berilgan.

ruschaОПЫТ ВНЕДРЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ ХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ В РЕСПУБЛИКЕ УЗБЕКИСТАН

В статье изучаются особенности проектирования и эксплуатации современной системы хранения энергии (СХЭ) в климатических условияхРеспублики Узбекистан. Раскрываются технические особенности СХЭ, а такжепроанализированы схемы соединения и режимы работы. Даны рекомендации попроектированию аналогичных систем для повышения их эффективности с учетомклиматических особенностей Республики Узбекистан.

Kalit so‘zlar

  • солнечная энергетика
  • система хранения энергии
  • гарантированное электроснабжение
  • оптимизация режима работы электроэнергетических сетей

To‘liq matn

To‘liq matn Zenodo repozitoriysidagi ochiq nusxadan olingan: Zenodo nusxasi

Litsenziya: CC BY 4.0litsenziya matni

Matn PDF’dan ajratilgan va qayta formatlangan; asl nusxadan farq qilishi mumkin.

УДК 620.9 DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.13922746

ОПЫТ ВНЕДРЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ ХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ В РЕСПУБЛИКЕ УЗБЕКИСТАН

Профессор кафедры Электроснабжение Акрам МИРЗАБАЕВ и возобновляемые источники энергии НИУ «ТИИИМСХ», д.т.н. Профессор кафедры Электротехнологии Абдусаид ИСАКОВ и эксплуатации электроустаново НИУ «ТИИИМСХ», д.т.н. Доцент кафедры Электрические Шерзот МИРЗАБЕКОВ станции, сети и системы Ташкентского государственного технического университета, к.т.н. Ассистент кафедры Электрические Нодир ПУЛАТОВ станции, сети и системы Ташкентского государственного технического университета Оскар СЫТДЫКОВ Инженер ООО «MIR SOLAR» Лазиза МАХКАМОВА Проектировщик ООО «MIR SOLAR»

Аннотация: В статье изучаются особенности проектирования и эксплуа­ тации современной системы хранения энергии (СХЭ) в климатических условиях Республики Узбекистан. Раскрываются технические особенности СХЭ, а также проанализированы схемы соединения и режимы работы. Даны рекомендации по проектированию аналогичных систем для повышения их эффективности с учетом климатических особенностей Республики Узбекистан.

Ключевые слова: солнечная энергетика, система хранения энергии, гаран­тированное электроснабжение, оптимизация режима работы электро­ энергетических сетей.

O‘ZBEKISTON RESPUBLIKASIDA ZAMONAVIY ENERGIYA SAQLASH TIZIMLARINI JORIY ETISH TAJRIBASI Akram MIRZABOYEV “TIQXMMI” Milliy tadqiqot universiteti Elektr ta’minoti va qayta tiklanuvchi ener­giya manbalari kafedrasi professori, t.f.d. Abdusaid ISAKOV “TIQXMMI” Milliy tadqiqot universiteti Elektrotexnika va elektr qurilmalarni ekspluatatsiyasi kafedrasi professori, t.f.d. Sherzot MIRZABEKOV Toshkent davlat texnika universiteti Elektr stansiyalari, tarmoqlari va tizimlari kafedrasi dotsenti, t.f.n.

EXPERIENCE IN IMPLEMENTING MODERN ENERGY STORAGE SYSTEMS IN THE REPUBLIC OF UZBEKISTAN Akram MIRZABAEV Professor of the Department of Electricity Supply and Renewable Energy Sources of «TIIAME» National Research University, doctor of technical sciences Abdusaid ISAKOV Professor of the Department of Electrical Technology and Operation of Electrical Installations of «TIIAME» National Research University, doctor of technical sciences

PRINT ISSN 3060-4672 O‘ZBEKGIDROENERGETIKA

VOLUME 6 | ISSUE 2 | 2024 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER

