Исследование энергетической и экономической эффективности фотоэлектрических систем

Накопитель электрической энергии 
Свинцово-кислотный НЭЭ моделируется с помощью модуля Type 47c, в 
основе которого лежит математическая модель Шепарда (подробное 
математическое описание модуля приведено в [106]), позволяющая определять 
напряжение разряда/заряда НЭЭ в каждый момент времени.
Параметры модуля НЭЭ взяты из паспортных данных аккумуляторных 
батарей, используемых в физической модели (2 НЭЭ соединены последовательно) 
(Таблица 2.2). Основные параметры модуля приведены в Таблице 2.8. 
Таблица 2.8 – Параметры модуля НЭЭ TRNSYS Type 47с 
Параметр 
Значение 
1 
Энергоемкость одной ячейки, А∙ч 
43,3 
2 
Ячеек, соединенных последовательно, шт. 
1 
3 
Ячеек, соединенных параллельно, шт. 
12 

---

69 
4 
Эффективность преобразования энергии, % 
90 
5 
Максимальный ток заряда на 1 ячейку, А 
8,66 
6 
Максимальный ток разряда на 1 ячейку, А 
-8,66 
7 
Максимальное напряжение в расчете на 1 
ячейку, В 
2,4 
2.2.2.2 Результаты имитационного моделирования 
Верификация модели по суточным энергетическим показателям 
Верификация модели была проведена по данным летних месяцев 2014 г. На 
вход модели подавались экспериментально полученные часовые суммы суммарной 
солнечной радиации в плоскости наклона массива ФЭМ (скважность измерений – 
30 с), а также средние часовые значения температуры воздуха (так как температура 
в процессе эксплуатации установки не регистрировалась, были взяты часовые 
данные, измеренные метеорологической станцией Балчуг г. Москвы [107]).
Диаграммы рассеяния, демонстрирующие результаты сравнения модельных 
и экспериментальных показателей производительности ФЭМ и ФЭУ в целом, 
приведены на Рисунке 2.11.
ФЭМ 
ФЭУ 

---

70 
а 
б 
Рисунок 2.11 – Диаграммы рассеяния интегральных суточных значений 
энергии, пришедшей в нагрузку (а) и выработанной ФЭМ (б), полученных в 
результате физического и математического моделирования 
Для теплого времени года среднее значение погрешности модельных значений 
производительности 
ФЭМ 
относительно 
измеренных 
составляет 
4%, 
производительности ФЭУ в целом – 12…13%. Коэффициенты корреляции равны 
0,99 и 0,91 соответственно. Для зимних месяцев относительные погрешности 
значительно выше, что можно объяснить известными особенностями работы 
устройств преобразования энергии в составе ФЭС (контроллеров, инверторов) при 
малых величинах радиации (некоторые модели устройств имеют высокое 
пороговое значения включения) [108]. 
Для обоснования возможности применения разработанной модели для 
анализа производительности фотоэлектрических систем в других регионах и в 
различные сезоны года выполнен анализ зависимости относительной погрешности 
результатов, полученных в ходе моделирования, от экспериментально измеренных 
значений среднесуточной мощности солнечного излучения. Анализировались 
результаты для нескольких зимних и летних месяцев года для охвата различных 
сочетаний климатических параметров. Для расчета среднесуточной мощности 
солнечного излучения продолжительность светового дня бралась соответствующая 
каждому месяцу (например, для июня – 15 ч, для декабря – 7 ч).
Относительная погрешность модельных значений производительности массива 
ФЭМ рассчитывалась по следующей формуле: 
%
100
exp
exp
mod



pv
pv
pv
pv
P
P
P

(2.2) 

---

71 
где 
mod