Програмна система керування генеруючою станцією на сонячних батареях
Автор: Заяць Євгеній Янович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Системне програмування
Інститут: Інститут комп'ютерних технологій, автоматики та метрології
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Заяць Є.Я., Парамуд Я.С. (керівник). Програмна система керування генеруючою станцією на сонячних батареях. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2020. Розширена анотація. На даний момент поширюються технології, котрі використовують сонячне тепло та світло. Вироблення фотоелектрики можна зарахувати до цих технологій. Для цього існують спеціальні станції, які перетворюють енергію сонячних променів в електроенергію. Сонячна енергія є поновлювальним джерелом енергії. При правильній організації використання та видобутку сонячної енергії, людство може забезпечити свої потреби всього з одного джерела, що може запобігти вичерпанню ресурсів планети. [1] Сонячні батареї виробляють гальванічний струм під дією сонячного світла. Існують спеціальні способи, які можуть допомогти збільшити продуктивність сонячних панелей і отримати більше сонячної енергії. Одним з таких способів, є спостерігання за положенням Сонця. Це дозволяють сонячні трекери. При їх використанні значно зростає вироблення енергії, адже збільшується кількість сонячних променів, що потрапляє на модуль, а отже і кількість сонячної енергії, які вони в собі несуть. Також важливо зробити технологію видобування сонячної енергії доступною для більшості населення планети. Домашні сонячні станції майже не потребують обслуговування, окрім очищення модулів кілька разів у рік. [1] Проте на даний момент технологія видобутку електроенергії не є ідеальною. Можуть бути деякі проблеми, якщо потрібна велика кількість енергії. Батареї не завжди спроможні забезпечити її. Необхідно використовувати дуже багато панелей для покриття всіх потреб великого об’єкту. З фінансової точки зору, більш вигідним варіантом може бути, наприклад, ядерна енергія.[2] Іншим недоліком є нерівномірність виробництва енергії яка безпосередньо залежить від інтенсивності світла. Це може бути пов’язано з погодними умовами, котрі завжди змінюються. Хоч батареї виробляють енергію і коли сонце ховається за хмарами, ці обсяги є мінімальними. Можливе рішення полягає у використанні системи стеження, яка підтримує ортогональне положення панелі з джерелом світла.[3] Об’єкт дослідження: засоби керування генеруючою станцією на сонячних батареях. Предмет дослідження: удосконалення методів отримання максимальної продуктивності видобутку енергії з сонячних панелей. Метою дослідження є максималізація видобутку електроенергії з сонячних батарей, шляхом розроблення програмної системи керування генеруючою станцією на сонячних батареях. Запропонувати засоби для забезпечення довготривалого терміну роботи акумуляторних батарей. В результаті досліджень були проаналізовані існуючі системи стеження за сонцем З таких систем виділяються лише дві основні – статичні і динамічні. Статичні системи - це ті системи, що забезпечують статичне кріплення фотоелектричних модулів та орієнтуються в напрямку на південь під кутом, який обирається від розташування системи.[4] Динамічні системи, які називають трекерами, виконують автоматичне орієнтування фотоелектричних модулів за кутом до горизонту, за азимутом (напрямом за стороною світу). Як одноосьові так і двохосьові системи широко представлені на ринку. [5] Single axis trackers (SAT) – трекери з однією віссю обертання, які називають одновісними. Вісь обертання даного типу трекерів може розташовуватися в будь-яких координатних напрямах і використовувати будь який алгоритм стеження. Проаналізовано кілька реалізацій одноосьових трекерів. Вони включають в себе трекери з горизонтальною віссю обертання (HSAT), вертикальною віссю обертання (VSAT), з похилою віссю обертання (TSAT) і з полярно-орієнтованою віссю обертання (PSAT). Особливо розповсюдженими можна вважати одноосьові трекери PSAT. [6] Dual axis trackers (DAT) – трекер з двома осями, що обертаються. DAT має дві осі свободи, за якими він рухається. Ці осі, знаходяться окремо одна від одної, але працюють разом. Основними перевагами дохосьових трекерів є те, що вони забезпечують постійно максимальну вихідну потужність сонячних панелей протягом всього дня. Проаналізовано дві основні реалізацій двохосьових трекерів: TTDAT і AADAT. Tip-tilt dual axis tracker (TTDAT) – трекери, що мають дві осі обертання на несучому стовпі.[7] Azimuth altitude dual axis tracker (AADAT) – трекери з двома осями обертання і опорною площиною. Перевагою даної системи є те, що маса усієї площини з панелями рівномірно розприділяється між кільцем та не перевантажує кріплення, на відміну від TTDAT.[8] Ключові слова – система автоматичного позиціонування, сонячні панелі, сонячні трекери, сонячна енергія, активні системи керування трекером. Перелік використаних літературних джерел. 1. Avtomatyka i avtomatyzatsiia tekhnolohichnykh protsesiv: pidruchnyk / T. B. Holovko, K. H. Reho, Yu. O. Skrypnyk.– K. : Lybid, 1997.– 232 s. 2. Klymenko B.V. Komutatsiina aparatura, aparatura keruvannia, zapobizhnyky. Terminy, tlumachennia, komentari. Navchalnyi posibnyk. – Kharkiv: Talant, 2008. – 208 s. 3. V.I.Ivanchura, A.V. Chubar, S.S. Post. Enerhetychni modeli elementiv avtonomnykh system elektropostachannia / Zhurnal SFU. Tekhnika ta tekhnolohii. №2.2014.– S.179-190. 4. Lijun Zhang, Hui Peng. Comparative Research on RC Equivalent Circuit Models for 79 Batteries of Electric Vehicles. Applied sciences. 5. Одноосьові трекери [Електронний ресурс]. Доступ: http://ussolar.com.ua/ua/news/6-odnoosnye-trekery-povyshayut effektivnostsolnechnoy-stantsii-na-15-17 6. I.Kamrul. Performance Comparison Between Fixed Panel, Singleaxis and Dual-axis Sun Tracking Solar Panel System / P. Shams // Department of Electrical and Electronic Engineering. BRAC University. – 2017 – pp. 6–10. 7. Tip-tilt dual axis tracker. [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://chinagreenpowertech.company.weiku.com/item/Tip-tiltdual-axis tracker-TTDAT-2-axis-Solar-tracking-system-17945436.html 8. G.Ananth. Design of Azimuth Altitude Dual Axis Tracker / Dr. M.Gopi Chand Naik // International Research Journal of Engineering and Technology. – 2016 – №8 – pp. 311-316.