солнечная энергетическая система (варианты)
| Классы МПК: | H02N6/00 Генераторы, в которых световое излучение непосредственно преобразуется в электрическую энергию H02J9/00 Схемы аварийного или резервного энергоснабжения, например для резервного освещения |
| Автор(ы): | Стребков Д.С. (RU), Иродионов А.Е. (RU), Базарова Е.Г. (RU) |
| Патентообладатель(и): | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) (RU) |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2003-03-25 публикация патента:
20.08.2005 |
Изобретение относится к гелиоэнергетике, в частности, к энергетическим системам на основе солнечных электростанций. Технический результат заключается в создании в основном региональной мировой энергосистемы, обеспечивающей круглосуточное и круглогодичное надежное электроснабжение потребителей. Солнечная энергетическая система состоит из солнечных электростанций и электростанций, использующих другие возобновляемые и традиционные источники энергии, соединенных между собой и с потребителями линиями электропередач. Базовые солнечные электростанции одинаковой мощности установлены в широтном направлении на одинаковом угловом расстоянии друг от друга по долготе, равном 
U=360°/n, где n=2, 3, 4, 5, 6 - количество базовых солнечных электростанций. Базовые солнечные электростанции присоединены через высокочастотные преобразователи и повышающие трансформаторы Тесла к многоцепной однопроводной линии передачи электрической энергии. К ней также присоединены через трансформаторы Тесла, выпрямители, инверторы и трехфазные линии электропередач электростанции, использующие другие возобновляемые источники энергии: солнечные электростанции, гидроэлектростанции, ветровые электростанции, электростанции, работающие на биомассе, а также потребители электрической энергии. Суммарная мощность базовых солнечных электростанций равна суммарной мощности всех включенных потребителей электрической энергии. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил. 
Формула изобретения
1. Солнечная энергетическая система, состоящая из солнечных электростанций и электростанций, использующих другие возобновляемые и традиционные источники энергии, соединенных между собой и с потребителями линиями электропередач, отличающаяся тем, что она содержит базовые солнечные электростанции одинаковой мощности, которые установлены в широтном направлении на одинаковом угловом расстоянии друг от друга по долготе, равном U=360°/n, где n=2, 3, 4, 5, 6 - количество базовых солнечных электростанций, причем базовые солнечные электростанции присоединены через высокочастотные преобразователи и повышающие трансформаторы Тесла к многоцепной однопроводной линии передачи электрической энергии, к которой также присоединены через трансформаторы Тесла выпрямители, инверторы и трехфазные линии электропередач электростанции, использующие другие возобновляемые источники энергии: солнечные электростанции, гидроэлектростанции, ветровые электростанции, электростанции, работающие на биомассе, а также потребители электрической энергии, причем суммарная мощность базовых солнечных электростанций равна суммарной мощности всех подключенных потребителей электрической энергии.
2. Солнечная энергетическая система, состоящая из солнечных электростанций и ветровых электростанций, соединенных между собой и с потребителями энергии линиями электропередач, отличающаяся тем, что она содержит базовые солнечные электростанции одинаковой мощности, которые установлены в широтном направлении на одинаковом угловом расстоянии друг от друга по долготе, равном U=360°/n, где n=2, 3, 4, 5, 6 - количество базовых солнечных электростанций, причем базовые солнечные электростанции присоединены через высокочастотные преобразователи и повышающие трансформаторы Тесла к многоцепной однопроводной линии электропередач, к которой также присоединены через трансформаторы Тесла выпрямители, инверторы и трехфазные линии электропередач другие солнечные и ветровые электростанции, а также потребители электрической энергии.
3. Солнечная энергетическая система по п.2, отличающаяся тем, что суммарная мощность базовых солнечных электростанций равна суммарной мощности всех подключенных потребителей электрической энергии.
