Проектирование системы мониторинга параметров солнечной электростанции с двухкоординатным гелиотрекером
Удаленный контроль и диагностика параметров солнечной электростанции со следящей системой. Формирование динамических и статистических баз данных по генерации "зеленой" энергии в табличной и графической формах. Отслеживание параметров СЭС в режиме online.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.12.2019 |
| Размер файла | 640,0 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/
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ПАРАМЕТРОВ СОЛНЕЧНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ С ДВУХКООРДИНАТНЫМ ГЕЛИОТРЕКЕРОМ
Митрофанов С.В., канд. техн. наук, доцент,
Байкасенов Д.К., Немальцев А.Ю.
ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет»
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.
удаленный контроль солнечная электростанция
Рисунок 1 - Солнечная электростанция с динамично и статично расположенными модулями солнечных батарей
удаленный контроль солнечная электростанция
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.
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.
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 - Режим доступа: http://solartracker.do.am - 5.12.2018.
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 21.02.2011Вольтамперная характеристика фотоэлемента. Анализ изменения эффективности различных типов полупроводниковых преобразователей солнечной энергии. Изучение параметров органических и гибридных фотоэлементов. Концепция объемного и планарного гетеро-перехода.
презентация [2,0 M], добавлен 25.11.2014Возрастание интереса к проблеме использования солнечной энергии. Разные факторы, ограничивающие мощность солнечной энергетики. Современная концепция использования солнечной энергии. Использование океанской энергии. Принцип действия всех ветродвигателей.
реферат [57,6 K], добавлен 20.08.2014Количество солнечной энергии, попадающей на Землю, ее использование человеком. Способы пассивного применения солнечной энергии. Солнечные коллекторы. Технологический цикл солнечных тепловых электростанций. Промышленные фотоэлектрические установки.
презентация [3,3 M], добавлен 06.12.2015Солнечная 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 05.12.2013Принципиальная 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 31.01.2013Электрическая 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 10.03.2013Солнечная, ветряная, геотермальная энергия и энергия волн. Использование альтернативной энергии в России. Исследование параметров солнечной батареи и нестандартных источников энергии. Реальность использования альтернативной энергии на практике.
реферат [3,8 M], добавлен 01.01.2015Солнечные электростанции как один из источников преобразования электроэнергии, принципы и закономерности их функционирования, внутреннее устройство и элементы. Порядок преобразования солнечной энергии в электрическую. Оценка энергетической эффективности.
презентация [540,5 K], добавлен 22.10.2014Изучение 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 18.11.2021Солнечная 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 30.07.2008Основные сведения об альтернативной энергетики. Преимущества и недостатки вакуумных коллекторов. Снижение зависимости от поставок энергоносителей. Применение фокусирующих коллекторов. Преимущества использования экологически чистой солнечной энергии.
реферат [346,4 K], добавлен 21.03.2015Определение возможностей Солнца. Расчет интенсивности солнечной радиации методом коэффициентов. Расчет интенсивности солнечной радиации аналитически. Расчёт потребностей в электроэнергии. Интенсивность падающей солнечной радиации для разных углов наклона.
контрольная работа [212,8 K], добавлен 26.11.2014Атомные электростанции (АЭС)–тепловые электростанции, которые используют тепловую энергию ядерных реакций. Ядерные реакторы, используемые на атомных станциях России: РБМК, ВВЭР, БН. Принципы их работы. Перспективы развития атомной энергии в РФ.
анализ книги [406,8 K], добавлен 23.12.2007Выработка энергии, накапливаемой морскими волнами на всей акватории Мирового Океана. Разработки волновых преобразователей. Устройство волновой электростанции. Поплавковые электростанции как один из видов ветровой электростанции, ее основные элементы.
презентация [240,5 K], добавлен 30.09.2016Выбор типа и мощности силовых трансформаторов. Приведенные мощности в минимальном режиме. Составление вариантов схем электрической сети. Уточненный электрический расчет выбранных схем сети в максимальном режиме. Определяем напряжение на шинах подстанции.
курсовая работа [669,2 K], добавлен 08.11.2012Понятие 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 21.03.2012Обзор технологий и развитие электроустановок солнечных электростанций. Машина Стирлинга и принцип ее действия. Производство электроэнергии с помощью солнечных батарей. Использования солнечной энергии в различных отраслях производства промышленности.
реферат [62,3 K], добавлен 10.02.2012Энергия солнца. Гелиоустановки на широте 60°. Преобразователи солнечной энергии. Космические солнечные электростанции. Солнцемобиль сегодня. Россия, Украина и солнечная энергетика. Некоторые мировые изобретения. Новый солнечный модуль.
реферат [879,0 K], добавлен 20.10.2006
