Исследование энергетической и экономической эффективности фотоэлектрических систем

---

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный 
институт высоких температур РАН 
На правах рукописи 
 
Габдерахманова Татьяна Сергеевна 
 
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ И ЭКОНОМИЧЕСКОЙ 
ЭФФЕКТИВНОСТИ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ 
МИКРОГЕНЕРАЦИИ В УСЛОВИЯХ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
специальность 05.14.01 – Энергетические системы и комплексы 
ДИССЕРТАЦИЯ 
на соискание ученой степени кандидата технических наук 
Научный руководитель: 
доктор технических наук
Попель О. С. 
Москва – 2019 

---

2 
Оглавление 
ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................................... 4
 
1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И РАЗРАБОТОК 
В МИРЕ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ 
СИСТЕМ, ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ .......................... 12
 
1.1 Анализ рынка, механизмов поддержки и проблем в области солнечной 
энергетики ...................................................................................................................... 12
 
1.1.1 Мировой рынок солнечной фотоэнергетики ..................................................... 12
 
1.1.2 Российский рынок солнечной фотоэнергетики ................................................ 19
 
1.2 Показатели энергетической эффективности ФЭС ............................................... 26
 
1.2.1 Понятия коэффициентов самопотребления и самодостаточности ................. 26
 
1.2.2 Решения, улучшающие показатели энергетической эффективности ФЭС ... 28
 
2 
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ 
ИССЛЕДОВАНИЯ 
ОСОБЕННОСТЕЙ 
ЭКСПЛУАТАЦИИ 
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ 
УСТАНОВКИ 
АККУМУЛЯТОРНОГО 
ТИПА, 
ВЕРИФИКАЦИЯ 
МАТЕМАТИЧЕСКОЙ 
МОДЕЛИ СИСТЕМЫ................................................................................................... 44
 
2.1 Экспериментальные исследования ФЭУ с НЭЭ .................................................. 44
 
2.1.1 Состав и конструктивные особенности экспериментальной ФЭУ ................. 44
 
2.2 Имитационное моделирование экспериментальной ФЭУ .................................. 60
 
2.2.1 Выбор среды моделирования .............................................................................. 60
 
2.2.2 Имитационное моделирование ФЭУ, проверка модели по 
экспериментальным данным ........................................................................................ 64
 
Выводы по главе 2 ......................................................................................................... 73
 
3 МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА СИСТЕМ СОЛНЕЧНОГО 
ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ В РАЗЛИЧНЫХ РЕГИОНАХ РФ ...................................... 74
 
3.1 Выбор регионов РФ для исследований ................................................................. 74
 
3.2 Выбор конфигураций моделируемых систем микрогенерации ......................... 76
 
3.2.1 Система фотоэлектрической генерации 1 ......................................................... 76
 

---

3 
3.2.2 Система фотоэлектрической генерации 2 (система 2) ..................................... 78
 
3.2.3 Система фотоэлектрической генерации 3 (система 3) ..................................... 81
 
3.3 Моделирование систем фотоэлектрической генерации ...................................... 84
 
3.3.1 Критерии оценки энергетической эффективности схемных решений ........... 84
 
3.3.2 Исходные данные ................................................................................................. 86
 
3.3.3 Моделирование и параметрический анализ ...................................................... 95
 
Выводы по главе 3 ....................................................................................................... 111
 
4 ОЦЕНКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФЭС 
МИКРОГЕНЕРАЦИИ ................................................................................................. 113
 
4.1 Методика экономической оценки ........................................................................ 114
 
4.2 Оценка стоимости электроэнергии для потребителя ........................................ 116
 
4.2.1 Общие исходные параметры ............................................................................. 116
 
4.2.2 Результаты оценки ............................................................................................. 117
 
Выводы по главе 4 ....................................................................................................... 130
 
Приложение А ............................................................................................................. 134
 
А1. Схема электрическая принципиальная установки ............................................ 134
 
А2. Перечень элементов схемы (дополнение к Приложению А1) ......................... 135
 
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ .................................................. 136
 

---

4 
ВВЕДЕНИЕ