Nodir PO‘LATOV Toshkent davlat texnika universiteti Elektr stansiyalari, tarmoqlari va tizimlari kafedrasi assistenti Oskar SITDIKOV “MIR SOLAR” MCHJ muhandisi Laziza MAXKAMOVA «MIR SOLAR» MCHJ dizayneri Annotatsiya: Maqolada O‘zbekiston Respublikasining iqlim sharoitida zamo­naviy energiya saqlash tizimini (ESТ) loyihalash va ishlatish xususiyatlari o‘rganiladi. SCE ning texnik xususiyatlari ochib berilgan, shuningdek ularning ulanish sxemalari va ish rejimlari tahlil qilingan. O‘zbekiston Respublikasining iqlimiy xususiyatlarini hisobga olgan holda, ularning samaradorligini oshi­rish uchun o‘xshash tizimlarni loyiha­lash bo‘yicha tavsiyalar berilgan. Kalit so‘zlar: quyosh energiyasi, ener­ giyani saqlash tizimi, kafolatlangan energiya ta’minoti, elektr energiya tarmoq­larining ish rejimini optimallashtirish.

Sherzot MIRZABEKOV Associate Professor of the Department of Electric Stations, Networks and Systems of Tashkent State Technical University, PhD Nodir PULATOV Assistant of the Department of Electrical Networks and Systems of Tashkent State Technical University Oskar SYTDYKOV Engineer of LLC «MIR SOLAR» Laziza MAKHKAMOVA Design engineer of LLC «MIR SOLAR» Abstract: The article examines the design and operation features of modern energy storage systems (ESS) in the climatic conditions of the Republic of Uzbekistan. It discusses the technical characteristics of ESS, analyzes their connection schemes and operating modes, and provides recommendations for designing similar systems to improve efficiency considering Uzbekistan›s climatic specifics. Keywords: solar energy, energy storage system, guaranteed power supply, optimization of the operating mode of electric power grids.

В последние годы в Республике Узбекистан, как и во всем мире, стремительно развивается солнечная энергетика [1]. В стратегии развития Республики Узбекистан до 2030 года предусмотрено строительство солнечных фотоэлектрических станций (ФЭС) общей мощностью 8 ГВт [2,3,4]. Доля генерации ФЭС в общей генерации Республики стремительно повышается, что создает новые вызовы с точки зрения устойчивости энергосистемы и режимов управления [1,5,6,7]. Высокие темпы внедрения гелиосистем в сфере сельского и водного хозяйства требуют анализа работы уже внедренных технологий для проектирования последующих солнечных электростанций с учетом СХЭ в целях повышения ее эффективности [8].

Как известно, сетевые ФЭС не генерируют электроэнергию если опорное напряжение в электрической сети отсутствует или показатели качества электроэнергии сильно отклоняются от регламентированных величин, что приводит к снижению выработки солнечной электроэнергии. Во время неисправностей в электрической сети работоспособность ФЭС можно частично восстановить за счет перевода ее в изолированную систему с локальным источником опорного напряжения. Наиболее популярным и относительно безопасным источником опорного напряжения в локальной сети является дизель генератор. Основным недостатком такой системы является невозможность накопления избыточной активной энергии.

O‘ZBEKGIDROENERGETIKA PRINT ISSN 3060-4672 58 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER VOLUME 6 | ISSUE 2 | 2024

Избыточная активная энергия увеличивает обороты дизель генератора и повышает частоту электричества в изолированной сети. Для обеспечения стабильной параллельной работы сетевого инвертора и дизель генератора в изолированной сети требуется установка дополнительного блока управления, который будет регулировать баланс мощностей в изолированной сети. Как правило, мощность дизель генератора выбирается из расчета полного обеспечения электроснабжением потребителей в изолированной сети, т.к. авария в электрической сети может случиться в темное время суток или в периоды низкого уровня солнечной радиации, когда выработка ФЭС существенно падает. Однако, дизель генератор не может длительно работать в режиме холостого хода, поэтому, по мере снижения нагрузки, блок управления ограничивает мощность ФЭС вплоть до нулевого значения для обеспечения дизель генератора необходимой нагрузкой. В связи с этим, полноценная работа сетевого ФЭС без потерь в генерации в изолированной системе, как правило, невозможна. Более того, такое решение не может обеспечить непрерывным электроснабжением критическую нагрузку, т.к. требуется время на срабатывание устройства автоматического ввода резерва (АВР) и выхода дизель генератора в рабочий режим.

