News

Об эффективности гибридных систем автономного энергоснабжения

Разрабатывая системы автономного энергообеспечения элементов, ответственных за безопасность полетов, руководствоваться субъективными рассуждениями, неподкрепленными научно-техническими данными – недопустимо. 

Использование дополнительного источника энергии в виде ветрогенератора позволяет уменьшить необходимое количество запасаемой энергии[1] или, при прочих равных, позволяет увеличить время гарантированной работы системы – одного из ключевых параметров систем автономного светоограждения.

Эффективность применения гибридных систем автономного энергоснабжения доказывается многими работами зарубежных ученых[2-4]. Так, в районах с умеренным ветропотенциалом, использование гибридных систем является наиболее выгодным решением, позволяющим оптимально использовать доступную энергию в виду «комплиментарности» (дополнением одним другого) солнечной и ветровой энергии. 

Стоит отметить, что суточный график нагрузки систем светоограждения полностью противоположен суточной генерации солнечных панелей. Это приводит к тому, что всё энергопотребление ложится на аккумулятор, приводя к повышению глубины разряда и сокращая тем самым срок службы АКБ.

Так, для свинцово-кислотных аккумуляторов, срок службы при нормальных условиях эксплуатации и глубине разряда в 30% составляет порядка 2 000 циклов. При этом снижение глубины разряда до 10-15 % за счет использования дополнительного источника энергии в виде ветрогенератора позволяет продлить жизнь батареи более чем в 2 раза, увеличивая ресурс до 5 000 циклов.

Также на ресурсную стабильность системы прямое воздействие имеет температура АКБ. При использовании герметичных корпусов с отсутствием вентиляции, внутренняя температура АКБ может достигать значений 45-50°С[5], что приводит к уменьшению эффективности и ускоренной деградации за счет активизации побочных химических процессов (газовыделение, коррозия) внутри аккумулятора[6].

При этом отсутствие систем подогрева также негативно влияет на характеристики аккумулятора. Отрицательные температуры сильно снижают проводимость электролита, что ведет к падению эффективности системы, вплоть до полной невозможности заряда. Также, снижается коэффициент диффузии, который, в свою очередь, ограничивает ток в системе[7].

Все эти факторы значительно снижают срок службы системы и приводят к периодическим сбоям в работе, что недопустимо для систем светоограждения.


  1. Misak, Stanislav & Prokop, Lukas & Kacor, Petr. (2011). Results from hybrid off-grid power system operation analysis. 10.1109/EEEIC.2011.5874658.
  2. Абд, Али Лаит Мохаммед. Hybrid power generation using solar and wind energy // Молодой ученый. — 2018. — № 7 (193). — С. 19-26. — URL: https://moluch.ru/archive/193/48444/ (дата обращения: 31.08.2020).
  3. Solomon A. A., Michel Child, Upeksha Caldera, Christian Breyer. Exploiting wind-solar resource complementarity to reduce energy storage need. DOI:10.3934/energy.2020.5.749.
  4. Solomon AA, Kammen DM, Callaway D (2016) Investigating the impact of wind-solar complementarities on energy storage requirement and the corresponding supply reliability criteria. Appl Energ 168: 130-145.
  5. Gauri, Manish Singh Bisht, PC Pant, RC Gairola. Effect of temperature on flooded lead-acid battery performance. International Journal of Advanced Science and Research, Vol. 3;P. 27-29 (2018).
  6. Merrouche, Walid. (2013). Lead-acid Battery Degradation Mechanisms in Photovoltaic Systems PVS.
  7. René Groiß. The influence of temperature on the operation of batteries and other electrochemical energy storage systems, BaSyTec GmbH.

LATEST NEWS

IEC LLC signed the Declaration of the Charter of Bona Fide Participants in Foreign Economic Activity.

10.09.2025

Read more →

Happy New Year and Merry Christmas!

31.12.2024

Read more →

Happy Power Engineer's Day, Happy New Year and Merry Christmas!

22.12.2024

Read more →

View all news

Callback

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на использование файлов «cookie». Если вы не хотите, чтобы ваши данные обрабатывались, измените настройки браузера или покиньте сайт.