Дослідження передачі електроенергії сонячної електростанції в трифазну електричну мережу
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-3944.2023.2.07Ключові слова:
сонячна електростанція, автономний інвертор напруги, характеристики сонячних панелейАнотація
Представлено розробку та дослідження енергетичних показників сонячної електростанції на базі блоку сонячних панелей типу Era-370W-24V-Mono потужністю 110 кВт та сонячного гібридного інвертора на базі силових транзисторів CM1200DC-34S, який передає потужність до трифазної електричної мережі. Розроблено систему керування гібридного інвертора, який передає електричну енергію від сонячних панелей з коефіцієнтом потужності близьким до одинці та вмістом вищих гармонік струму менше 4 %. Для сонячних панелей Era-370W-24V-Mono проведено поліноміальну апроксимацію енергетичних характеристик, а саме залежності відібраної потужності від спожитого струму, яка дозволяє забезпечити покращення режиму відбору максимальної потужності від сонячних панелей. Проведено дослідження втрат потужності в гібридному інверторі сонячної електростанції, отримано залежність сумарних втрат потужності від частоти комутації силових транзисторів в режимі відбору максимальної потужності. Визначено, що ККД гібридного інвертора сонячної електростанції складає від 98,4 % при частоті ШІМ 1 кГц до 92,7 % при частоті ШІМ 6 кГц.
Посилання
Sylvester A and Olusanya O 2020 Electricity Generation from Renewable Resources Affordable and Clean Energy pp 1–13 URL https://doi.org/10.1007/978-3-319-71057-0_137-1
Ghandriz Y, Ziaiean Noorbakhsh S, Gavagsaz-Ghoachani R and Phattanasak M 2021 Effect of wide observation of nature in renewable energy engineering education 2021 Research, Invention, and Innovation Congress: Innovation Electricals and Electronics (RI2C) pp 193–198 URL https://doi.org/10.1109/RI2C51727.2021.9559741
Geisz J F, France R M, Schulte K L, Steiner M A, Norman A G, Guthrey H L, Young M R, Song T and Moriarty T 2020 Six-junction III–V solar cells with 47.1 % conversion efficiency under 143 Suns concentration Nature Energy 5 (4) pp 326–335 URL https://doi.org/10.1038/s41560-020-0598-5
Shubham G, Hrishikesh M, Asiya P, Aditya M, Sangram D, Aditya B, Mandar J and Aves H 2021 A Review on Space Based Solar Power Journal of Thermal Energy Systems 6 pp 16–24 URL https://doi.org/10.46610/JoTES.2021.v06i01.003
Sugianto S 2020 Comparative Analysis of Solar Cell Efficiency between Monocrystalline and Polycrystalline INTEK: Jurnal Penelitian 7 92 URL https://doi.org/10.31963/intek.v7i2.2625
Tan N, Wei J, Jian Nan W and Guiping C 2017 Experimental study of efficiency of solar panel by phase change material cooling IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 217 012011, 2017. URL https://doi.org/10.1088/1757-899X/217/1/012011
Pinheiro Caetano I M, Torres J P and Marques Lameirinhas R A 2021 Simulation of Solar Cells with Integration of Optical Nanoan-tennas Nanomaterials 11 2911 URL https://doi.org/10.3390/nano11112911
Rabienejhad M, Davoudi-Darareh M and Mazaheri A 2021 Design and optimization of a nano-antenna hybrid structure for solar energy harvesting application Chinese Physics B 30 098503 URL https://doi.org/10.1088/1674-1056/abea8e
Chitransh A and Kumar S 2021 The Different Type of MPPT Techniques for Photovoltaic System Indian Journal of Engineering and Materials Sciences 1 (2) pp 1–4 URL https://doi.org/10.35940/ijee.A1809.111221
Ryu D, Kim Y and Kim H 2018 Optimum MPPT Control Period for Actual Insolation Condition 2018 IEEE International Telecommunications Energy Conference (INTELEC) pp 1–4 URL https://doi.org/10.1109/intlec.2018.8612419
Louzazni M and Al-Dahidi S Approximation of Photovoltaic Char-acteristics Curves Using Bezier Curve Renewable Energy 174 pp 715–732 URL https://doi.org/10.1016/j.renene. 2021.04.103
Nerubatskyi V, Plakhtii O and Hordiienko D 2022 Efficiency analy-sis of DC–DC converter with pulse-width and pulse-frequency modulation 2022 IEEE 41st International Conference on Electron-ics and Nanotechnology (ELNANO) pp 571–575 URL https://doi.org/10.1109/ELNANO54667.2022.9926762
Choi W, Jung K and Sarlioglu B 2020 Power Control of Hybrid Grid-Connected Inverter to Improve Power Quality 2020 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE) pp 3741–3745 URL https://doi.org/10.1109/ECCE44975.2020.9235627
Imdadullah, Alamri B, Hossain M A and Asghar M S 2021 Electric Power Network Interconnection: A Review on Current Status Future Prospects and Research Direction. Electronics 10 2179 URL https://doi.org/10.3390/electronics10172179
Requirements for Generating Plants to be Connected in Parallel With distribution Networks. Part 1: Connection to a LV Distribution Network. Generating Plants up to and Including Type B, Standard SFS-EN 50549-1:2019, Eur. Committee for Electrotechnical Stand-ardization, Brussels, Belgium, Feb. 2019, pp. 1–71.