Еще одним недостатком сетевых ФЭС является нестабильность и высокая зависимость выходной мощности от погодных условий, что в свою очередь создает дополнительную нагрузку на электрическую сеть. Одним из решений вышеперечисленных проблем является внедрение системы хранения энергии (СХЭ). Внедрение СХЭ позволяет: обеспечить гарантированным и непрерывным электроснабжением подключенных к СХЭ потребителей; максимально использовать солнечную энергию в автономном режиме в изолированной сети (Microgrid) за счет накопления избытка энергии в аккумуляторную систему; улучшить режим работы электрической сети благодаря возможности регулирования заряда и разряда аккумуляторов по времени и тем самым разгрузить сеть в периоды ее высокой загруженности, и загрузить в периоды низкой загруженности. Принципиально СХЭ делится на два типа: AC (alternative current – переменный ток) coupled ESS (energy storage system – система хранения энергии) – СХЭ с общей шиной на стороне переменного тока; DC (direct current – постоянный ток) coupled ESS – СХЭ c общей шиной на стороне постоянного тока. В свою очередь, в зависимости от места установки преобразователя постоянного тока (DC-DC converter), и применяемого типа инвертора, DC coupled ESS также делится на два типа:

PRINT ISSN 3060-4672 O‘ZBEKGIDROENERGETIKA

VOLUME 6 | ISSUE 2 | 2024 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER

DC coupled ESS – СХЭ где преобразователь постоянного тока устанавливается между аккумуляторами и шиной постоянного тока; Reverse DC coupled ESS – СХЭ где преобразователь постоянного тока устанавливается между солнечными панелями и шиной постоянного тока. На рис.1 приведены структурные схемы различных видов СХЭ. Не вдаваясь в подробности, подчеркнем, что для работы в автономном режиме Reverse DC coupled ESS является самым оптимальным решением [9].

а) AC coupled ESS б) DC coupled ESS в) Reverse DC coupled ЕSS Рис.1. Структурные схемы СХЭ

Основными преимуществами AC coupled ESS являются: возможность интеграции в существующую солнечную систему т.к. СХЭ и существующая ФЭС объединяются на стороне переменного тока; отсутствие жесткой привязки к расстоянию от солнечных панелей до СХЭ; возможность легко увеличивать емкость и мощность СХЭ за счет добавления новых блоков. Основными недостатками AC coupled ESS являются: более низкое КПД по сравнению с DC coupled ESS обусловленный необходимостью трехразового преобразования: DC-AC в солнечном инверторе, AC-DC для заряда аккумуляторов СХЭ, DC-AC для разряда СХЭ; более высокая стоимость т.к. требуется установка двух инверторов и дополнительных комплектующих; кратковременное пропадание питания у критической нагрузки на время срабатывания АВР в случае пропадания напряжения в электрической сети. Основными преимуществами DC coupled ESS являются: высокий КПД из-за однократного преобразования энергии с постоянного тока на переменный (потерями в преобразователе постоянного тока можно пренебречь в виду их малой величины); оптимальная работа в режиме работы в автономном режиме (Microgrid) при пропадании напряжения в электрической сети; возможность непрерывного электроснабжения критической нагрузки (время переключения менее 10 мс);

O‘ZBEKGIDROENERGETIKA PRINT ISSN 3060-4672 60 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER VOLUME 6 | ISSUE 2 | 2024

более низкая стоимость из-за применения одного инвертора. Основными недостатками DC coupled ESS являются: сложность интеграции в существующие солнечные системы; необходимость размещения СХЭ поближе к солнечным панелям т.к. они подключаются непосредственно к СХЭ.