4. Солнечная энергетическая система по п.2, отличающаяся тем, что она содержит две базовые солнечные электростанции, расположенные в двух областях с координатами 6-16° з.д., 2-42° с.ш. и 164-172° в.д., 55-65° с.ш. и соединенные с двумя ветровыми электростанциями, расположенными в тех же областях, причем суммарная мощность указанных базовых солнечных и ветровых электростанций равна общей мощности всех подключенных к энергосистеме потребителей энергии.
5. Солнечная энергетическая система по п.2, отличающаяся тем, что она содержит три базовые солнечные электростанции, расположенные в трех областях с координатами 125-80° з.д., 0-35° с.ш., 5 з.д. - 40° в.д., 0-35° с.ш. и 115-160°в.д., 25-65°с.ш., и, по меньшей мере, одну ветровую электростанцию, расположенную в области 115-160° в.д., 25-65° с.ш., а суммарная мощность базовой солнечной и ветровой электростанций в области 115-160° в.д., 25-65° с.ш. в зимнее время равна мощности каждой из остальных двух базовых солнечных электростанций.
6. Солнечная энергетическая система по п.2, отличающаяся тем, что энергетическая система содержит четыре базовые солнечные электростанции, установленные в областях с координатами 10-16° з.д., 20-42° с.ш., 80-74° в.д., 10-42° с.ш, 170-164° в.д, 50-65° с.ш. и 100-104° з.д., 20-40° с.ш., и, по меньшей мере, одну ветровую электростанцию в области 170-164° в.д., 50-65° с.ш., причем суммарная мощность базовой солнечной и ветровой электростанций в области 170-164° в.д., 50-65° с.ш. в зимнее время равна мощности каждой из остальных трех базовых солнечных электростанций.
7. Солнечная энергетическая система по п.2, отличающаяся тем, что энергетическая система содержит пять базовых солнечных электростанций, установленных в областях с координатами 6-8° з.д., 6-42° с.ш., 64-66° в.д., 25-55° с.ш., 136-138° в.д., 41-55° с.ш.,150-152° з.д., 55-60° с.ш., 80-78° з.д., 32-55° с.ш., и, по меньшей мере, одну ветровую электростанцию в области 150-152° в.д., 55-60° с.ш., причем суммарная мощность базовой солнечной и ветровой электростанции в области 150-152° в.д., 55-60° с.ш. в зимнее время равна мощности каждой из остальных четырех базовых солнечных электростанций.
8. Солнечная энергетическая система по п.2, отличающаяся тем, что она содержит шесть базовых солнечных электростанций, установленных в областях 6-8° з.д., 6-42° с.ш., 52-54° в.д., 15-55° с.ш., 112-114° в.д., 21-55° с.ш., 162-164°в.д., 52-65° с.ш., 136-138° з.д., 58-65° с.ш., 76-78° з.д., 34-55° с.ш., и, по меньшей мере, две ветровые электростанции в областях 162-164° в.д., 52-65° с.ш. и 136-138° з.д., 58-65° с.ш., а суммарная мощность каждой солнечной и ветровой электростанции в зимнее время в областях 162-164° в.д., 52-65° с.ш. и 136-138° з.д., 58-65° с.ш. равна мощности каждой из остальных четырех базовых солнечных электростанций
9. Солнечная энергетическая система, состоящая из солнечных электростанций и электростанций, использующих другие возобновляемые и традиционные источники энергии, соединенных между собой и с потребителями линиями электропередач, и содержащая системы контроля и управления мощностью энергосистем, отличающаяся тем, что она содержит базовые солнечные электростанции одинаковой мощности, которые установлены в широтном направлении на одинаковом угловом расстоянии друг от друга по долготе, равном U=360°/n, где n=2, 3, 4, 5, 6 - количество базовых солнечных электростанций, причем базовые солнечные электростанции присоединены через высокочастотные преобразователи и повышающие трансформаторы Тесла к многоцепной однопроводной линии передачи электрической энергии, к которой также присоединены через трансформаторы Тесла выпрямители, инверторы и трехфазные линии электропередач другие солнечные электростанции, гидроэлектростанции, ветровые электростанции, электростанции, работающие на биомассе, и электростанции с традиционными невозобновляемыми источниками энергии в качестве резервных электростанций, а также потребители электрической энергии, причем система контроля и управления включает геостационарные спутники наблюдения за облачным покровом и прогнозирования выходной мощности солнечных электростанций, а также исполнительные устройства для запуска указанных резервных электростанций с разными маневренными и мощностными характеристиками для покрытия графика ее нагрузок.
