Попередня оцінка ефективності функціонування гібридної вітро-сонячної системи для забезпечення власних потреб локального споживача

Abstract

Мета роботи – попередня оцінка характеристик ефективності функціонування гібридної сонячно-вітрової системи, призначеної для забезпечення власних потреб локального споживача, за умови відсутності можливості генерації надлишків енергії відновлюваних джерел до мережі. Методика базується на використанні аналітичних методів обробки статистичних даних, які дозволяють проводити детальний аналіз та інтерпретацію отриманих результатів. Проведено розрахунки показників ефективності – коефіцієнту зменшення витрат та показника самозабезпеченості для підключеного до мережі умовного локального об’єкта з заданим навантаженням. За результатами розрахунків обґрунтовано доцільність вибору локації для розміщення гібридної системи з відновлюваними джерелами енергії. Здійснений аналіз періодів з високою та низькою генерацією відновлюваних джерел в заданій локації для подальшого вибору раціональних параметрів обладнання та стратегій управління потоками енергії для максимальної самозабезпеченості локального споживача. Встановлено, що на етапі планування гібридної системи попередню оцінку показників ефективності можна проводити для спрощеної конфігурації системи, в якій не передбачено використання накопичувачів енергії. В роботі надані рекомендації щодо оцінювання ефективності використання гібридних сонячно-вітрових систем на початкових етапах розробки системи. Показано, що оцінка коефіцієнту зменшення втрат за середньомісячною генерацією відновлюваних джерел енергії, осередненою за багаторічний період, може привести до помилкового результату (завищених значень коефіцієнту). Для більш точних оцінок рекомендується проводити розрахунки показників ефективності за погодинними значеннями генерації відновлюваних джерел.

A preliminary assessment of the efficiency characteristics of the functioning of a hybrid solar-wind system designed to meet the self-consumption needs of a local consumer, assuming the inability to generate surplus energy from renewable sources to the grid. Based on the use of analytical methods of statistical data processing, which enable a detailed analysis and interpretation of the obtained results. The calculations of efficiency indicators have been carried out - the cost reduction coefficient and the self-sufficiency ratio for a conditional local facility with a specified load connected to the grid. Based on the calculation results, the choice of location for placing a hybrid system with renewable energy sources has been justified. An analysis of periods with high and low renewable energy generation in the specified location has been conducted to determine rational equipment parameters and strategies for energy flows managing for maximum self-sufficiency of the local consumer. It has been established that during the planning of hybrid system, it is possible preliminary to assess the efficiency indicators for a simplified configuration of a hybrid system that does not involve the use of energy storage devices. The paper provides recommendations for evaluating the efficiency of hybrid solar-wind systems at the initial stages of system development. It is shown that assessing the loss reduction coefficient based on the average monthly generation of renewable energy sources, averaged over a multi-year period, can lead to the incorrect result (inflated values of the indicators). For more accurate assessments, it is recommended to calculate efficiency indicators using hourly values of renewable energy generation.