Проектирование системы мониторинга параметров солнечной электростанции с двухкоординатным гелиотрекером
Разработка системы удаленного контроля и диагностики параметров солнечной электростанции со следящей системой. Зависимость напряжения солнечного модуля с двухкоординатным гелиотрекером от времени. Дистанционное диагностирование состояния системы.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.12.2019 |
| Размер файла | 132,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет»
Проектирование системы мониторинга параметров солнечной электростанции с двухкоординатным гелиотрекером
Митрофанов С.В., канд. техн. наук, доцент,
Байкасенов Д.К., Немальцев А.Ю.
Перед строительством солнечной электростанции (СЭС) в определенной местности необходимо проведение технико-экономического обоснования (ТЭО) и анализа показателей работы аналогичных энергообъектов. Солнечная энергетика Оренбургской области (Переволоцкая СЭС, Сакмарская СЭС, Соль-Илецкая СЭС и др.) [1] базируется на стационарных фотоэлектрических установках (ФЭУ). Следовательно, в условиях Оренбуржья отсутствуют сведения по выработке электрической энергии на основе ФЭУ с системами слежения за солнцем, которые используются как средство повышения энергоэффективности гелиостанций в России [2] и за рубежом [3].
Целью данной статьи является разработка системы удаленного контроля и диагностики параметров солнечной электростанции со следящей системой, которая позволяет формировать динамические и статистические базы данных (БД) по генерации «зеленой» энергии в табличной и графической формах и отслеживать параметры СЭС в режиме online через собственный web-интерфейс и приложение на базе Android.
ФЭУ состоит из стационарного солнечного модуля и солнечного модуля с трекером (рисунок 1), управление последним осуществляется с помощью микроконтроллера (МК) Arduino [4]. Положение солнца отслеживается по азимуту и склонению с помощью двух пар фотодатчиков, поворот платформы с солнечными панелями осуществляется за счет линейных актуаторов.
Система мониторинга параметров СЭС состоит из следующих компонентов: МК, пульт управления системой мониторинга, датчики тока и напряжения, «Data-logger», жидкокристаллический (ЖК) дисплей, bluetooth модуль, смартфон, облачное хранилище, web-сайт.
Рисунок 1 - Солнечная электростанция с динамично и статично расположенными модулями солнечных батарей
Основным компонентом системы мониторинга параметров СЭС является МК, осуществляющий формирование, передачу, прием и анализ сигналов с двух групп датчиков:
1) датчики, считывающие напряжение стационарного солнечного модуля и ток заряда двух последовательно соединенных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей (АКБ), подключенных к ней через контроллер заряда.
2) датчики, определяющие аналогичные параметры для солнечного модуля с гелиотрекером.
Мощность, генерируемую каждым солнечным модулем, МК определяет как произведение значений, полученных с датчиков тока и напряжения соответственно.
Значения токов, напряжений и рассчитанная мощность генерации отображаются на ЖК дисплее и записываются на карту памяти устройства регистрации данных «Data-logger». Кроме того, эти значения bluetooth модуль получает с последовательного порта Arduino и отправляет в смартфон на базе Android. Приложение смартфона отправляет запрос на облачное хранилище, где данные датчиков представляются в виде динамических БД и графических зависимостей I = f(t), U = f(t), P = f(t), изменяющихся в режиме реального времени. Онлайн графики и таблицы отображаются на web-сайте данного проекта [5], обновляясь каждые три минуты. На рисунке 2 представлено модальное окно виртуальной лаборатории [5] с графической зависимостью напряжения динамично расположенных солнечных батарей от времени.
солнечная электростанция двухкоординатный гелиотрекер
Рисунок 2 - Графическая зависимость напряжения солнечного модуля с двухкоординатным гелиотрекером от времени, отображенная на web-странице виртуальной лаборатории
Пульт управления системой удаленного контроля и диагностики параметров СЭС представляет собой плату, на которой установлены:
- четырехкнопочный джойстик (кнопки: «восток», «запад», «вверх», «вниз») для проведения пусконаладочных работ гелиотрекера;
- кнопка переключения страниц ЖК дисплея;
- bluetooth модуль;
- кнопка безопасного извлечения карты памяти;
- индикаторы состояния системы мониторинга.
