Автоматизированные гибридные энергокомплексы (АГЭК) - будущее энергетики

Принципы работы АГЭК (АГЭУ)

Компоненты автоматизированных гибридных энергокомплексов/автономных гибридных электроустановок

АГЭК (АГЭУ) состоит из нескольких ключевых компонентов, которые работают (могут работать) совместно для обеспечения надежного и эффективного энергоснабжения:

1. Возобновляемые источники энергии (ВИЭ). Принцип возобновляемой электрогенерации выбирается в зависимости от геоклиматических характеристик района установки гибридного энергоцентра:
   • Солнечные панели преобразуют солнечную энергию в электроэнергию. Они могут быть установлены на крышах зданий или в виде солнечных ферм.
   • Ветряные турбины генерируют электроэнергию за счет преобразования кинетической энергии ветра. Ветроэнергетические установки могут быть установлены как на суше, так и на море.
   • Использование энергии солнца и энергии ветра в гибридных  энергокомплексах является наиболее популярной темой. И хотя перечень возобновляемых источников энергии достаточно велик,  применению солнечных панелей и ветряков в АГЭК отдается заслуженное предпочтение. 
     
2. Дизельные генераторы или газовые генераторы используются как резервные источники энергии, так и как основные. Они обеспечивают стабильность энергоснабжения в периоды низкой выработки ВИЭ или при пиковом спросе. Дизельные генераторы менее экологичные, чем ВИЭ и газовые генераторные установки, но именно они играют важную роль в обеспечении надежности системы.
3. Аккумуляторные системы (системы накопления электроэнергии - СНЭ) позволяют накапливать избыточную энергию, выработанную ВИЭ и использовать ее в периоды повышенного спроса или при отсутствии солнечного света и ветра. Современные технологии аккумуляторов, такие как литий-ионные батареи, обеспечивают высокую эффективность и длительный срок службы.

4. Автоматизированные системы управления следят за состоянием всех компонентов АГЭК (АГЭУ), анализируя данные о производстве и потреблении энергии. Эти системы используют алгоритмы для оптимизации работы всех элементов, что позволяет максимально эффективно использовать доступные ресурсы.

Системы управления используют сложные алгоритмы, которые позволяют:

• определять, какой источник энергии должен быть использован в данный момент, в зависимости от текущего спроса и доступности ресурсов. Например, в солнечный день система может использовать солнечные панели в первую очередь, а в случае их недостаточной выработки переключиться на аккумуляторы или дизельные генераторы.

• контролировать уровень заряда аккумуляторов и регулировать их работу, чтобы избежать перегрева или переразряда, что может повредить батареи.

• прогнозировать потребление энергии в будущем, что позволяет заранее планировать работу генераторов и оптимизировать запасы энергии.

• в случае выхода из строя одного из компонентов автономной гибридной электроустановки происходит автоматическое переключение на резервные источники, минимизируя время простоя и обеспечивая стабильность энергоснабжения.

Преимущества АГЭК

Автоматизированные гибридные энергокомплексы/автономные гибридные электроустановки обеспечивают надежное энергоснабжение объекта, используя несколько источников энергии: солнечную, ветровую, дизельные генераторы и т.д. Это позволяет избежать простоев оборудования и гарантирует, что даже в условиях непредсказуемых изменений, например, плохой погоды, система будет продолжать функционировать. Например, в случае отсутствия солнечного света в течение нескольких дней, дизельные генераторы и аккумуляторы смогут поддерживать энергоснабжение.

Использование АГЭК (АГЭУ) позволяет значительно снизить затраты на энергоснабжение. Поскольку возобновляемые источники энергии (солнечные и ветровые) имеют низкие эксплуатационные расходы, а также не требуют покупки топлива, общие затраты на электроэнергию могут быть значительно снижены. Кроме того, аккумуляторы позволяют избежать пиковых тарифов, сохраняя избыточную энергию для использования в более дорогие часы.

Переход на чистые источники энергии, такие как солнечные и ветровые, существенно сокращает выбросы парниковых газов и других загрязняющих веществ. Это особенно актуально в условиях глобальных климатических изменений и необходимости перехода на устойчивые энергетические решения. АГЭК также могут быть настроены для минимизации использования дизельных генераторов, что дополнительно снижает негативное воздействие на окружающую среду.

Однако, на сегодняшний день, вклад дизель-генераторных установок в производство гибридными энергокомплексами электроэнергии, остается неизменно высоким.

Применение гибридных энергокомплексов

Гибридные энергокомплексы могут быть внедрены в жилые комплексы, обеспечивая автономное энергоснабжение для домов и квартир. Солнечные панели, установленные на крышах, могут покрывать большую часть потребностей в электроэнергии, в то время как аккумуляторы хранят избыточную энергию для использования в вечерние часы или в облачные дни.

Для промышленных предприятий АГЭК могут обеспечить стабильное и экономически эффективное энергоснабжение. Использование гибридных систем позволяет предприятиям снизить затраты на электроэнергию, а также минимизировать зависимость от традиционных источников энергии. Например, в отраслях с высоким потреблением энергии, таких как металлургия или химическая промышленность, АГЭК могут помочь в оптимизации процессов и снижении углеродного следа.

Внедрение АГЭК (АГЭУ) в транспортную инфраструктуру, включая зарядные станции для электромобилей, может значительно повысить доступность и привлекательность электрического транспорта. Системы управления могут оптимизировать зарядку электромобилей в зависимости от времени суток и доступности возобновляемых источников энергии, что позволяет снизить нагрузку на электрические сети в часы пик.

Для туристической отрасли гибридные энергокомплексы могут быть использованы для обеспечения электроэнергией кемпингов, гостиниц и других объектов в удаленных местах, где нет доступа к традиционным источникам.

В случае экстренных ситуаций,таких как природные или техногенные катастрофы, или военные действия гибридные энергоцентры могут быть использованы в случаях, когда традиционные источники энергии оказываются недоступны.

АГЭУ могут стать решением для удаленных и сельских районов, где доступ к традиционным источникам энергии ограничен. Использование солнечных и ветровых установок в комбинации с аккумуляторами позволяет обеспечить надежное энергоснабжение, что может способствовать развитию местной экономики и улучшению качества жизни жителей.