Internal: All rights reserved. Distribution within DRÄXLMAIER Group, customer and partners
1
VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA STRUKOVNIH STUDIJA U
ZRENJANINU
Nastavni predmet:
Obnovljivi izvori energije
Studijski program:
Elektrotehnika i računari
Modul:
Hibridni sistemi za proizvodnju električne energije za primenu u On-
Grid i Off-Grid sistemima
Predmetni nastavnik:
Dr.Miodrag Kovačević dipl.ing.
Student, Br. indeksa:
Dragan Djurkić
ER/4-19
Internal: All rights reserved. Distribution within DRÄXLMAIER Group, customer and partners
4
HIBRIDNI SISTEMI
Hibridni energetski sistem kombinuje više vrsta proizvodnje i/ili skladištenja energije ili koristi dve ili
više vrsta goriva za napajanje generatora. Hibridni energetski sistem je vredan metod u prelasku sa
fosilnih goriva privrede. Naročito kratkoročno, dok nove tehnologije bolje integrišu obnovljive izvore
energije izvori se još uvek razvijaju, podržavajući proizvodnju iz obnovljivih izvora sa
konvencionalnom toplotnom proizvodnjom električne energije može zapravo pomoći proširenju
upotrebe obnovljivih izvora energije.
Ovaj energetski sistem ima dve osnovne komponente: napajanje
,grejanje i hlađenje.
Sistem takođe uključuje uređaje za skladištenje i transport energije, koji takođe
mogu biti hibridni kao što su hibridni sistemi za skladištenje ili hibridni mrežni sistemi koji uključuju
komunalnu mrežu, kao i mikro i/ili van mreže. Holistički, hibridni energetski sistem mora uzeti u
obzir (a) i energiju i toplotu (hladnoću), (b) izvore, (c) tehnologije proizvodnje, (d) mehanizme
skladištenja i (e) metode za prenos i distribuciju energije (snage).
2
Konfiguracije mogu uključivati obnovljive ili neobnovljive izvore energije, skladištenje
električne i hemijske energije i gorivne ćelije, često povezane putem pametne mreže.Oni
imaju potencijal da dramatično smanje troškove i emisije iz proizvodnje i distribucije energije
za domaćinstva, ali mogu biti sputani ograničenjima individualnih tehnologija za proizvodnju
energije ili skladištenje - to može uključivati troškove, nedosledno snabdevanje (kao što je
prekid solarne energije po oblačnom danu) , itd.To znači da postoji značajna potražnja za
hibridnim energetskim rešenjima za smanjenje troškova i poboljšanje efikasnosti, dok se i
dalje ispunjavaju zahtevi za performanse.
3
Slika 2:
primer hibridnih energetskih sistema u kojima solarna energija, vetar i gorivne ćelije
obezbeđuju energiju za vašu kuću i/ili automobil
2
Hybrid Power
Generation, Storage, and Grids. Yatish T. Shah
3
https://blog.csiro.au/energy-pick-n-mix-hybrid-systems-next-big-thing/
Internal: All rights reserved. Distribution within DRÄXLMAIER Group, customer and partners
5
Hibridni energetski sistemi se takođe koriste u industrijski razvijenim zemljama sa dobro
uspostavljenim energetskim mrežama. U ovim slučajevima, veliki sistemi skladištenja se koriste za
kompenzaciju fluktuacija mreže. Veliki kontrolni sistemi za skladištenje energije se instaliraju svuda
gde su konvencionalne elektrane previše inercione da bi kompenzovale fluktuacije u mreži izazvane
fluktuirajućim obnovljivim izvorima energije i fluktuacijama opterećenja.Integracija širokog spektra
različitih fotonaponskih pretvarača, sistema za skladištenje električne energije i drugih izvora i ponora
električne energije u jedan sistem je složen zadatak za operatere hibridnih energetskih sistema i sistem
integratore.Tokovi energije izvora i potrošača moraju se pratiti i kontrolisati. Da bi se ostvario dug
životni vek sistema, sistemi za skladištenje električne energije i dizel generatori moraju da rade na
idealnoj radnoj tački. Tamo gde je potrebno, PV sistem mora biti regulisan i elektroenergetska mreža
stabilizovanac.