Выводы: Таким образом, разработана автоматизированная система удаленного контроля и диагностики параметров гелиостанции, которая позволяет:
- сохранять массивы параметров солнечных модулей на карту памяти;
- осуществлять удаленный онлайн-мониторинг напряжения солнечных модулей, тока заряда АКБ, а также генерации активной мощности в графической и табличной формах на web-странице виртуальной лаборатории из любой точки мира;
- проводить дистанционное диагностирование состояния системы через приложение на смартфоне или персональном компьютере. Диагностику и анализ эффективности работы СЭС можно осуществлять также с помощью представленных графических зависимостей.
Список литературы
1. Романов, В.В. Применение возобновляемых источников энергии в условиях Оренбургской области / В.В. Романов, Д.К. Байкасенов // Сборник статей IX Международной научно-практической конференции «International Innovation Research». - Пенза: МЦНС «Наука и Просвещение», 2017. - № 1. - С. 69-75.
2. Митрофанов, С.В. Солнечные электростанции с системами слежения за Солнцем / С.В. Митрофанов, Д.К. Байкасенов, А.Ю. Немальцев // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры материалы Всероссийской научно-методической конференции. Оренбургский государственный университет, 2018. - С. 2966-2970.
3. Немальцев, А.Ю. Зарубежный опыт применения фотоэлектрических установок с солнечными трекерами / А.Ю. Немальцев, Д.К. Байкасенов // Шаг в науку. - Оренбург: Издательско-полиграфический комплекс ОГУ, 2018. - № 2. - С. 160-162.
4. Митрофанов, С.В. Первичная апробация автоматизированного двухкоординатного солнечного трекера в климатических условиях Оренбургской области как перспектива создания программно-аппаратного комплекса / С.В. Митрофанов, А.Ю. Немальцев, Д.К. Байкасенов // Альтернативная энергетика и экология. - 2018. - № 7-9. - С. 43-54.
5. Сайт программно-аппаратного комплекса солнечной электростанции Оренбургского государственного университета // Программно-аппаратный комплекс СЭС
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Рентабельность развития солнечной космической электростанции, этапы и направления данного процесса, его перспективы, значение. Фотоэлектрическое преобразование солнечного излучения. Беспроводная передача энергии с использованием уравнения передачи Фриис.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 17.06.2012Технологическая схема электростанции. Показатели ее тепловой экономичности. Выбор начальных и конечных параметров пара. Регенеративный подогрев питательной воды. Системы технического водоснабжения. Тепловые схемы и генеральный план электростанции.
реферат [387,0 K], добавлен 21.02.2011Солнечная энергетика. История развития солнечной энергетики. Способы получения электричества и тепла из солнечного излучения. Достоинства и недостатки использования солнечной энергетики. Типы фотоэлектрических элементов. Технологии солнечной энергетики.
реферат [19,4 K], добавлен 30.07.2008Производство электроэнергии различными способами. Фотоэлектрические установки, системы солнечного теплоснабжения, концентрирующие гелиоприемники, солнечные коллекторы. Развитие солнечной энергетики. Экологические последствия развития солнечной энергетики.
реферат [315,1 K], добавлен 27.10.2014Основные технико-экономические показатели энергоблока атомной электростанции. Разработка типового оптимизированного и информатизированного проекта двухблочной электростанции с водо-водяным энергетическим реактором ВВЭР-1300. Управление тяжелыми авариями.
реферат [20,6 K], добавлен 29.05.2015Разработка моделей составных частей системы. Подбор оборудования и определение параметров составных частей: аккумулятора, солнечной панели, инвертора, контроллера заряда, управляемого выпрямителя. Разработка системы управления и комплексной модели.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 09.05.2015Проектирование системы горячего водоснабжения наземного объекта на базе солнечного теплового коллектора, его технико-эксплуатационные характеристики и разработка функциональной схемы. Расчет энергоприхода солнечной радиации на наклонную поверхность.