10. Солнечная энергетическая система по п.9, отличающаяся тем, что суммарная мощность базовых солнечных электростанций равна суммарной мощности всех потребителей электрической энергии.
11. Солнечная энергетическая система по п.9, отличающаяся тем, что она содержит две базовые солнечные, расположенные в двух областях с координатами 6-16° з.д., 20-42° с.ш. и 164-172° в.д., 55-65° с.ш. и соединенные с двумя ветровыми электростанциями, расположенными в тех же областях, а суммарная мощность базовых солнечных и ветровых электростанций равна общей мощности всех подключенных потребителей энергии.
12. Солнечная энергетическая система по п.9, отличающаяся тем, что она содержит три базовые солнечные электростанции, расположенные в трех областях с координатами 125-80° з.д., 0-35° с.ш.; 5 з.д. - 40° в.д., 0-35° с.ш. и 115-160° в.д., 25-65° с.ш., и, по меньшей мере, одну ветровую электростанцию, расположенную в области 115-160° в.д., 25-65° с.ш., причем суммарная мощность базовой солнечной и ветровой электростанций в области 115-160° в.д., 25-65° с.ш. в зимнее время равна мощности каждой из остальных двух базовых солнечных электростанций.
13. Солнечная энергетическая система по п.9, отличающаяся тем, что она содержит четыре базовые солнечные электростанции, установленные в областях с координатами: 10-16° з.д., 20-42° с.ш., 80-74° в.д., 10-42° с.ш., 170-164° в.д., 50-65° с.ш. и 100-104° з.д., 20-40° с.ш., и, по меньшей мере, одну ветровую электростанцию в области 170-164° в.д., 50-65° с.ш., причем суммарная мощность базовой солнечной и ветровой электростанций в области 170-164° в.д., 50-65° с.ш. в зимнее время равна мощности каждой из остальных трех базовых солнечных электростанций.
14. Солнечная энергетическая система по п.9, отличающаяся тем, что энергетическая система содержит пять базовых солнечных электростанций, установленных в областях с координатами: 6-8° з.д., 6-42° с.ш., 64-66° в.д., 25-55° с.ш., 136-138° в.д., 41-55° с.ш.,150-152° з.д., 55-60° с.ш., 80-78° з.д., 32-55° с.ш., и, по меньшей мере, одну ветровую электростанцию в области 150-152° в.д., 55-60° с.ш., причем суммарная мощность базовой солнечной и ветровой электростанций в области 150-152° в.д., 55-60° с.ш. в зимнее время равна мощности каждой из остальных четырех базовых солнечных электростанций.
15. Солнечная энергетическая система по п.9, отличающаяся тем, что она состоит из шести базовых солнечных электростанций, установленных в областях 6-8° з.д., 6-42° с.ш., 52-54° в.д., 15-55° с.ш., 112-114° в.д., 21-55° с.ш., 162-164° в.д., 52-65° с.ш. 136-138° з.д., 58-65° с.ш., 76-78° з.д., 34-55° с.ш., и, по меньшей мере, двух ветровых электростанций в областях соответственно 162-164° в.д. 52-65° с.ш. и 136-138° з.д., 58-65° с.ш., причем суммарная мощность каждых базовой солнечной и ветровой электростанций в зимнее время в областях соответственно 162-164° в.д., 52-65° с.ш. и 136-138° з.д., 58-65° с.ш. равна мощности каждой из четырех остальных базовых солнечных электростанций.
