РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРА
Ключевые слова:
солнечная электростанция, фотоэлектрическая панель, климатические факторы, выработка электроэнергии, экономия горюче-смазочных материалов, электроэнергетическая эффективность, эксплуатационная надежность, СеверАннотация
Статья посвящена вопросам разработки и результатам исследования способов повышения электроэнергетической эффективности солнечных электростанций в условиях Севера. Натурные исследования данной работы выполнены в течение 2020-2022 гг. на территории центральной части Якутии. В ходе выполнения исследований применены ключевые фотоэлектрические, электротехнические и технико-экономические закономерности, статистические методы обработки экспериментальных данных, в том числе метод вычисления tкритерия Стьюдента. Разработаны алгоритмы проведения натурных исследований по выявлению характера влияния климатических факторов Севера на функционирование солнечных электростанций. Получены показатели влияния климатических факторов Севера на работу солнечных электростанций. Разработана модель оценки энергетического потенциала солнечных электростанций, учитывающая характер влияния климатических факторов Севера, достоверность расчетов которой повышается на 5,61% и приближается к фактическим показателям выработки электроэнергии от существующих солнечных электростанций. В результате выполнения исследований разработаны способы снижения негативного влияния климатических факторов Севера на функционирование солнечных электростанций, позволяющие увеличить их выработку на 15…25%. Получены положительные показатели эффекта внедрения разработанных способов на параметры эксплуатационной надежности, техникоэкономические и экологические показатели. Результаты исследований могут быть применены при обновлении методических указаний по повышению электроэнергетической эффективности объектов мини- и микрогрид, функционирующих с применением гелиоэнергетических установок в условиях Севера.
Библиографические ссылки
Бурянина, Н.С., Местников, Н.П., Королюк, Ю.Ф., Васильев, П.Ф. Исследование эксплуатации комбинированной системы электроснабжения на основе возобновляемых источников энергии на Дальнем Востоке России. Вопросы электротехнологии. 2021, № 2(31), с. 68-81. EDN LDGGUP. // 1. Buryanina, N.S. Investigation of the operation of a combined power supply system based on renewable energy sources in the Russian Far East / N. P. Mestnikov, N. S. Buryanina, Yu. F. Korolyuk, P. F. Vasiliev // Questions of Electrotechnology. – 2021. – No. 2(31). – Pp. 68-81. – EDN LDGGUP.
Местников, Н.П. Обоснование системы автономного гибридного электроснабжения труднодоступных фермерских хозяйств Севера и Дальнего Востока Российской Федерации. Тинчуринские чтения: Материалы XIV Международной молодежной научной конференции. В 3-х томах, Казань, 23–26 апреля 2019 года / Под общей редакцией Э.Ю. Абдуллазянова. Том 2. Часть 2. Казань: Казанский государственный энергетический университет, 2019, с. 123-128. EDN GGFDUB. // 2. Mestnikov, N. P. Substantiation of the system of autonomous hybrid electricity supply to hard-to-reach farms in the North and Far East of the Russian Federation / N. P. Mestnikov // Tinchurin Readings: Materials of the XIV International Youth Scientific Conference. In 3 volumes, Kazan, April 23-26, 2019 / Under the general editorship of E.Y. Abdullazyanov. Volume 2. Part 2. – Kazan: Kazan State Power Engineering University, 2019. – Pp. 123-128. – EDN GGFDUB.
Васильев, П.Ф., Местников, Н.П. Исследование влияния резко-континентального климата Якутии на функционирование солнечных панелей. Международный технико-экономический журнал. 2021, № 1, с. 57-64. DOI 10.34286/1995-4646-2021-76-1-57-64. EDN JGKJPA. // 3. Vasiliev, P. F. Investigation of the influence of the sharply continental climate of Yakutia on the functioning of solar panels / P. F. Vasiliev, N. P. Mestnikov // International Technical and Economic Journal. – 2021. – No. 1. – Pp. 57-64. – DOI 10.34286/1995-4646-2021-76-1-57-64. – EDN JGKJPA.
Местников, Н.П., Альзаккар, А.М.Н. Разработка и исследование гибридных систем электроснабжения для удаленных потребителей электроэнергии в условиях Севера и Арктики. Актуальные вопросы инновационного развития Арктического региона РФ: Сборник материалов II Всероссийской научно-практической конференции, Северодвинск, 16–30 ноября 2020 года / Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования, Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова. Северодвинск: Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова, 2021, с. 314-317. EDN OHNNRF. // 4. Mestnikov, N. P. Development and research of hybrid power supply systems for remote electricity consumers in the conditions of the North and the Arctic / N. P. Mestnikov, A.M. N. Alzakkar // Topical Issues of Innovative Development of the Arctic Region of the Russian Federation: Collection of Materials of the II All-Russian Scientific and Practical Conference, Severodvinsk, November 16-30, 2020 / Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation, Federal State Educational Institution of Higher Education, Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov. – Severodvinsk: Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, 2021. – Pp. 314-317. – EDN OHNNRF.