Для организаций и частных предприятий Узбекистана наиболее актуальными задачами в области электроснабжения являются: гарантированное и непрерывное электроснабжение; улучшение параметров качества электроэнергии, в первую очередь напряжения, за счет снижения нагрузки на вводный кабель и трансформатор в часы с повышенным потреблением электроэнергии; снижение расходов на электроэнергию за счет снижения потребления в периоды повышенной стоимости и увеличения в периоды пониженной стоимости. Для решения вышеописанных задач наиболее оптимальным решением является применение Reverse DC coupled ESS. В данной статье мы поделимся опытом внедрения Reverse DC coupled СХЭ с номинальной мощностью 50 кВт и емкостью 135 кВт*час в г. Ташкент. Сделанные в статье выводы актуальны и полезны при проектировании аналогичных СХЭ. Структурная схема СХЭ приведена на рис.2 [10]. Основные технические параметры СХЭ: трехфазный гибридный инвертор с номинальной мощностью 50 кВт; аккумуляторные батареи общей номинальной емкостью 135 кВт*час; фотоэлектрическая станция с номинальной мощностью 28,3 кВт; ответственная нагрузка с гарантированным электроснабжением. Номинальная мощность нагрузки 36 кВт, средняя рабочая мощность 12 кВт; трехуровневая система управления и контроля. СХЭ выполнена в контейнерном исполнении во взрывозащищенном корпусе. Контейнер разделен на два модуля – один модуль для аккумуляторов с микроклиматом, второй модуль для инвертора и модуля управления. Контейнер оснащен системами пожаротушения, вентиляции, кондиционирования, обогрева, датчиками протечки воды. Основными элементами гибридного инвертора являются преоб­ разователь постоянного тока (DC-DC converter) с контроллером для отслеживания точки максимальной мощности (MPPT – maximum power point tracking), преобразователь постоянного тока в переменный ток (DC-AC converter), быстродействующий АВР, трансформатор и т.д.

PRINT ISSN 3060-4672 O‘ZBEKGIDROENERGETIKA

VOLUME 6 | ISSUE 2 | 2024 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER

Аккумуляторная система состоит из 11 аккумуляторных модулей (battery pack) подключенных последовательно и формирующий аккумуляторный блок (battery rack). Каждый аккумуляторный модуль состоит из 40 аккумуляторных ячеек. Основные характеристики аккумуляторного модуля – 64 В, 192 А*h, 12,29 кВт*час. Номинальное напряжение аккумуляторного блока – 704 В, минимальное напряжение – 616 В, максимальное напряжение 796 В. Отдельная система управления аккумуляторами (battery management system) контролирует уровень напряжения и температуры на каждой из 4 40 ячеек и отключает аккумуляторный блок в случае выхода параметров ячеек за допустимый диапазон. Для определения азимута установки фотоэлектрических модулей (ФЭМ) были проанализированы параметры кровли, режим работы критической нагрузки и нагрузки предприятия в целом. Конфигурация кровли была такова, что была возможность установки солнечных панелей с азимутом 140 и 230 градусов. Критической нагрузкой являлось серверное оборудование с номинальной мощностью 36 кВт. Рабочая мощность критической нагрузки находилась в пределах 11-15 кВт. Т.к. критическая нагрузка круглосуточная и в целом постоянное решение об азимуте было принято на основе анализа общей нагрузки предприятия. Было установлено, что в период с 9:00 по 11:00, суммарная нагрузка на предприятии выше на 30 – 40% по сравнению с обеденным и вечерним периодами. Напряжение на вводе в период с 9:00 по 11:00 было ниже на 5 – 10% по сравнению с другими периодами. В целях снижения нагрузки на питающие кабели, а также для стабилизации напряжения, было принято решение установить ФЭМ с азимут 140 градусов чтобы к 9:00 выйти на режим полного обеспечения серверного оборудования от солнечной энергии.

Результаты и обсуждение На рассматриваемой СХЭ преобразователь постоянного тока работает только в сторону понижения напряжения фотоэлектрического блока (ФЭБ) до уровня напряжения на шине постоянного тока. Поэтому для заряда

O‘ZBEKGIDROENERGETIKA PRINT ISSN 3060-4672 62 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER VOLUME 6 | ISSUE 2 | 2024

