Integrated Use of Photovoltaic and Wind Power Plants in Power Supply Systems
Loading...
Date
2022
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Springer, Singapore
Abstract
ENG: The use of energy from only one type of renewable energy source (e.g., solar and wind generation) leads to a significant increase in the cost of electricity supply due to the need to install a backup power source (energy storage system or power system). This phenomenon is caused by the significant dependence of these sources on weather conditions. The wind speed is less than 4 m/s for a long time in summer, and solar energy is not available at all in dark day periods, which in December can last up to 16 h. Accordingly, the effective use of such systems is possible only if constructing a complex application of several sources of different nature (solar and wind generation). This measure allows increasing their energy efficiency by 30–50%. The combined use of these types of distributed generation is accompanied by the equalization of the daily energy intake due to the spread of the annual maximums of energy intake, but the daily fluctuations remain pretty significant. As a result of the conducted researches, it is established that when using the share of solar energy at the level 0.4… 0.55 of the total amount, the shortest period of energy deficit (at the level of 8 days per year) is observed. At other ratios between the shares of solar and wind energy, the period of energy deficit will increase. In case of increased requirements for providing responsible consumers with electricity, it is advisable to use systems with buffer electricity storage. The developed mathematical models allow calculating the equipment parameters used in the construction of efficient power supply systems.
UKR: Використання енергії лише одного виду відновлюваного джерела енергії (наприклад, сонячної та вітрової генерації) призводить до значного збільшення вартості постачання електроенергії через необхідність встановлення резервного джерела живлення (системи зберігання енергії або енергосистеми). Це явище викликане значною залежністю цих джерел від погодних умов. Швидкість вітру влітку тривалий час менше 4 м/с, а сонячна енергія взагалі недоступна в темні періоди дня, який у грудні може тривати до 16 год. Відповідно, ефективне використання таких систем можливе лише за умови побудови комплексного застосування кількох джерел різної природи (сонячної та вітрової генерації). Цей захід дозволяє підвищити їх енергоефективність на 30–50%. Сумісне використання цих видів розподіленої генерації супроводжується вирівнюванням добового споживання енергії за рахунок розповсюдження річних максимумів споживання енергії, але добові коливання залишаються досить значними. У результаті проведених досліджень встановлено, що при використанні частки сонячної енергії на рівні 0,4…0,55 від загального обсягу спостерігається найкоротший період дефіциту енергії (на рівні 8 днів на рік). При інших співвідношеннях часток сонячної та вітрової енергії період дефіциту енергії збільшиться. У разі підвищених вимог щодо забезпечення відповідальних споживачів електроенергією доцільно використовувати системи з буферним накопичувачем електроенергії. Розроблені математичні моделі дозволяють розрахувати параметри обладнання, що використовується при побудові ефективних систем електропостачання.
UKR: Використання енергії лише одного виду відновлюваного джерела енергії (наприклад, сонячної та вітрової генерації) призводить до значного збільшення вартості постачання електроенергії через необхідність встановлення резервного джерела живлення (системи зберігання енергії або енергосистеми). Це явище викликане значною залежністю цих джерел від погодних умов. Швидкість вітру влітку тривалий час менше 4 м/с, а сонячна енергія взагалі недоступна в темні періоди дня, який у грудні може тривати до 16 год. Відповідно, ефективне використання таких систем можливе лише за умови побудови комплексного застосування кількох джерел різної природи (сонячної та вітрової генерації). Цей захід дозволяє підвищити їх енергоефективність на 30–50%. Сумісне використання цих видів розподіленої генерації супроводжується вирівнюванням добового споживання енергії за рахунок розповсюдження річних максимумів споживання енергії, але добові коливання залишаються досить значними. У результаті проведених досліджень встановлено, що при використанні частки сонячної енергії на рівні 0,4…0,55 від загального обсягу спостерігається найкоротший період дефіциту енергії (на рівні 8 днів на рік). При інших співвідношеннях часток сонячної та вітрової енергії період дефіциту енергії збільшиться. У разі підвищених вимог щодо забезпечення відповідальних споживачів електроенергією доцільно використовувати системи з буферним накопичувачем електроенергії. Розроблені математичні моделі дозволяють розрахувати параметри обладнання, що використовується при побудові ефективних систем електропостачання.
Description
Vit. Kuznetsov: ORCID 0000-0002-8169-4598; Ye. Kuznetsova: ORCID 0000-0003-2224-8747
Keywords
buffer batteries, energy storage devices, power supply systems, renewable energy sources, wind and solar generation, буферні батареї, пристрої накопичення енергії, системи електропостачання, відновлювані джерела енергії, вітрова та сонячна генерація, КЕЛІ
Citation
Ostapchuk O., Kuznetsov Val., Bydko M., Kuznetsov Vit., Kuznetsova Ye. Integrated Use of Photovoltaic and Wind Power Plants in Power Supply Systems. Lecture Notes in Networks and Systems. Vol. 870 : Control Applications in Modern Power Systems. 2022. P. 567–573. DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-19-0193-5_44. Фрагмент тексту.