В.И. Зацепина; А.Е. Кудрявцев

Авторы

В.И. Зацепина Липецкий государственный технический университет
А.Е. Кудрявцев Липецкий государственный технический университет

Ключевые слова:

ГИБРИДНЫЕ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ, ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ, ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ, НАКОПИТЕЛИ ЭНЕРГИИ, УМНЫЙ ДОМ

Аннотация

В условиях активного развития возобновляемой энергетики возрастает интерес к гибридным системам электроснабжения, сочетающим централизованные сети переменного тока (AC) и автономные источники постоянного тока (DC). В данной статье исследуется эффективность применения DC-систем для бытового сектора, анализируются их преимущества и технические особенности. На конкретном примере демонстрируется возможность создания энергоэффективной инфраструктуры на базе солнечных панелей и аккумуляторных батарей с минимальными потерями при преобразовании энергии. Целью данной работы является представление комплексного подхода, сочетающего разработку методики расчета автономной системы и оценку параметров практической реализации для современных жилых комплексов. Детально рассматриваются вопросы физического принципа работы DC-систем в сравнении с традиционными AC-решениями, поэтапной методики расчета всех компонентов системы. На основе математического моделирования и сравнительного анализа AC/DC систем доказано, что решение на основе системы постоянного тока обеспечивает более высокий КПД и снижает энергетические потери. В работе рассчитана оптимальная конфигурация автономной DС-системы c требуемым количеством необходимого оборудования. Также проведен сравнительный анализ, который выявил срок окупаемости энергетической структуры в зависимости от тарифной политики и государственных субсидий. Особое внимание уделено практическим аспектам: детализирована методика подбора оборудования, приведены стоимостные параметры.

Библиографические ссылки

Кудрявцев А.Е., Зацепина В.И. Имитационное исследование рабочих характеристик микросети постоянного тока // Цифровая трансформация в энергетике: материалы Четвертой Международной научной конференции, Тамбов, 21 дек. 2022 г. Тамбов, 2023. С. 107-109.

Kudryavtsev A.E., Zatsepina V.I. imulation study of operational characteristics of a dc microgrid // Digital transformation in the energy industry: materials of the Fourth International Scientific Conference, Tambov, 21 Decembеr 2022. Tambov, 2023. Р. 107-109.

Кудрявцев А.Е. Концепция управления питанием для microgrid постоянного тока // Материалы областного профильного семинара "Школа молодых ученых" по проблемам технических наук: тезисы и доклады семинара. Липецк, 2022. С. 161-162.

Kudryavtsev A.E. The concept of power management for a constant current microgrid // Materials of the regional profile seminar "School of young scientists" on the problems of technical sciences: topics and reports of the seminar. Lipetsk, 2022. Р. 161-162.

Кудрявцев А., Павлов И., Зацепина В. Интеграция системы электроснабжения на основе постоянного тока в жилые помещения // Международная конференция по промышленному проектированию, применению и производству (ICIEAM), Сочи, 19-25 мая 2024 г. С. 97-101.

Kudryavtsev A., Pavlov I., Zatsepina V. Integration of a dc based electrical supply system into residential premises // International Conference on Industrial Design, Application and Production (ICIEAM), Sochi, 19-25 May 2024. Sochi, 2024. Р. 97-101.

Романцов М.М., Логачева А.Г. Преимущества замены накопителей энергии в системах оперативного постоянного тока // Приборостроение и автоматизированный электропривод в топливно энергетическом комплексе и жилищно коммунальном хозяйстве: материалы-VI Национальной научно практической конференции, Казань, 10-11 декабря 2020 г. В 2 т. Т. 1. Казань, 2020. С. 387-389.

Romantsov M.M., Logacheva A.G. Advantages of replacing energy storage in operational dc systems // Instrumentation and automated electric drive in the fuel and energy complex and housing and communal services: Proceedings of the_VI National Scientific and Practical Conference, Kazan, 10-11 December 2020. Vol. 1. Kazan, 2020. Р. 387-389.

Атрашенко О.С. Перспективы создания системы электроснабжения постоянного тока для автономного электроснабжения // Энерго и ресурсосбережение: промышленность и транспорт. 2019. № 1 (26). С. 19-23.

Atrashenko O.S. Prospects of building a dc power supply system for autonomous power supply // Energy and resource conservation: industry and transport. 2019. № 1 (26). P. 19-23.

Лебедев М.В. Сети постоянного тока с применением явления сверхпроводимости как часть энергосистем - перспективы и развитие // Комплексные исследования в рыбохозяйственной отрасли: материалы_IX Международной научно технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Владивосток, 24 ноября 2023 г. Владивосток, 2024. С. 308-314.

Lebedev M.V. dc networks using the phenomenon of superconductivity as part of power systems - prospects and development // Integrated research in the fisheries industry: Materials of the_IX International Scientific and Technical Conference of Students, Postgraduates and Young Scientists, Vladivostok, 24 November 2023. Vladivostok, 2024. Р. 308-314.

Джендубаев Э.А.З., Джендубаев А.З.Р. Постоянный ток как основа электроэнергетики будущего // Электроэнергетика глазами молодежи - 2017: материалы_VIII Международной научно технической конференции, Самара, 2-6 октября 2017 г. В 3 т. Т 1. Самара, 2017. С. 239-242.

Jendubaev E.A.Z., Jendubaev A.Z.R. Direct current as the basis of the electric power industry of the future // Electric power industry through the eyes of youth - 2017: Proceedings of the_VIII International Scientific and Technical Conference, Samara, 2-6 October 2017. Vol. 1. Samara, 2017. Р. 239-242.

Климов П.Л., Доденгефт Е.А. Моделирование управления преобразователем в системе типа "сеть постоянного тока - сеть переменного тока // Форум молодых ученых. 2019. № 2 (30). С. 776-780.

Klimov P.L., Dodengeft Е.А. Modeling of transformer control in a system such as "DC network - alternating current network" // Forum of Young Scientists. 2019. № 2 (30). Р. 776-780.

Змиева К.А. Моделирование сети электроснабжения промышленного предприятия с использованием постоянного тока // Электротехника. 2015. № 5. С. 2-9.

Zmieva K.A. Modeling of an industrial power supply network using direct current / K.A. Zmieva // Electrical engineering. 2015. № 5. Р. 2-9.

Тигин В.М. Возможности применения сетей постоянного тока для электроснабжения потребителей // Актуальные проблемы развития современной науки и образования: сборник научных трудов по материалам Международной научно практической конференции, Москва, 15 апреля 2015 г. В 5 ч. Ч. 3. Москва, 2015. С. 129-130.

Tigin V.M. The possibilities of using dc networks for power supply to consumers // Actual problems of the development of modern science and education: A collection of scientific papers based on the materials of the International Scientific and Practical Conference, Moscow, 15 April 2015. In 5 p. Vol 3. Moscow, 2015. Р. 129-130.

Осипов В.А., Логунова П.А. Определение метрологической неопределенности величины потерь энергии в тяговой сети постоянного тока // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2020. № 4 (80). С. 139-144.

Osipov V.A., Logunova P.A. Determination of the metrological uncertainty of the amount of energy loss in a constant current traction network // Bulletin of the Rostov State University of Railways. 2020. № 4 (80). Р. 139-144.