Popis hybridního systému
V areálu VŠB Ostrava byl před několika lety vybudován rámci výzkumu obnovitelných zdrojů
elektrické energie první mikro ostrovní systém, který slouží napájení veřejného osvětlení [1]. Konkrétně se
jedná zdroje využívající energii vě-
tru slunce, což, jak již bylo zmíněno
v úvodní části, představuje optimální
skladbu obnovitelných zdrojů pro pří-
pad potřeby napájení spotřeby enegiií
rodinného domu průběhu jeho celo-
ročního provozu. První, zdro-
jová část, tvořena třemi výrobnami
elektrické tepelné energie. Druhá část
byla vytvořena pro přenos energií třetí
část charakterizuje akumulaci řízení
spotřeby energií.
Systém využívá astronomického řízení
polohování trackeru kolmo pozici
slunce uzpůsoben připojení růz-
ných čidel: rychlosti větru, směru větru,
teploty modulů, osvitu, elektroměru,
proudů smyček panelů, synchronizace
času.
Na základě zkušeností při budování provozu tohoto systému byl vybudován druhý ostrovní systém o
podstatně vyšším instalovaném výkonu, který slouží jako fyzikální model napájení rodinného domu. základě této analýzy byl následně dimenzován akumulační systém ohledem
na požadavky výkonu, ale také respektováním velikosti prvotní investice doby návratnosti celé
energetické jednotky.
ostrovním systému, tedy nezávisle na
vnější energetické soustavě přitom
jako energetické zdroje využívala pou-
ze zdroje obnovitelné. obr. Druhá část byla vytvořena pro přenos energií třetí část
charakterizuje akumulaci řízení spotřeby energií. Blokové schéma vytvořené energetické koncepce je
uvedeno obr.EvP
né energie rodinného domu, tvořena
třemi základními částmi.
.
V případě plného nabití akumulačního
zařízení současně případě nezatíže-
né ostrovní sítě okamžitou spotřebou, je
výkon jednotlivých zdrojů rekuperován
do nadřazené energetické soustavy. Pro konverzi větrné
na elektrickou energii využita větrná
elektrárna synchronním generáto-
rem permanentními magnety insta-
lovaném výkonu kV∙A (VTE). Zdroje, které celý systém napájejí, byly voleny nejen ohledem napájení
modelového rodinného domu, ale také tak, aby mohly být využity výuce dalšímu výzkumu. Polohovací jed-
notka svůj vlastní senzor (anemo-
metr Wind speed sensor) rychlosti větru
z důvodu dostatečné bezpečnosti při
velmi silném větru. vyhodnocení těchto
vstupních parametrů jsou vyslány silo-
vé signály natáčecích mechanismů. 2. Struktura celého fyzikálního modelu uvedeno obr. ostrovním systému,
tedy nezávisle vnější energetické soustavě přitom jako energetické zdroje využívala pouze zdroje
obnovitelné. Jako
další zdroj elektrické energie, tentokrát
využívající energii slunečního záře-
ní, použita fotovoltaická elektrárnu
s monokrystalickými panely špičko-
vém instalovaném výkonu (FVE1)
a fotovoltaická elektrárna polykrys-
talickými panely špičkovém výkonu
2kWp (FVE2).
Řídící jednotka natáčecího systému
ve spojení speciální senzorovou hla-
vou zajišťuje jak precizní nastavení po-
lohy, tak maximální využití slunečního
záření při oblačném počasí).
Výstavba ostrovního systému, který simulovat napájení rodinného domu, vycházela analýzy spotřeby
běžného rodinného domu. První, zdrojová část, tvořena třemi
výrobnami elektrické tepelné energie.
Systém řízení
založený na
metodách umělé
inteligence
Větrná
elektrárna
Zdrojová
část
Fotovoltaická
elektrárna
Kogenerační
jednotka
Přenosová
část
Koncept
chránění
Akumulační
jednotky
Akumulátorové
baterie
Super
kapacitor
Tepelné
čerpadlo
Spotřeba
Osvětlení
Vytápění
Ostatní
spotřebiče
▷▶▷
▲ Obr. ostrovním systému tak byly pro
výrobu elektrické energie zkompletová-
ny tři zdroje, jejichž výkon vyveden
prostřednictvím výkonové technologie
do společné sběrnice 1fázové sítě 230V,
50Hz, přičemž přebytek elektrické ener-
gie akumulován využitím gelových
akumulátorových baterií celkové ka-
pacitě 840 A∙h. 2. Celá energetická kon-
cepce byla navržena tak, aby dokázala
napájet spotřebu tepelné elektrické
energie typového rodinného domu tzv. Samotná fyzická realizace projektu včetně instalace energetické koncepce proběhla
v prostorách laboratoře areálu VŠB-TU Ostrava. Celá energetická koncepce byla navržena tak, aby
dokázala napájet spotřebu tepelné elektrické energie typového rodinného domu tzv.
Do řídící jednotky přicházejí signály ze
světelných senzorů jednotky pro mě-
ření síly větru.
Pro řízení ostrovního systému je
použit ostrovní akumulátorový sys-
tém SUNNY ISLAND 3324 výkonem
3,3 kW. Struktura hybridního systému pro napájení rodinných domů. 1
obr.
V současné době dobudován monitorovací systém, který byl uveden testovacího provozu pracuje se
na tvorbě řídicího systému umožňujícím chytré řízení energetického provozu rodinného domu pomoci
umělé inteligence neuronových sítí. Dojde-li překroče-
ní rychlosti větru nad m∙s-1
dá řídící
elektronika pokyn motorům sklopení
funkční plochy vodorovné polohy. Samotná fyzic-
ká realizace projektu včetně instalace
energetické koncepce proběhla pro-
storách laboratoře areálu VŠB-TU
Ostrava. Struktura hybridního systému pro napájení rodinných domů. Pokud není elektrická
energie jednotlivých zdrojů elektrické
energie hybridního systému dostatečná
pro přímé napájení spotřeby, spotře-
ba elektrické energie dotována právě
z uvedeného akumulačního zařízení. 3). Akumulátorový střídač SUNNY
ISLAND vytváří standardní rozvodnou
síť střídavého napětí, níž lze bez
problémů integrovat všechny elektric-
modelového rodinného domu, ale také tak, aby mohly být využity výuce dalšímu výzkumu. Poloho-
vací jednotka může být řízena pomocí
senzorů manuálně. Podrobnější
informace dimenzování akumulačního systému zdrojů byly publikovány [2] [3].
Popis zdrojové části
Zdrojová část ostrovního systému
obsahuje dva základní zástupce obno-
vitelných zdrojů energie. Blokové schéma vytvořené
energetické koncepce uvedeno na
obr.
Energetická koncepce, využívaná pro řízení toku energie ostrovním systému napájející spotřebu elektrické
a teplené energie rodinného domu tvořena třemi základními částmi. Pro zvýšení účinnosti
fotovoltaické elektrárny FVE1 byl vybu-
dován natáčecí systém, který umožňuje
natáčení plochy fotovoltaickými pane-
ly dvou osách (viz
