|
Aktualności
|
|
Informacje
Numery
Numer 02/2004
Energoelektronika dla niekonwencjonalnych źródeł energii
|
|
Przykładowe rozwiązanie układu regulacji i przyłączenia źródła do szyn rozdzielni przedstawiono na poglądowym schemacie. Przekształtnik (3) realizuje regulację natężenia prądu pobieranego przez filtr (2) ze źródła (1) z jednoczesnym dostosowaniem wielkości napięcia. Do wyjścia przekształtnika przyłączono baterię akumulatorów (4) pełniącą funkcję zasobnika energii. Falownik (5) dokonuje zamiany prądu stałego na przemienny o żądanym napięciu. Przez odpowiednie wysterowanie jego zaworów możliwa jest zmiana kierunku przepływu i wielkości mocy układu. Pokazany system jest często stosowaną konfiguracją układu zasilania obiektu o wymaganej bardzo wysokiej pewności dostaw energii. Odbiorniki (8) są normalnie zasilane z sieci (7) napięcia przemiennego, a w stanach awaryjnych ze spalinowego agregatu prądotwórczego (6) oraz niekonwencjonalnego źródła mocy.
Jednym z problemów eksploatacji baterii słonecznych jest okresowa zmienność natężenia oświetlenia i jego równomierności dla poszczególnych ogniw. Wskutek tego dla szeregowo połączonych ogniw, zbocznikowanych przeciwnie skierowanymi diodami, może wystąpić niekorzystny, nierównomierny rozdział obciążeń, przy czym w skrajnych przypadkach ogniwa słabiej oświetlone mogą nawet pobierać zamiast wytwarzać moc. W rezultacie możliwości baterii są wykorzystane w sposób znacznie odbiegający od optymalnego.
W takich przypadkach pomocne jest użycie energoelektronicznego układu regulacji mocy każdego z ogniw z indukcyjnym zasobnikiem energii.
Podobne charakterystyki zewnętrzne i problemy występują przy eksploatacji termoelektrycznych i termoemisyjnych źródeł energii elektrycznej. Również i te niskonapięciowe źródła prądu stałego są łączone w baterie lub moduły, a ich współpraca z odbiorami może odbywać się w przedstawionym układzie.
W ogniwie termoelektrycznym wykorzystuje się siłę elektromotoryczną pojawiającą się w obwodzie złożonym z dwóch różnych przewodników, gdy spoiny posiadają niejednakowe temperatury. Wartość siły termoelektrycznej zależy od różnicy tych temperatur.
Natomiast działanie generatora termoemisyjnego opiera się na emisji naładowanych cząstek z rozżarzonej elektrody. W najnowocześniejszych źródłach o temperaturze pracy ponad 1000 st. C przestrzeń międzyelektrodowa wypełniona jest parami cezu, które tworzą słabo zjonizowaną plazmę. Niezbędne dla emisji cząstek ciepło czerpane jest z izotopów, paliwa jądrowego lub organicznego, ewentualnie ze skupionego promieniowania słonecznego. Wyróżniającą cechą źródeł termoemisyjnych jest wyjątkowo wysokie natężenie prądu (ponad 100 A) przy stosunkowo niskim napięciu wyjściowym rzędu kilku V. Inną, niestety niekorzystną cechą, jest natomiast występowanie wysokiej temperatury w strefie elektrod, co utrudnia współpracę tych źródeł z innymi urządzeniami układu.
W ogniwach paliwowych realizowana jest bezpośrednia zamiana na energię elektryczną energii uwalnianej w chemicznych reakcjach utleniania różnych paliw (np. naftowych, spirytusu, metanu, wodoru). Obecnie w wielu krajach prowadzone są zaawansowane prace nad wdrożeniem tej ekologicznie czystej i wysokosprawnej technologii na skalę przemysłową. Planuje się uruchomienie instalacji złożonych z szeregu ogniw o łącznej mocy dziesiątek MW. Wewnętrzny opór elektrolitu ogniwa paliwowego jest czynnikiem decydującym o wyborze układu wyprowadzenia i przetwarzania mocy źródła. Systemy te posiadają podobną do wcześniej omówionej strukturę, i często wykorzystują falownik z regulacją szerokości impulsów. Na takiej zasadzie funkcjonuje w USA elektrownia złożona z ogniw paliwowych o mocy 2 MW.
|
|
|
|