16. Солнечная энергетическая система по п.9, отличающаяся тем, что соседние базовые солнечные электростанции расположены в разных полушариях Земли, северном либо южном, а расстояние между соседними базовыми солнечными электростанциями по долготе не более 7,5min(h1+h 2) градусов, где h1 и h2 - длительности светового дня в месте расположения соседних базовых солнечных электростанций, выраженные в часах, a min(h1+h 2) - минимальная суточная сумма светового дня, выбранная из всех дней года в месте расположения соседних базовых солнечных электростанций, выраженная в часах.
17. Солнечная энергетическая система по п.9, отличающаяся тем, что энергетическая система содержит две базовые солнечные электростанции в северном полушарии на угловом расстоянии друг от друга по долготе 180° в районах 150-165° з.д., 55-65° с.ш. и 30-45° в.д., 50-65° с.ш. и две базовые солнечные электростанции в южном полушарии на угловом расстоянии друг от друга по долготе 180° в районах 60-75° з.д, 30-53° ю.ш. и 105-120° в.д., 20-35° ю.ш., причем базовые солнечные электростанции в северном полушарии установлены от базовых солнечных электростанций в южном полушарии на одинаковом угловом расстоянии по долготе, равном 90°.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к гелиоэнергетике, в частности к энергетическим системам на основе солнечных электростанций. Существующие локально расположенные солнечные электростанции (Kerney D.W. and Price H.W. Solar thermal plants - LUZ concept (current status of the SEGS plants). Proceeding of the Second Renewable Energy Congress, Reading, UK, Sayigh A.A.M. (Ed.), Vol. 2, 1992, pp. 582-588) обладают существенным недостатком, связанным с неравномерностью выработки электроэнергии в результате очевидного влияния астрономических и погодных факторов на уровень выходной мощности солнечных батарей. Система из нескольких солнечных электростанций, объединенных в единую энергосеть, но при этом произвольно распределенных по территории, обладает теми же недостатками.
Недостатками всех известных солнечных электростанций энергосистем является невозможность их использования в качестве основной составляющий мощной региональной или мировой энергосистемы, поскольку для сглаживания периодических и стохастических процессов, влияющих на выходную мощность солнечных батарей, необходимы очень мощные буферные накопители энергии с высокими маневренными характеристиками, создание которых в современных условиях нецелесообразно по экономическим соображениям. Считается, что установленная мощность солнечных электростанций в пиковом режиме работы энергосистемы не должна превышать 10-15% от общей установленной мощности электростанций региональной энергосистемы (Стребков Д.С. О развитии солнечной энергетики в России// Теплоэнергетика, 1994. т.41. №2. с.53-60). При этих условиях колебания мощности солнечных электростанций не оказывают заметного влияния на качество электроснабжения.
Задачей предлагаемого изобретения является создание в основном региональной мировой энергосистемы, в которой мощность и вырабатываемая электроэнергия будет вырабатываться солнечными электростанциями. Это позволит исключить суточную и, в вариантах, сезонную неравномерность выработки электроэнергии системой солнечных электростанций и обеспечить круглосуточное и круглогодичное надежное экологически безопасное электроснабжение потребителей энергии, при этом будет снижен парниковый эффект и уменьшено негативное влияние топливных электростанций на окружающую среду.
Указанный эффект достигается тем, что солнечная энергетическая система состоит из солнечных электростанций, соединенных линиями электропередач между собой и с потребителями электроэнергии таким образом, что энергетическая система содержит базовые солнечные электростанции одинаковой мощности, которые установлены в широтном направлении в Африке, в Америке, Австралии, в Европе и Азии на одинаковом угловом расстоянии друг от друга по долготе, в градусах, равном
,
где n=2, 3, 4, 5, 6 - количество базовых солнечных электростанций. Солнечные электростанции распределены в широтном направлении, причем расстояние между соседними солнечными станциями по долготе в градусах не более 7,5·min(h1+h2) градусов, где h1 и h2 - длительности светового дня в месте расположения станций, выраженные в часах, a min(h 1+h2) выбирается как минимальная суточная сумма из всех дней года.
В другом варианте солнечная энергетическая система состоит из солнечных электростанций и электростанций, использующих другие возобновляемые источники энергии, соединенные между собой и с потребителями энергии линиями передач электрической энергии, таким образом энергетическая система содержит базовые солнечные электростанции одинаковой мощности, которые установлены в широтном направлении в Африке, в Америке, Австралии, в Европе и Азии на одинаковом угловом расстоянии друг от друга по долготе, в градусах равном
,
где n=2, 3, 4, 5, 6 - количество базовых солнечных электростанций, а базовые солнечные электростанции соединены через высокочастотные преобразователи и повышающие трансформаторы Тесла к многоцепной однопроводной линии передачи электрической энергии, к которой присоединены через понижающие трансформаторы Тесла, выпрямители, инверторы и трехфазные линии электропередач, другие солнечные электростанции, гидроэлектростанции, ветровые электростанции, электростанции, работающие на биомассе, и потребители электрической энергии стран мира, а суммарная мощность базовых электростанций в энергосистеме равна суммарной мощности всех потребителей энергии стран мира, подключенных к энергетической системе на дневной и ночной стороне земли.
Солнечная энергетическая система, состоящая из солнечных электростанций и электростанций, использующих другие возобновляемые и традиционные источники энергии, соединенных между собой и с потребителями линиями электропередач, системы контроля и управления мощностью энергосистем, отличается тем, что энергетическая система содержит базовые солнечные электростанции одинаковой мощности, которые установлены в широтном направлении в Африке, в Северной Америке, в Европе и Азии на одинаковом угловом расстоянии друг от друга по долготе, в градусах, равном
,
где n=2, 3, 4, 5, 6 - количество базовых солнечных электростанций, а базовые солнечные электростанции соединены через высокочастотные преобразователи и повышающие трансформаторы Тесла к многоцепной однопроводной линии передачи электрической энергии, к которой также присоединены через трансформаторы Тесла, выпрямители, инверторы и трехфазные линии электропередач, другие солнечные электростанции, гидроэлектростанции, ветровые электростанции, электростанции, работающие на биомассе, и электростанции с традиционными невозобновляемыми источниками энергии в качестве резервных электростанций и потребители электрической энергии стран мира, а суммарная мощность базовых электростанций в энергосистеме равна суммарной мощности всех потребителей энергии, подключенных к энергетической системе на дневной и ночной стороне земли, а система контроля и управления включает геостационарные спутники наблюдения за облачным покровом и прогнозирования выходной мощности солнечных электростанций и исполнительные устройства для запуска резервных электростанций с разными маневренными и мощностными характеристиками для покрытия графика нагрузок энергосистемы.
Для обеспечения непрерывности и надежного электроснабжения и выравнивания суточного графика производства энергии в солнечной энергетической системе, состоящей из солнечных электростанций, соединенных линиями электропередач между собой и с потребителями электроэнергии, соседние солнечные электростанции расположены в разных полушариях Земли (северном либо южном), а расстояние между соседними солнечными станциями по долготе в градусах не более 7,5·min(h1+h 2) градусов, где h1 и h2 - длительности светового дня в месте расположения станции, выраженные в часах, a min(h1+h2) есть минимальная суточная сумма, выбранная из всех дней года.
В солнечной энергетической системе, состоящей из солнечных электростанций, соединенных линиями электропередач между собой и с потребителями электроэнергии энергетическая система содержит две базовые солнечные электростанции в северном полушарии на угловом расстоянии друг от друга по долготе 180° в районах 150-165° з.д., 55-65° с.ш. и 30-45° в.д., 50-65° с.ш. и две базовые солнечные электростанции в южном полушарии на угловом расстоянии друг от друга по долготе 180° в районах 60-75° з.д, 30-53° ю.ш. и 105-120° в.д., 20-35° ю.ш., базовые солнечные электростанции в северном полушарии установлены на угловом расстоянии от базовых солнечных электростанций в южном полушарии на одинаковом угловом расстоянии по долготе, равном 90°.