аккумуляторов (АКБ) от солнца напряжение ФЭБ должно быть больше напряжения аккумуляторного блока не менее чем на 20 В, а оптимально больше на 50 В. Т.е. в отличие от сетевых инверторов зона работы MPPT гибридного инвертора в DC coupled СХЭ дополнительно ограничена «снизу» напряжением аккумуляторного блока (battery rack). Причем, по мере заряда аккумуляторов напряжение на шине постоянного тока будет увеличиваться, вследствие чего будет сужаться зона работы MPPT. Поэтому для эффективной генерации солнечной энергии важно сопоставить рабочие диапазоны напряжений ФЭБ, преобразователя постоянного тока и аккумуляторного блока. Идеальное количество ФЭМ в ФЭБ определяется из условия обес­ печения работы ФЭМ в точке максимальной мощности в момент заряда аккумуляторов при максимальной температуре на месте установки СХЭ:

где Vmax BAT – максимальное напряжение аккумуляторного блока, В; Vmp– напряжение максимальной мощности в условиях STC ФЭМ с номинальной мощностью 555 Вт (Standard test conditions – стандартные тестовые условия), В; tmax – расчетная максимальная температура ячейки ФЭМ, С0. На практике полный заряд АКБ достигается при уровне напряжения 756 В, а для экспорта солнечной энергии обратно в электрическую сеть достаточно и 20 В, поэтому оптимальное количество ФЭМ:

Максимально допустимое количество фотоэлектрических модулей (ФЭМ) объединяемых в фотоэлектрический блок (ФЭБ) определяется из условия не превышения напряжением холостого хода ФЭБ максимального напряжения преобразователя постоянного тока при минимальной расчетной температуре на месте установки СХЭ. Для рассматриваемой СХЭ максимальное количество панелей:

где VDC-DC max – максимальное рабочее напряжение преобразователя постоянного тока, В; Voc – напряжение холостого хода ФЭМ в условиях STC, В; KV – температурный коэффициент ФЭМ по напряжению; tmin – расчетная минимальная температура ячейки, С0.

PRINT ISSN 3060-4672 O‘ZBEKGIDROENERGETIKA

VOLUME 6 | ISSUE 2 | 2024 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER

Для текущей конфигурации СХЭ допустимое количество ФЭМ в ФЭБ получилось меньше оптимального. Увеличение количества ФЭМ выше допустимого создает риск повреждения оборудования зимой. Поэтому, с учетом мощности критической нагрузки и емкости аккумуляторной системы, было принято решение подключить к СХЭ ФЭС с суммарной мощностью 28,3 кВт (3 ФЭБ по 17 ФЭМ мощностью 555 Вт).

Такая конфигурация СХЭ приводит к снижению эффективности работы станции с точки зрения выработки солнечной энергии, по мере повышения температуры окружающей среды. На рассматриваемой СХЭ рабочее напряжение на шине постоянного тока находится в диапазоне от 720 В до 756 В в режиме заряда АКБ, при условии поддержания уровня остаточного заряда АКБ выше 60%. Учитывая то, что напряжение на высокой стороне преобразователя постоянного тока должно быть выше минимум на 20 В, то зона работы MPPT находится в диапазоне от 740 В и выше в зависимости от уровня заряда АКБ. На рис.4 представлен график зависимости мощности ФЭС от напряжения ФЭБ для разных значений температур ячеек ФЭМ при уровне радиации 800 Вт/м2, которая соответствует условиям Центральной Азии [11, 12].

Рис.4. График зависимости мощности ФЭС от напряжения ФЭБ для СХЭ с 11 аккумуляторными блоками подключенными последовательно

На графике выделана рабочая зона MPPT. Как видно из графика, при температуре ячейки 250С и выше рабочая зона MPPT находится правее от точки максимальной мощности. Температура в ячейках ФЭМ, как правило, на 10 – 25 градусов выше, чем температура окружающей среды, в зависимости от предшествующего режима. Получается, при такой конфигурации, при температуре окружающей среды 10 градусов и выше точка максимальной мощности находится за пределами рабочей зоны MPPT. Данный вывод был подтверждён экспериментальным путем. Идентичные ФЭБ состоящие из 17 идентичных ФЭМ были подключены к отдельному MPPT сетевого инвертора. Генерация СХЭ и сетевого инвертора были почти одинаковыми в диапазоне

O‘ZBEKGIDROENERGETIKA PRINT ISSN 3060-4672 64 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER VOLUME 6 | ISSUE 2 | 2024

от минус 5 до плюс 10 градусов. По мере роста температуры окружающей среды напряжение на MPPT сетевого инвертора начало снижаться в поисках точки оптимальной мощности, а разница в генерации начала расти. Необходимо подчеркнуть, что мощность любого ФЭС снижается по мере повышения температуры. Для данного проекта естественный уровень снижения мощности из-за повышения температуры ячеек ФЭМ составляет примерно 3% на каждые 10 градусов. Но неоптимальное соотношение напряжений ФЭБ и аккумуляторного блока способствует дополнительному снижению мощности ФЭС из-за смещения рабочего напряжения MPPT от напряжения максимальной мощности в сторону холостого хода.