дипломная работа [871,4 K], добавлен 30.06.2011Солнечная энергетика — использование солнечного излучения для получения энергии; общедоступность и неисчерпаемость источника, полная безопасность для окружающей среды. Применение нетрадиционной энергии: световые колодцы; кухня, транспорт, электростанции.
презентация [4,5 M], добавлен 05.12.2013Изучение главного циркуляционного насоса реактора БН-800. Составление принципиальной тепловой схемы. Определение параметров пара и воды в элементах системы. Выбор и расчет трансформаторов. Нахождение параметров короткого замыкания на подстанции ОРУ-750.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 18.11.2021Состав элегазового электротехнического оборудования, задачи контроля его параметров. Канал контроля влажности элегаза. Мониторинг подстанционного оборудования. Диапазон величин контролируемых параметров. Конструкции системы диагностики и контроля КРУЭ.
курсовая работа [33,9 K], добавлен 01.02.2012Принципиальная схема турбины К-150-130 для построения конденсационной электростанции. Расчёт параметров воды и пара в подогревателях, установки по подогреву воды, расхода пара на турбину. Расчёт регенеративной схемы и проектирование топливного хозяйства.
курсовая работа [384,4 K], добавлен 31.01.2013Параметры и тепловая схема блока электростанции. Определение энтальпии в отборах и суть процесса расширения пара. Расчёт схемы регенеративного подогрева питательной воды. Проектирование топливного хозяйства. Тепловой баланс сушильно-мельничной системы.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 31.01.2013Характеристика системы электроснабжения промышленного предприятия. Проектирование и расчет автоматизированной системы контроля и учета энергоносителей. Анализ технических параметров и выбор электрических счетчиков, микроконтроллеров, трансформаторов тока.
контрольная работа [858,7 K], добавлен 29.01.2014Понятие приливной электростанции, особенности принципов действия. Анализ работы российской приливной электростанции на примере Кислогубской электростанции. Характеристика экологических и экономических эффектов эксплуатации приливных электростанций.
реферат [4,1 M], добавлен 21.03.2012Определение тепловой мощности объекта. Построение годового графика теплопотребления. Интенсивность прямой и рассеянной солнечной радиации. Площадь солнечных коллекторов. Годовой график теплопоступления. Подбор бака-аккумулятора и котла-дублера.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 11.01.2012Определение типа электростанции по исходным данным. Выбор силового оборудования, аппаратов, токоведущих частей, генераторов, трансформаторов. Описание главной схемы электрических соединений. Расчет электростанции в нормальных и в аварийных режимах.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 19.12.2014Фотоэлектрические и термодинамические солнечные электростанции, их типы. Технологии получения электричества из солнечного излучения; экология. Физический принцип работы солнечных батарей, термальная энергетика. Фотоэлементы промышленного назначения.
курсовая работа [810,3 K], добавлен 04.11.2011Электрическая часть атомной электростанции мощностью 3000 МВт. Выбор генераторов. Обоснование двух вариантов схем проектируемой электростанции. Потери электрической энергии в трансформаторах. Расчет токов трехфазного короткого замыкания на шине 330 кВ.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 10.03.2013Понятие солнечной радиации и ее распределение по поверхности Земли. История развития солнечной энергетики, достоинства и недостатки ее использования. Виды фотоэлектрического эффекта. Способы получения электричества и тепла из солнечного излучения.
курсовая работа [939,1 K], добавлен 12.02.2014Порядок и основные этапы проектирования электростанции типа ГРЭС. Критерии и обоснование выбора генераторов. Выбор схем и трансформаторов на проектируемой электростанции. Технико-экономическое сравнение вариантов схем. Расчёт токов короткого замыкания.
курсовая работа [764,4 K], добавлен 09.04.2011