Маркова, В.С., Элякова, И.Д. Оценка инвестиционной привлекательности Республики Саха (Якутия). Якутск: Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова, 2020. 104 с. ISBN 978-5-7513-2959-4. EDN QPNDVU. // 5. Markova, V. S. Assessment of the investment attractiveness of the Republic of Sakha (Yakutia) / V. S. Markova, I. D. Elyakova; Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation, Northeastern Federal University named after M.K. Ammosov, Federal Research Center "Yakut Scientific Center". – Yakutsk: Northeastern Federal University named after M.K. Ammosova, 2020. – 104 p. – ISBN 978-5-7513-2959-4. – EDN QPNDVU.
Местников, Н.П., Бурянина, Н.С., Васильев, П.Ф. Разработка системы математического моделирования работы объектов солнечной энергетики в условиях Севера. Грозненский естественнонаучный бюллетень. 2021, Т. 6, № 2(24), с. 81-85. EDN HFYAAE. // 6. Mestnikov, N. P. Development of a system of mathematical modeling of the operation of solar energy facilities in the conditions of the North / N. P. Mestnikov, N. S. Buryanina, P. F. Vasiliev // Grozny Natural Science Bulletin. – 2021. – Vol. 6. – No. 2(24). – Pp. 81-85. – EDN HFYAAE.
Лобашев, А.А., Местников, Н.П., Васильев, П.Ф., Бурянина, Н.С. и др. Оценка функционирования солнечных электростанций в климатических условиях Севера. Грозненский естественнонаучный бюллетень. 2022, Т. 7, № 2(28), с. 101-110. DOI 10.25744/genb.2022.37.74.011. EDN OUPGYM. // 7. Lobashev, A.A. Evaluation of the functioning of solar power plants in climatic conditions of the North / N. P. Mestnikov, P. F. Vasiliev, N. S. Buryanina [et al.] // Grozny Natural Science Bulletin. – 2022. – Vol. 7. – No. 2(28). – Pp. 101-110. – DOI 10.25744/genb.2022.37.74.011. – EDN OUPGYM.
Местников, Н.П. Особенности эксплуатации солнечных электростанций микромощности в условиях Севера: Монография. Якутск: ООО РИЦ "Офсет", 2021. 113 с. ISBN 97859114413368. EDN HKUOSU. // 8. Mestnikov, N. P. Features of the operation of solar power plants of micro-capacity in the conditions of the North: Monograph / N. P. Mestnikov; Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation; North-Eastern Federal University named after M.K. Ammosov, Institute of Physics and Technology, Department "Power Supply". Volume Part 1. – Yakutsk: LLC RIC "Offset", 2021. – 113 p. – ISBN 97859114413368. – EDN HKUOSU.
Местников, Н.П. Заявка на получение патента на изобретение от 19.09.2022 №2022124583. Способ защиты фотоэлектрической солнечной панели от поверхностного загрязнения. // 9. Mestnikov N.P. Application for a patent for an invention dated 09/19/2022 No. 2022124583. A method of protecting a photoelectric solar panel from surface contamination.
Местников, Н.П. Заявка на получение патента на изобретение от 13.10.2022 №2022126618/03(058124). Способ повышения электроэнергетической эффективности солнечной электростанции и микро- и малой мощности. // 10. Mestnikov N.P. Application for a patent for an invention dated 13.10.2022 No. 2022126618/03(058124). A method for increasing the electric power efficiency of a solar power plant and micro and small capacity.
Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020667411 Российская Федерация. Программа расчета электроэнергетических параметров солнечной электростанции на территории Якутии: № 2020666310: заявл. 12.12.2020: опубл. 23.12.2020 / Н.П. Местников, П.Ф. Васильев, Н.С. Бурянина, Ю.Ф. Королюк; заявитель Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова». EDN KZOYDT. // 11. Certificate of state registration of the computer program No. 2020667411 Russian Federation. Program for calculating electric power parameters of a solar power plant in Yakutia: No. 2020666310: application 12.12.2020: published 23.12.2020 / N.P. Mestnikov, P.F. Vasiliev, N.S. Buryanina, Yu.F. Korolyuk; applicant Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education "North-Eastern Federal University named after M.K. Ammosov". – EDN KZOYDT.
Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021615502 Российская Федерация. Программа расчета электроэнергетических параметров солнечной электростанции для питания фермерского хозяйства на территории Севера и Арктики: № 2021614435: заявл. 02.04.2021: опубл. 08.04.2021 / Н.П. Местников, П.Ф. Васильев; заявитель Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова». EDN PLZVKO. // 12. Certificate of state registration of the computer program No. 2021615502 Russian Federation. Program for calculating electric power parameters of a solar power plant for powering a farm on the territory of the North and the Arctic: No. 2021614435: published 02.04.2021: published 08.04.2021 / N.P. Mestnikov, P.F. Vasiliev; applicant Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education "North-Eastern Federal University named after M.K. Ammosov". – EDN PLZVKO.
Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021660383 Российская Федерация. Программа расчета установленной мощности солнечной электростанции для питания нефтеперерабатывающего завода в условиях Арктики: № 2021619651: заявл. 22.06.2021: опубл. 25.06.2021 / Н.П. Местников, П.Ф. Васильев; заявитель Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова». EDN RTDAQJ. // 13. Certificate of state registration of the computer program No. 2021660383 Russian Federation. Program for calculating the installed capacity of a solar power plant to power an oil refinery in the Arctic: No. 2021619651: application 22.06.2021: published 25.06.2021 / N.P. Mestnikov, P.F. Vasiliev; applicant Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education "North-Eastern Federal University named after M.K. Ammosov". – EDN RTDAQJ.
Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020667205 Российская Федерация. «Программа расчета электроэнергетических параметров гибридной электростанции исполнения «Ветер + Солнце» в условиях Арктики»: № 2020666287: заявл. 12.12.2020: опубл. 21.12.2020 / Н.П. Местников, П.Ф. Васильев, Н.С. Бурянина, Ю.Ф. Королюк; заявитель Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова». EDN JRJXAH. // 14. Certificate of state registration of the computer program No. 2020667205 Russian Federation. "Program for calculating electric power parameters of a hybrid power plant of the "Wind + Sun" in the Arctic": No. 2020666287: application 12.12.2020: published 21.12.2020 / N.P. Mestnikov, P.F. Vasiliev, N.S. Buryanina, Yu.F. Korolyuk; applicant Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education "North-Eastern Federal University named after M.K. Ammosov". – EDN JRJXAH.
Местников, Н.П., Васильев, П.Ф., Альзаккар, А.М.Н., Лобашев, А.А. Исследование влияния поверхностного загрязнения на функционирование фотоэлектрической панели в условиях Севера. Грозненский естественнонаучный бюллетень. 2022, Т. 7, № 1(27), с. 90-97. DOI 10.25744/genb.2022.24.84.010. EDN KPTDDE. // 15. Mestnikov, N.P. Investigation of the influence of surface pollution on the functioning of a photovoltaic panel in the conditions of the North / N. P. Mestnikov, P. F. Vasiliev, A.M. N. Alzakkar, A. A. Lobashev // Grozny Natural Science Bulletin. – 2022. – Vol. 7. – No. 1(27). – Pp. 90-97. – DOI 10.25744/genb.2022.24.84.010. – EDN KPTDDE.
Местников, Н.П., Васильев, П.Ф., Куркина, И.И. Разработка способа защиты поверхности солнечной панели от снежного покрова в условиях Севера. Международный технико-экономический журнал. 2022, № 1, с. 46-55. DOI 10.34286/1995-4646-2022-82-1-46-55. EDN RXQXOZ. // 16. Mestnikov, N. P. Development of a method for protecting the surface of a solar panel from snow cover in the conditions of the North / N. P. Mestnikov, P. F. Vasiliev, I. I. Kurkina // International Technical and Economic Journal. – 2022. – No. 1. – Pp. 46-55. – DOI 10.34286/1995-4646-2022-82-1-46-55. – EDN RXQXOZ.
Местников, Н.П., Васильев, П.Ф., Давыдов, Г.И. и др. Исследование влияния температуры окружающей среды на функционирование фотоэлектрической установки. iPolytech Journal. 2023, № 1. // 17. Mestnikov N.P. Investigation of the influence of ambient temperature on the functioning of a photovoltaic installation / N.P. Mestnikov, P.F. Vasiliev, G.I. Davydov [et al.] // iPolytech Journal/ – 2023 – No. 1.
Местников, Н.П., Васильев, П.Ф., Давыдов, Г.И. и др. Исследование функционирования фотоэлектрической установки в условиях облачной погоды на территории Севера. iPolytech Journal. 2022, Т. 26, № 1, с. 81-91. DOI 10.21285/1814-3520-2022-1-81-91. EDN EJLZDJ. // 18. Mestnikov, N.P. Investigation of the functioning of a photovoltaic installation in cloudy weather conditions in the North / N. P. Mestnikov, P. F. Vasiliev, G. I. Davydov [et al.] // iPolytech Journal. – 2022. – Vol. 26. – No. 1. – Pp. 81-91. – DOI 10.21285/1814-3520-2022-1-81-91. – EDN EJLZDJ.
Васильев, П. Ф. Исследование функционирования фотоэлектрической солнечной установки в условиях лесных пожаров на территории Северной части Дальнего Востока России / П. Ф. Васильев, Н. П. Местников // Международный техникоэкономический журнал. – 2021. – № 4. – С. 25-34. – DOI 10.34286/1995-4646-2021-79-4-25-34. – EDN JAVJTH. // 19. Vasiliev, P. F. Investigation of the functioning of a photovoltaic solar installation in the conditions of forest fires in the Northern part of the Russian Far East / P. F. Vasiliev, N. P. Mestnikov // International Technical and Economic Journal. – 2021. – No. 4. – Pp. 25-34. – DOI 10.34286/1995-4646-2021-79-4-25-34. – EDN JAVJTH