Существует 2 варианта решения данной проблемы:

Замена преобразователя постоянного тока на другой преобразователь с более высоким рабочим напряжением, что позволит увеличить количество ФЭМ в ФЭБ. Этот вариант решения не оптимальный т.к. большинство преобразователи постоянного тока на рынке имеют схожие характеристики и можно в лучшем случае добавить еще один ФЭМ. Более того, добавление еще одного ФЭМ может привести к увеличению напряжения холостого хода до значения выше 1000 В, что является нежелательным для ФЭС установленных на крыше городской агломерации.

Наиболее оптимальным решением является снижение напряжения аккумуляторного блока за счет снижения количества аккумуляторных блоков. Снижение напряжения аккумуляторного блока приводит к увеличению зоны работы MPPT. На рис.5 приведен график зависимости мощности ФЭС от напряжения ФЭБ для разных значений температур ячеек ФЭМ при уровне радиации 800 Вт/ м2 для СХЭ с 10 аккумуляторными модулями. Как видно из графика зона работы MPPT расширилась в сторону более низкого напряжения (зона расширения выделена красным цветом). На графике видно, что до температуры 50 С0 в ячейке напряжение максимальной мощности находится в рабочем диапазоне MPPT. Благодаря исключению одного аккумуляторного модуля можно расширить температурный диапазон работы СХЭ в режиме генерации максимальной мощности на 35 градусов.

Рис.5. График зависимости мощности ФЭС от напряжения ФЭБ для СХЭ с 10 аккумуляторными блоками подключенными последовательно

PRINT ISSN 3060-4672 O‘ZBEKGIDROENERGETIKA

VOLUME 6 | ISSUE 2 | 2024 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER

Заключение Благодаря установке СХЭ получилось обеспечить гарантированным электроснабжением критическую нагрузку, снизить нагрузку на питающие кабели предприятия в дневное время, особенно в утренний час пик, уменьшить падание напряжения от трансформаторной подстанции до вводных клемм предприятия. Поэтому очень важно во время проектирования СХЭ анализировать график нагрузок.

Для максимально эффективного использования возможностей СХЭ, объединенных на стороне постоянного тока (DC coupled ESS) круглый год, необходимо правильно спроектировать систему с учетом природно-климатических факторов места ее установки. Предлагается следующая последовательность действий при проектировании аналогичных СХЭ:

Определить максимальное количество панелей в ФЭБ таким образом, чтобы напряжение холостого хода ФЭБ при минимальной температуре не превышало максимально допустимое напряжение преобразователя постоянного тока; Определить оптимальное количество аккумуляторных модулей в аккумуляторном блоке таким образом, чтобы рабочее напряжение аккумуляторного блока в режиме заряда было меньше напряжения максимальной мощности ФЭБ в жаркий период года с учетом падения напряжения на преобразователе постоянного тока. Необходимо отметить, что снижение количества аккумуляторных модулей, подключенных последовательно, приводит к увеличению стоимости СХЭ за единицу кВт*час т.к. для каждого аккумуляторного блока требуется своя индивидуальная защита и блок управления.

Также во время проектирования и подбора оборудования необходимо помнить, что для увеличения срока службы аккумуляторов необходимо обеспечить оптимальный температурный режим работы. При выборе СХЭ модульного исполнения важно чтобы аккумуляторы находились в отдельной секции, а мощность системы нагрева и охлаждения была достаточной для обеспечения оптимального температурного режима внутри секции в самый холодный и жаркий периоды.

