Использование гибридных ветро-солнечных систем для энергоснабжения города Аль-Наджаф в Республике Ирак

Лаит Мохаммед Абдали; Муатаз Кассим Аль-Малики; Кайс Аднан Али; Борис Анатольевич Якимович; Николай Владимирович Коровкин; Владимир Владиславович Кувшинов; Светлана Ивановна Соломенникова

doi:10.22213/2413-1172-2022-3-82-91

Авторы

Л. М. Абдали Севастопольский государственный университет
М. К. Аль-Малики Севастопольский государственный университет
К. А. Али Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Б. А. Якимович Севастопольский государственный университет
Н. В. Коровкин Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
В. В. Кувшинов Севастопольский государственный университет
С. И. Соломенникова Севастопольский государственный университет

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2022-3-82-91

Ключевые слова:

Matlab, энергетический комплекс, ветроэнергетика, солнечная энергетика, гибридная ветро-фотоэлектрическая система

Аннотация

Приводятся результаты исследования комбинированной ветро-фотоэлектрической установки для использования в энергетике Республики Ирак. Представленная гибридная система предлагается для обеспечения коммунальных потребителей на территории Ирака и для его энергетического сектора. Потребители Ирака ощущают постоянный дефицит поставок электричества, и предложенное решение совместной генерации энергии ветро-солнечными установками поможет решить эту проблему. В представленных исследованиях авторы показывают суммарное увеличение эффективности работы мини-энергокомплекса за счет комбинированной выработки электрической энергиипутем преобразования ветрового потока и солнечной радиации. Данная работа посвящена анализу и моделированию небольшой автономной гибридной ветро-фотоэнергетической системы. Представлено моделирование работы ветроэлектрической установки. При исследовании принимаются во внимание такие параметры, как угол наклона, диаметр ротора, скорость ветра и др. Моделирование фотоэлектрической установки проводится при номинальных условиях, таких как температура кремниевой ячейки, солнечная инсоляция и др. Компьютерная программа MATLAB использовалась для решения математической модели малых горизонтальных осей ветровых турбин и фотоэлектрических систем. Экспериментальное исследование было проведено с использованием установок небольшой мощности. Результаты показывают, что при использовании гибридных ветро-солнечных систем для обеспечения энергетического комплекса на территории Ирака суммарная выработка гибридной установки значительно возрастает. Причем генерация электрической энергии ветровыми и солнечными установками в разные месяцы года различна. То есть в летние месяцы работают в основном фотоэлектрические батареи, а в зимние месяцы основной вклад в генерацию дают ветротурбины. В результате совместная работа ветровых и солнечных установок по выработке электрической энергии способствует установлению более равномерной генерации в течение года.

Биографии авторов

Л. М. Абдали, Севастопольский государственный университет

аспирант, Институт ядерной энергии и промышленности

М. К. Аль-Малики, Севастопольский государственный университет

аспирант, Институт ядерной энергии и промышленности

К. А. Али, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

аспирант, Институт энергетики

Б. А. Якимович, Севастопольский государственный университет

доктор технических наук, профессор, Институт ядерной энергии и промышленности

Н. В. Коровкин, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

доктор технических наук, профессор, Институт энергетики

В. В. Кувшинов, Севастопольский государственный университет

кандидат технических наук, Институт ядерной энергии и промышленности

С. И. Соломенникова, Севастопольский государственный университет

кандидат технических наук, Институт ядерной энергии и промышленности

Библиографические ссылки

Khare V., Nema S. and Baredar P. Solar-wind hybrid renewable energy system.Renew. Sustain. Energy Rev., 2016, vol.58, pp. 23-33, doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.12.223.

Abo-Elyousr F.K., Abdelshafy A.M., Abdelaziz A.Y. ТММT-Based Particle Swarm and Cuckoo Search Algorithms for PV Systems. In Modern Maximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic Energy Systems, Springer, Cham, Switzerland, 2020, pp. 379-400.

Abo-Elyousr F.K., Abdelshafy A.M., Abdelaziz A.Y. MPPT-Based Particle Swarm and Cuckoo Search Algorithms for PV Systems. In Modern Maximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic Energy Systems, Springer, Cham, Switzerland, 2020, pp. 379-400.

