Considerații privind strategiile de management ale sistemelor hibride de energie

Vasile Bahrin, Cristian-Gyözö Haba

În această lucrare sunt abordate aspecte legate de strategiile de management ale sistemelor hibride de energie. Se prezintă structura și configurațiile de realizare ale sistemelor hibride de energie. Se fac referiri la strategia de management pentru un sistem hibrid paralel.

1. Introducere

Energiile regenerabile (solară, eoliană, hidraulică) sunt prietenoase pentru mediu și reprezintă o alternativă la actualul sistem de valorificare energetică a rezervelor de combustibili fosili ale Terrei. Aceste energii nu pot, deocamdată, să acopere necesarul, mereu crescând, de energie al aplicațiilor tehnice.

Studiul și managementul sistemelor hibrid de energie a cunoscut o dezvoltare majoră în ultimii ani, strategiile de management fiind foarte complexe și având ca scop utilizarea energiei alternative cu un randament ridicat.

Producția de echipamente primare (centrale eoliene, panouri fotovoltaice, pompe de căldură) sau auxiliare (invertoare, baterii de acumulatori, chargere) a înregistrat rezultate notabilei (turbine eoliene de 5MW, invertoare cu puteri de ordinul a zecilor de kilowați).

Întrucât sistemele hibride înglobează echipamente sofisticate și costisitoare, prețul unui kW/h produs nu este mic. În cazul când sistemul nu este izolat, mai trebuie rezolvate problemele legate de interconectarea acestor sisteme cu sistemul local de distribuție al energiei electrice.

wind1
Fig. 1. Sistem hibrid de energie electrica.

2. