|
6
– клеммные колодки,
7
– промышленный контроллер,
8
– автоматические
выключатели,
9
– устройство мониторинга и сбора данных,
10
– предохранитель,
11
– разъем
На левой боковой стороне шкафа установлены розетки с переменным
напряжением 220 В, на правой – розетка для подключения нагрузки. В нижней и
верхней частях шкафа предусмотрены вентиляционные отверстия для
беспрепятственной циркуляции воздуха внутри шкафа. На дверце шкафа
установлены стрелочные приборы марки М42300 для измерения токов и
напряжений.
Отдельно стоит остановиться на особенностях архитектуры и функционала
системы мониторинга и сбора данных экспериментальной ФЭУ.
Мониторинг параметров фотоэлектрических систем и их компонентов, а
также параметров внешней среды необходим для:
выявления и устранения неполадок в узлах системы;
анализа особенностей работы на длительных интервалах
эксплуатации, выявления факторов, наибольшим образом влияющих
на работу компонентов системы;
обеспечения возможности сравнения производительности
фотоэлектрических систем и особенностей работы в различных
климатических условиях.
В рамках настоящего исследования наибольший интерес представлял анализ
влияния неблагоприятных климатических условий, а именно – длительного
периода низкой инсоляции, на эффективность и длительность срока службы СК
НЭЭ.
54
Исходя из поставленных задач, на основе анализа архитектуры и
особенностей систем мониторинга ФЭС на территории РФ [97], был сформирован
универсальный минимальный состав измеряемых характеристик:
1. Параметры внешней среды: интенсивность потока солнечной энергии в
плоскости ФЭМ с сезонным изменением угла наклона;
2. Характеристики работы массива ФЭМ: ток в цепи ФЭМ; напряжение на
зажимах ФЭМ; состояние поверхности ФЭМ (затенение, запыление, снежный
покров).
3. Характеристики ФЭУ в целом: токи и напряжения во всех узлах системы
(ФЭМ, НЭЭ, нагрузка).
Несмотря на то, что в зависимости от назначения установок
(сетевая/автономная, учебно-научная), используемых элементов аппаратной части
системы мониторинга и вида ПО состав измеряемых параметров может
дополняться, измеряемые характеристики должны давать основу для определения
мгновенных и интегральных значений КПД ФЭМ, энергетических балансов
установки в целом и ее отдельных элементов, зависимостей указанных величин от
климатических условий.Система мониторинга реализована на основе крейтовой
измерительной системы LTR фирмы L-Card (элемент 9 на Рисунке 2.5),
позволяющей отслеживать потоки энергии между массивом ФЭМ, НЭЭ и
потребителем в режиме реального времени. На вход системы поступают сигналы
напряжения фотоэлектрических батарей, аккумуляторных батарей, нагрузки, токи
фотоэлектрических батарей, ток аккумуляторных батарей, ток нагрузки. Для
измерения силы тока служат измерительные шунты, напряжения – калибровочные
делители. Измеряемые параметры отображаются в режиме реального времени на
аналоговых вольтметрах и амперметрах, встроенных в дверцу шкафа управления,
а также записываются в файлы формата .txt для их последующей обработки.
Обработка и визуализация измеряемых величин осуществляется с помощью ПО
PowerGraph v.3.0 [98]. Приходящая на приемную поверхность ФЭМ суммарная
55
солнечная радиация фиксируется пиранометром QMS101 фирмы Kipp & Zonen,
расположенным в плоскости ФЭМ.
2.1.2 Методология и результаты экспериментальных исследований ФЭУ
2.1.2.1 Методология
Натурные эксперименты проводились с октября 2012 по июль 2016 гг.
Показания пиранометра фиксировались с интервалом 30 с, токи и напряжения в
узлах системы – с интервалом 5 с. Параллельно проводилась обработка
экспериментальных данных.
В ходе обработки экспериментальных результатов рассчитывались: суммы
суммарной солнечной радиации и энергии, выработанной ФЭМ, а также разбаланс
напряжений на НЭЭ (динамика разности напряжений аккумуляторов), а именно
мода (наиболее часто повторяющееся значение), среднее и максимум – за каждые
сутки; КПД ФЭМ и КПД ФЭУ – среднесуточные и среднемесячные значения. Эти
величины позволяют оценить реальное поведение системы в отдельные месяцы и
выявить риски, связанные с обеспечением гарантированности питания потребителя
в данном климатическом регионе. Перечень измеряемых и рассчитываемых
характеристик представлен в Таблице 2.4.
Таблица 2.4 — Перечень измеряемых и рассчитываемых характеристик ФЭУ
Измеряемые параметры
Интервал
измерений
Рассчитываемые
величины
(суточные
и
среднемесячные
значения)
Напряжения на ФЭМ.
АКБ, нагрузке;
Токи через ФЭМ, НЭЭ.
Нагрузку;
5 с
5 с
30 с
Энергия,
выработанная
ФЭМ;
Энергия,
пришедшая
в
нагрузку;
КПД ФЭМ;
56
Суммарная
солнечная
радиация на наклонную
поверхность.
КПД установки в целом;
Разбаланс напряжений на
НЭЭ.
На первом этапе экспериментальной эксплуатации проводились наладочные
испытания отдельных элементов и системы в целом, в том числе проверка и
оперативная модернизация системы мониторинга падающей солнечной радиации
и выходных характеристик системы. В процессе эксплуатации неоднократно
проводились
мероприятия
по
техническому
и
конструктивному
усовершенствованию системы.
В течение всего периода эксплуатации особое внимание уделялось анализу
поведения НЭЭ.
2.1.2.2 Результаты экспериментальных исследований
Do'stlaringiz bilan baham: |