Morlaye Sekou Camara, Mamadou Bailo Camara, Brayima Dakyo and Hamid Gualous. Permanent Magnet Synchronous Generator for Offshore Wind Energy System Connected to Grid and Battery- Modeling and Control Strategies.International Journal of Renewable Energy, Le Havre, France, 2015.

Senol M., Abbaso˘ glu S., Kukrer O., Babatunde A. A guide in installing large-scale PV power plant for self-consumption mechanism. Sol. Energy, 2016, 132, pp. 518-537.

Chatterjee A., Keyhani A., Kapoor D. Identification of Photovoltaic Source Models. Energy Conversion, IEEE Transactions on, 2011, vol. PP, pp. 1-7.

Bana S. and Saini R.P. A mathematical modeling framework to evaluate the performance of single diode and double diode based SPV systems. Energy Reports, 2016, 2, pp. 171-187.

Abd Ali L.M., Al-Rufaee F.M., Kuvshinov V.V. Study of Hybrid Wind - Solar Systems for the Iraq Energy Complex. Appl. Sol. Energy, 2020, 56, pp. 284-290. https://doi.org/10.3103/S0003701X20040027.

Amiry H. Design and implementation of a photovoltaic I-V curve tracer: Solar modules characterization under real operating conditions.Energy Conversion and Management, 2018, 169, pp. 206-216.

Ibrahim H. and Anani N. Variations of PV module parameters with irradiance and temperature. Energy Procedia, 2017, 134, pp. 276-285.

Sachit M.S., Shafri H.Z.M., Abdullah A.F., Rafie A.S.M.Combining Re-Analyzed Climate Data and Landcover Products to Assess the Temporal Complementarity of Wind and Solar Resources in Iraq. Sustainability, 2021, 14 (1), 388.

Abd Ali L. M., Al-Rufaee F.M., Kuvshinov V.V. Study of Hybrid Wind-Solar Systems for the Iraq Energy Complex. Appl. Sol. Energy, 2020, vol. 56, no. 4, pp. 284-290. https://doi.org/10.3103/S0003701X20040027.

Al-Waeli, Ali A.K., Kadhem A. Al-Asadi, Mariyam M. Fazleena. The impact of Iraq climate condition on the use of solar energy applications in Iraq.International Journal of Science and Engineering Investigations, 2017, no. 68, pp. 64-73.

Yin O.W. and Babu B.C. Simple and easy approach for mathematical analysis of photovoltaic (PV) module under normal and partial shading conditions. Optik, 2018, 169, pp. 48-61.

Aurel Gontean, Septimiu Lica, Szilard Bularka, Roland Szabo, Dan Lascu. A Novel High Accuracy PV Cell Model Including Self Heating and Parameter Variation, Energies, 2018, 11,36.

Xuan Hieu Nguyen, Minh Phuong Nguyen. Mathematical modeling of photovoltaic cell/module/ arrays with tags in Matlab/Simulink. Environmental Systems Research, 2015, 4, 24.

Al-Kayiem H.H., Mohammad S.T. Potential of renewable energy resources with an emphasis on solar power in Iraq. Resources, 2019, 8 (1), 42.

Li H., Yang D., Su W. An overall distribution particle swarm optimization mppt algorithm for photovoltaic system under partial shading. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2018, vol. 1, no. 1, pp. 265-275.

Cheboxarov V.V. An Offshore Wind-Power-Based Water Desalination Complex as a Response to an Emergency in Water Supply to Northern Crimea. Appl. Sol. Energy, 2019, vol. 55, no. 4, pp. 260-264. https://doi.org/10.3103/S0003701X19040030.

Fares D., Fathi M., Mekhilef S. Performance evaluation of metaheuristic techniques for optimal sizing of a stand-alone hybrid PV/wind/battery system. Applied Energy,2022, 117823, pp.305-312.

Somwanshi D. and Chaturvedi A. Design and Optimization of a Grid-Connected Hybrid Solar Photovoltaic Wind Generation System for an Institutional Block, 2020, pp. 319-326.