К.т.н. Бойко С.М., Демків В.С.
Кременчуцький національний університет імені Михайла
Остроградського
ПОРТАТИВНИЙ
ЛАБОРАТОРНОГО-ДОСЛІДНИЦЬКОГО КОМПЛЕКС ДЛЯ ДОСЛІДЖЕННЯ АВТОНОНОМНИХ УСТАНОВОК НА
БАЗІ СОНЯЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ
Вступ. Останнім часом в енергетиці України широко
впроваджується сонячна енергетика. Завдяки цьому, з’являється можливість розробляти
та застосовувати нові системи з використанням сонячних панелей різних складових
енергосистем, завдання їх розробки стає все більш
актуальним у зв'язку з розвитком енергетики і, як наслідок, посиленням вимог до
надійності і швидкодії релейного захисту [1, 2].
В свою чергу, системним підходом
до вирішення цього питання є неможливе без глибокого теоретичного та
практичного опрацювання технічних рішень, та підготовки кваліфікованих
фахівців.
При цьому, розуміння процесів,
володіння методами їх реалізації, орієнтування у різноманітті технічних
засобів, ставить перед викладачами завдання: розробки відповідного лабораторного
обладнання, яке повинне бути інструментом для підвищення ефективності
опанування студентами теоретичних положень та набуття практичних навичок в
експлуатації таких систем.
Мета роботи. Метою роботи є
аналіз функціональних можливостей портативного лабораторно-дослідницького
комплексу, для дослідження характеристик автономних джерел електричної енергії
на базі сонячних панелей.
Матеріал
і результати досліджень. Розглянута та науково обґрунтована можливість
впровадження та використання портативного лабораторно-дослідницького комплексу,
для дослідження характеристик автономних джерел електричної енергії на базі
сонячних панелей [3, 4].
Зовнішній вигляд якого представлений рис
1.
Рисунок 1 – Зовнішній
вигляд портативного лабораторного комплексу
Функціональна схема портативного лабораторного
комплексу представлена на рис. 2.
До
його складу входять наступні елементи: ВБЕП – вимірювальний блок електричних параметрів; ВБТЕ – вимірювальний
блок температури елементів; ВБНС – вимірювальний блок навколишнього середовища;
Wifi – internet; ПК – ПК (ноутбук); ПП – погоджуючий пристрій; ЗП – зарядний пристрій; А
– аналоговий амперметр для контролю струму в мережі стенду; V – аналоговий
вольтметр для контролю напруги в мережі стенду; LV – датчик напруги; M – мережа; КК –
керований контактор; LA – датчик струму; Блок АКБ – блок акумуляторної
батареї (АКБ); QF1, QF3, QF4, QF7, QF2 – автоматичні вимикачі ланцюгів живлення; I – інвертор; К –
контролер; Блок УСП – блок управління СП (сонячною панеллю); Моно СП – моно
кристалічна СП; Полі СП – полі кристалічна СП; Гібридні СП – гібридні СП;
плівчасті СП – плівчасті; SA1,SA2, SA3, SA4, SA6, SA7 – керовані контакти; EL1 EL2 – світло діоди; L1 – індуктивне
навантаження; C – ємнісне навантаження; R2 – радіостанція (RLC).
Далі
представлений алгоритм функціонування портативного лабораторного комплексу[4,
5] :
1.Вмикаємо
контролер, шляхом подачі живлення з акумуляторної батареї на контролер за
допомогою комутації автоматичного вимикача QF2.
2. Підключаємо
блок геліостата з сонячними панелями до контролера заряду акумуляторної батареї
за допомогою автоматичного вимикача QF3.
3.Вмикаємо ПК.
4.Подаємо
живлення на геліостат, шляхом подачі живлення з акумуляторної батареї за
допомогою комутації автоматичного вимикача QF1.
5.Перевіряємо
рівень струму та напруги на АКБ за допомогою аналогових приладів
6.Зберігаємо
дані за допомогою вимірювального блоку
електротехнічних параметрів.
7. Вмикаємо
систему керування геліостату, шляхом подачі живлення з акумуляторної батареї за
допомогою автоматичного вимикача QF1.
8.Запускаємо
програмне забезпечення ПК.
Рисунок 1 – Функціональна схема портативного
лабораторного комплексу.
Висновки. У даній роботі було
проаналізовано різновиди лабораторних стендів для дослідження альтернативних
джерел енергії. Розглянуто перспективи та необхідність розвитку лабораторної бази.
Сформульовано основні можливості лабораторно-дослідницького
комплексу для дослідження різних типів сонячних панелей, розроблена структурна,
функціональна схеми, зовнішній вигляд та вибрані основні вузли та елементи.
На основі вище переліченого було
проаналізовано ряд аналогових приладів, які знадобляться для вимірювання
основних енергетичних параметрів автономного джерела живлення.
Таким чином на лабораторно-дослідницькому
комплексу для дослідження різних типів сонячних панелей, можна буде з допомогою
аналогових приладів, відслідковувати основні енергетичні параметри у реальному
часі та опрацьовувати їх на ЕОМ. Удосконалення лабораторно-дослідницького
комплексу. Лабораторний стенд має можливість для подальшого розвитку, у зв’язку
з його модульною структурою.
1. Liamets, Y. Informational tasks of relay protection
/ Y. Liamets , A. Podchivaline, A. Chevelev, G. Nudelman, J. Zakonjsek //
Sydney, Australia, CIGRE SC B5 Colloquium and Meeting. 2003. – Report 213.
2. Liamets, Y. Electrical power system conditions hierarchy in
methodology of relay protection education / Y. Liamets, D. Kerzhaev, S. Ivanov,
A. Podshivalin, J. Zakonjsek, G. Nudelman // Madrid, Spain,Colloquium SC B5
CIGRE Committee. –2007.
3. Озорнин С.О. Повышение селективности сигнализации однофазных
замыканий на землю в сети с компенсированной нейтралью // Энергетика и
промышленность России. – 2006. №6(70) – стp. 54,55.
4. Бялобржеський О.В., Карлик Є.П., Бойко С.М., Давидов
О.Ю. Пристрій для дослідження роботи деяких видів відновлювальних джерел
живлення на спільне навантаження. (Публікація відомостей 10.07.2013, Бюл. №13)
5. Сінчук О.М., Михайличенко Д.А., Бойко С.М.
Лабораторний стенд для дослідження енергетичних характеристик відновлювальних
джерел енергії. (Публікація відомостей 25.09.2015, Бюл. №18)