Фотоэлектростанции с электрохимическим и тепловым накоплением энергии в Ираке

Abstract

Актуальность. Современные технологии производства энергии с участием возобновляемой энергетики позволяют создать надежные, экономичные и экологически чистые энергоисточники. В статье предложена и обоснована концепция гибридной системы аккумулирования солнечной энергии с использованием фото-электростанции с электрохимическими и тепловыми накопителями генерируемой электроэнергии на примере региона с высоким уровнем солнечной радиации - г. Багдад (Ирак). Исследования проведены для типичного социального объекта - спортивного зала в Багдаде, нуждающегося в электрической энергии и горячем водоснабжении. Цель: изучение возможности снижения стоимости фотоэлектрической установки за счет использования комбинированных электрохимических и электротермических аккумуляторов солнечной энергии. Объект: фотоэлектрические системы электроснабжения социально-культурных объектов со значительной долей электрических нагревательных нагрузок на территориях с высоким уровнем инсоляции, например, спортивный зал в г. Багдад. Методы. Аналитические методы исследования фотоэлектростанций с комбинированным способом аккумулирования солнечной энергии: в электрохимических аккумуляторах и в электротепловых, методы оценки экономических характеристик объектов энергетики, методы компьютерного моделирования. Результаты. Проведён анализ технико-экономической эффективности системы электроснабжения с высокой долей тепловых нагрузок, учитывая непостоянство солнечной радиации по сезонам года, изменения температуры и графиков энергопотребления. Проведено сравнение экономической эффективности теплового аккумулятора фотоэлектростанции с электрохимическим аккумулированием электроэнергии. Исследования проведены для типичного социального объекта - спортивного зала в Багдаде, с потребностями в электроэнергии для тренажёров, вентиляции, кондиционирования либо отопления, освещения и подогрева воды. Показаны преимущества комбинированных систем аккумулирования электроэнергии фотоэлектростанций объектов с высокой долей электротепловых нагрузок, показаны технико-экономические преимущества использования подобных систем в Ираке: зависимость от централизованной электрической сети может быть уменьшена на 80 % при снижении себестоимости фотоэлектричества более чем в 2 раза относительно сетевого тарифа.

The relevance. One of the most environmentally friendly and reliable sources of natural energy is modern energy production technologies, especially renewable energy. This article introduces the concept of a hybrid solar storage system using a photovoltaic plant with electrochemical and thermal storage of electricity generated. For example, a region with a high level of solar radiation - Baghdad (Iraq). Studies were conducted for a model of social facility - a gym in Baghdad that needed electrical power and hot water supplies. The main aim of the research is to study the possibility of reducing the cost of photovoltaic installation using solar electrochemical and thermal electricity batteries. Objects: photovoltaic systems for social facilities with a large share of electrical heating loads in areas with a high level of solar radiation, for example, a gym in Baghdad (Iraq). Methods: a combined method of accumulating solar energy: in electrochemical batteries and in thermal ones, methods of engineering sciences, modeling method. Results. The technical and economic efficiency of the local power supply system with a high percentage of thermal loads was analyzed taking into account the instability of solar radiation during the seasons of the year, temperatures, and energy consumption tables. The economic efficiency of the electrochemical battery of a photoelectric plant with a solar water heater collector was compared.