Благодарность. Авторы выражают благодарность сотрудникам СП «Mir Solar» и ООО «Solar Designs» за ценные советы при обсуждении результатов научного исследования.

Литературы 1. Аллаев К.Р. Современная энергетика и перспективы ее развития. -Т.: Fan va texnologiyalar nashriyot-matbaa uyi, 2021, 962 c. 2. Постановление Президента Республики Узбекистан №ПП- 4477 от 04.10.2019 «Об утверждении стратегии по переходу Республики Узбекистан на «зеленую» экономику на период 2019-2030 годов».

O‘ZBEKGIDROENERGETIKA PRINT ISSN 3060-4672 66 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER VOLUME 6 | ISSUE 2 | 2024

3. Указ Президента Республики Узбекистан Узбекистана №УП-220 от 9 сентября 2021 года «О дополнительных мерах по внедрению энергосберегающих технологий и развитию возобновляемых источников энергии малой мощности». 4. Постановление Президента Республики Узбекистан №ПП- 57 от 16 февраля 2023 года: «О мерах по ускорению внедрения возобновляемых источников энергии и энергосберегающих технологий в 2023 году».Мирзабаев А.М., Матчанов Н.А., Сытдыков О.Р., Махкамов Т.А. Проблемы интеграции возобновляемых источников энергии с электрической сетью. // Гелиотехника, 2020. №3. 5. Mirzabaev А., Isakov A., Mirzabekov Sh., Makhkamov T. Problems of integration of the photovoltaic power stations with the grid systems. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Volume 614, 1st International Conference on Energetics, Civil and Agricultural Engineering 2020 14-16 October 2020, Tashkent, Uzbekistan. 6. Mirzabaev А., Makhkamov T., Soliyev O., Sitdikov O., Kodirov D. The impact of reneble energy sources on power flows in the electric power system of Uzbekistan. AIP Conference Proceedings 2686, 020011 (2022); https://doi.org/10.1063/5.0131374 Published Online: 05 Dec. 2022. 7. Mirzabaev А., Isakov A., Mirzaev A., Buranov O., Sulaymanov J. Experience of using solar energy in water lifting systems: A case study of Uzbekistan. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 1142 (2023) 012032; https://doi:10.1088/1755-1315/1142/1/012032. 8. https://dynapower.com/ac-vs-dc-coupled-solar-plus-storage/. 9. https://www.jinkosolar.com/en/site/ess#s7. 10. Авезов Р.Р., Авезова Н.Р., Матчанов Н.А., Сулейманов Ш.И., Абдукадирова Р.Д. История развития и состояние использования солнечной энергии в Узбекистане // Гелиотехника, 2012. 11. Авезова Н.Р., Авезов Р.Р., Рустамов Н.Т., Вахидов А., Сулейманов Ш.И. Ресурсные показатели плоских солнечных водонагревательных коллекторов в системах горячего водоснабжения. Часть 4. Удельная теплопроизводительность и тепловая эффективность //Гелиотехника, 2013.

PRINT ISSN 3060-4672 O‘ZBEKGIDROENERGETIKA

VOLUME 6 | ISSUE 2 | 2024 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER

Iqtiboslar dinamikasi

Bu ilmiy ishga ReLibrary’da chop etilgan ilmiy ishlarda hali iqtibos topilmadi.

ReLibraryTekshirilgan Metodologiya

Adabiyotlar0 ta adabiyot

Ma’lumot topilmadi

ma’lumot kutilmoqda

Metama’lumot

Identifikator
REL-A-014046
Nashr sanasi
2024-11-02
Til
inglizcha
Jurnal
“O‘ZBEKGIDROENERGETIKA” ilmiy-texnik jurnal
Jild
6
Son
2
DOI
10.5281/zenodo.13922746
ISSN
3060-4672
Nashriyot
“UZBEKHYDROENERGETICS” scientific and technical journal
Sahifa
57–67
Litsenziya
Ushbu ilmiy ish CC BY 4.0 litsenziyasi asosida ochiq.
Ko‘rishlar
12026-10-12 dan beri o‘lchanmoqda
Metadata manbasi
“UZBEKHYDROENERGETICS” scientific and technical journal
Oxirgi yangilanish
2024-11-03