U prošlosti, proizvođači konvencionalnih elektrana za proizvodnju električne energije videli su
proizvodnju energije iz fotonaponskih (PV) i drugih obnovljivih izvora energije kao pretnju, a ne kao
razumnu dopunu. Neprekidno smanjenje troškova proizvodnje energije iz fotonapone u
međuvremenu je dovelo do ponovnog razmišljanja. Iz drugačije perspektive, situacija je slična:
kompetentnost proizvođača fotonaponskih sistema se često završava na tački priključka na mrežu sa
svim njenim karakteristikama u vezi sa zakonskim propisima i uslovima fiskalnog okvira. Međutim,
ako udeo obnovljivih izvora energije u proizvodnji električne energije u Nemačkoj nastavi da raste, a
sopstvena potrošnja poraste na 100 procenata, proizvodnja i potrošnja energije moraju se proceniti
holistički. Nije samo na domaćem tržištu potrebno kontrolisati i proizvođačku i potrošačku stranu.
Ono što je potrebno je više od hardverskog alata koji uključuje kontrolere, sisteme magistrale i I/O
module, kao i okruženje za programiranje. Ono što je neophodno jesu funkcionalno orijentisani
moduli koji se sastoje od hardvera i softvera. Oni se mogu kombinovati u korisničko rešenje za
pojednostavljenje i ubrzanje implementacije projekta.Sa Load Management-om, modularnim
kontrolnim sistemom , sve komponente u hibridnom energetskom sistemu rade na idealnoj radnoj
tački. Sistem upravljanja opterećenjem prati i kontroliše neophodna opterećenja potrošača,
fotonaponsku snagu, snagu generatora i stanje punjenja baterija u realnom vremenu. U zavisnosti od
zahteva, kontrola napajanja u komunalnoj mreži może biti realizovana.Na slici 3 je prikazan primer
Load Managementa.
4
Slika 3:primer Load Managementa
4
https://www.linkedin.com/pulse/load-management-hybrid-energy-systems-maren-gast
Internal: All rights reserved. Distribution within DRÄXLMAIER Group, customer and partners
7
4. PV/HYDRO HYBRID SYSTEM
5. BIOMASS-PV-DIESEL HYBRID SYSTEM
6. PV/SOLAR THERMAL/GRID SYSTEM
7.
Solar wind hybrid power system
Ovo je tehnološki hibridni sistem koji koristi obnovljivu energiju Sunca i vetra za proizvodnju
električne energije. Ovde se električna jednosmerna energija proizvedena iz fotonaponskih sistema i
sistema vetroturbina transportuje do DC kontrolera za mešanje energije. Kontroler je dvosmerno
povezan sa DC-AC float inverterskim sistemom za punjenje koji obezbeđuje struju punjenja u bateriju
za skladištenje za teške uslove rada i u isto vreme proizvodi invertovanu naizmeničnu struju za AC
opterećenja.
Solarni sistemi
Postoje dve vrste solarnih sistema; one koje pretvaraju solarnu energiju u jednosmernu energiju i one
koje pretvaraju solarnu energijuenergije za zagrevanje.Solarna energija se naziva fotonaponska (ili
PV). Fotonaponi su solarne ćelije koje pretvaraju sunčevu svetlost u DC struju. Ove solarne ćelije u
PV modulu su napravljene od poluprovodničkih materijala. Kada udari svetlosna energija ćelije,
emituju se elektroni. Električni provodnik pričvršćen za pozitivnu i negativnu skalu materijala
omogućavaju da se elektroni zarobe u obliku jednosmerne struje. Proizvedena električna energija se
može koristiti za napajanje mreže ili se može čuvati u bateriji.
Fotonaponski sistem je klasifikovan u
dva glavna tipa: sistemi van mreže (samostalni) i međusobno povezani sistemi. The off-grid
(samostalni) sistemi se uglavnom koriste tamo gde ne postoji komunalna mreža. Veoma je
ekonomičan u obezbeđivanje električne energije na udaljenim lokacijama, posebno ruralno
bankarstvo, bolnice i IKT u ruralnim sredinama. PV sistemi generalno mogu biti mnogo jeftiniji od
instaliranja dalekovoda i transformatora za smanjenje snage, posebno do udaljenih područja.Solarni
moduli proizvode električnu energiju bez zagađenja, bez mirisa, sagorevanja, buke i vibracija.
Stoga,neželjena smetnja je potpuno eliminisana. Takođe, za razliku od drugih sistema napajanja koji
zahtevaju stručna obuka za stručnost montaže, nema pokretnih delova ili posebnih popravki koje
zahtevaju takvu stručnost.Različiti tipovi panela:
https://www.cleanenergyreviews.info/blog/2014/5/4/how-solar-works