В солнечной энергетической системе, включающей в себя две базовые солнечные электростанции, расположенные в двух областях с координатами 6-16° з.д., 20-42° с.ш. и 164-172° в.д., 55-65° с.ш. и соединенные с двумя ветровыми электростанциями, расположенными в тех же областях, суммарная мощность базовых солнечных и ветровых электростанций в энергетической системе равна общей мощности всех подключенных к энергосистеме потребителей энергии на дневной и ночной стороне Земли.
В варианте конструкции солнечная энергетическая система содержит три базовых солнечных электростанции, расположенные в трех областях с координатами 125-80° з.д., 0-35° с.ш.; 5 з.д.-40° в.д., 0-35° с.ш. и 115-160° в.д., 25-65° с.ш. и, по крайней мере, одну ветровую электростанцию, расположенную в области 115-160° в.д., 25-65° с.ш., а суммарная мощность солнечной к ветровой электростанции в области 115-160° в.д., 25-65° с.ш. в зимнее время равна мощности каждой из остальных базовых солнечных электростанций.
В варианте конструкции солнечная энергетическая система содержит четыре базовые солнечные электростанции, установленные в областях с координатами: 10-16° з.д., 20-42° с.ш., 80-74° в.д., 10-42° с.ш., 170-164° в.д., 50-65° с.ш. и 100-104° з.д., 20-40° с.ш. и, по крайней мере одну ветровую электростанцию в области 170-164° в.д., 50-65° с.ш., а суммарная мощность солнечной и ветровой электростанции в области 170-164° в.д., 50-65° с.ш. в зимнее время равна мощности каждой из трех других базовых солнечных электростанций.
В варианте конструкции солнечная энергетическая система содержит пять базовых солнечных электростанций, установленных в областях с координатами: 6-8° з.д., 6-42° с.ш., 64-66° в.д., 25-55° с.ш., 136-138° в.д., 41-55° с.ш., 150-152° з.д., 55-60° с.ш., 80-78° з.д., 32-55° с.ш. и, по крайней мере одну ветровую электростанцию в области 150-152° в.д., 55-60° с.ш., а суммарная мощность солнечной и ветровой электростанции в области 150-152° в.д., 55-60° с.ш. в зимнее время равна мощности каждой из остальных четырех базовых солнечных электростанций
Еще в одном варианте солнечная энергетическая система состоит из шести базовых солнечных электростанций, установленных в областях 6-8° з.д, 6-42° с.ш., 52-54° в.д., 15-55° с.ш., 112-114° в.д., 21-55° с.ш., 162-164° в.д, 52-65° с.ш., 136-138° з.д., 58-65°с.ш., 76-78° з.д., 34-55° с.ш. и, по крайней мере, две ветровых электростанции в областях 162-164° в.д. 52-65° с.ш. и 136-138° з.д., 58-65° с.ш., а суммарная мощность каждой солнечной и ветровой электростанции в зимнее время в областях 162-164° в.д, 52-65° с.ш. и 136-138° з.д., 58-65° с.ш. равна мощности каждой из четырех остальных базовых солнечных электростанций.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена карта мира с указанием места расположения базовых солнечных электростанций, расположенных в окрестностях Пост-Вейганда (Алжир, 24° с.ш., 0° в.д.), Шанхая (Китай, 31° с.ш., 121° в.д.) и Сан - Диего (США, 32° с.ш., 117° з.д.). На фиг.2 - карта России и сопредельных государств с отмеченными на нем мест расположения базовых солнечных электростанций расположенных в окрестностях г. Пинска (Республика Белоруссия, 52° с.ш., 26° в.д.) и г. Уэлена (Россия, Чукотский А.О. 66° с.ш., 170° з.д.). На фиг.3 представлены суточные изменения производства электроэнергии по 12 месяцам года глобальной энергосистемы, состоящей из двух солнечных электростанций мощностью по 0,45 млрд. кВт каждая. КПД солнечной электростанции составляет 15%. Фотоактивная площадь каждой электростанции составляет квадрат со стороной 55 км. Общая выработка электрической энергии в солнечной энергосистеме составляет 1100 млрд кВт·ч в год. В качестве исходных данных для расчета использованы средние многолетние значения (период осреднения не менее 10 лет) инсоляции в местах расположения электростанций. Расчет выполнен для солнечных станций со слежением за Солнцем вокруг полярной оси. В течение пяти месяцев с апреля по август электроэнергия от солнечных станций поступает в систему круглосуточно. Еще в течение двух месяцев март и сентябрь, перерыв не более 2 часов в сутки с несколько большей неравномерностью суточного хода.