Requirements for Generating Plants to be Connected in Parallel With Distribution Networks. Part 2: Connection to a MV Distribution Network. Generating Plants up to and Including Type B, Standard SFS-EN 50549-2:2019, Eur. Committee Electrotechnical Standardization, Brussels, Belgium, Feb. 2019, pp. 1–80
Nerubatskyi V, Plakhtii O and Hordiienko D 2021 Control and accounting of parameters of electricity consumption in distribution networks 2021 XXXI International Scientific Symposium Metrology and Metrology Assurance (MMA) pp 114–117 URL https://doi.org/10.1109/MMA52675.2021.9610907
O. Plakhtii, V. Nerubatskyi, A. Mashura, D. Hordiienko, H. Khoruzhevskyi, Improving energy indicators of the charging station for electric vehicles based on a three-level active rectifier. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. Vol. 3/8 (105) 2020. P.46 – 55.
Soedibyo, Syahputra R, Ashari M, Budi A L, Anam S and Soeprijanto A 2020 Photovoltaic Voltage and Power Cell Characteristics Based on Air Quality Index and Pollution Percentage Level 2020 1st International Conference on Information Technology, Advanced Mechanical and Electrical Engineering (ICITAMEE) pp 117–121 URL https://doi.org/10.1109/ ICITAMEE50454.2020.9398467
Devie S R, Alagammal S and Prabha N R 2017 Efficient single switch isolated high step up DC-DC converter with constant output voltage for solar energy sources 2017 IEEE International Conference on Intelligent Techniques in Control, Optimization and Signal Processing (INCOS) pp 1–6 URL https://doi.org/10.1109/ITCOSP.2017.8303150
Kaci L, Arab D A, Zirmi R, Semaoui S and Boulahchiche S 2021 Solar inverter performance prediction 2020 6th International Symposium on New and Renewable Energy (SIENR) pp 1–5 URL https://doi.org/10.1109/SIENR50924.2021.9631900
Plakhtii O., Ananіeva O., Zinchenko O. Analysis of the Smart Grid concept for DC power supply systems. International scientific jour-nal «INDUSTRY 4.0». 2019. Vol. 4, Issue 4. P. 179–182.
Lahooti Eshkevari A, Mosallanejad A and Sepasian M 2021 Design, analysis, and implementation of a new high‐gain P‐type step‐up dc/dc converter with continuous input current and common ground IET Power Electronics 14 (1) pp 225–238 URL https://doi.org/10.1049/pel2.12027
Sakib S and Siddique M A 2019 Modeling and Simulation of Solar Photovoltaic Cell for the Generation of Electricity in UAE 2019 5th International Conference on Advances in Electrical Engineering (ICAEE) pp 66–71 URL https://doi.org/10.1109/ICAEE48663.2019. 8975490
O. Plakhtii, V. Nerubatskyi, N. Karpenko, O. Ananieva, H. Khoruzhevskyi, V. Kavun, Studying a voltage stabilization algorithm in the cells of a modular sixlevel inverter. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2019. Vol. 6, No. 8 (102). P. 19–27. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.185404
Chaudhary, S. K., Deepak, S., Kumar, P., Tripathi, R., Dixit, N. K., & Srivastava, A. (2021). Maximizing the Conversion Efficiency of Smart Solar Inverter. 2021 International Conference on Advance Computing and Innovative Technologies in Engineering (ICACITE). doi:10.1109/icacite51222.2021.9404597
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