На фиг.4 представлены суточные изменения мощности для средних дней всех 12 месяцев года глобальной энергосистемы, состоящей из трех солнечных электростанций мощностью по 2,2 млрд. кВт каждая. Расчет выполнен для стационарных панелей с углами наклона к горизонту 25° (Пост-Вейганд и Шанхай) и 30° (Сан-Диего). Объединенная солнечная энергосистема в течение всего года круглые сутки равномерно вырабатывает электроэнергию.
Солнечные электростанции в системе распределены в широтном направлении так, что окончание освещения фотоактивной поверхности одной электростанции совпадает с началом освещения панелей другой ближайшей по ходу Солнца, станции. Изменяя расстояние между станциями по долготе, можно добиться не только непрерывности суточного хода средней выходной мощности системы, но и значительно увеличить равномерность производства электроэнергии.
Размещение солнечных электростанций системы по обе стороны от экватора позволяет исключить сезонные колебания выработки электроэнергии - зимнее снижение в одном полушарии компенсируется летним ростом выработки в другом.
Влияния погодных факторов на выходную мощность солнечных станций избежать нельзя. В автономных электростанциях для компенсации колебаний мощности солнечных электростанций используются буферные накопители энергии. Современные буферные накопители (электрохимические аккумуляторы, емкостные накопители и т.п.) обладают отличными маневренными характеристиками - они автоматически и очень быстро переходят от режима заряда к разряду, но создать в крупной энергосистеме батарею накопителей достаточной емкости практически невозможно по экономическим соображениям.
Предлагаемое изобретение позволяет использовать для компенсации колебаний мощности в крупной региональной энергосистеме электростанции, использующие возобновляемые и традиционные источники энергии.
В зависимости от типа, традиционные электростанции имеют разные маневренные характеристики - для вывода станции на номинальную мощность требуется от 2-3 минут до нескольких часов. Более мощные электростанции требуют, как правило, большего времени. Наблюдение за облачным покровом в окрестностях солнечных электростанций с помощью геостационарных спутников позволяет прогнозировать уровень выходной мощности и, при необходимости, определить момент начала подготовки к запуску тех или иных резервных электростанций. Такая система позволяет полностью отказаться или свести к минимуму необходимость использования буферных накопителей мгновенного действия.
В результате использования предлагаемого изобретения государства Россия и Белоруссия, страны евразийского континента, Африки и Америки, получат возможность в течение от 5 до 12 месяцев использовать солнечную энергию для производства электроэнергии. Это позволит на 40-100% снизить выбросы углерода, ответственного за изменение климата и улучшить экологические характеристики территорий в местах расположения солнечных электростанций, снизить или полностью исключить потребление невозобновляемых ресурсов ископаемого топлива.
Класс H02N6/00 Генераторы, в которых световое излучение непосредственно преобразуется в электрическую энергию
Класс H02J9/00 Схемы аварийного или резервного энергоснабжения, например для резервного освещения
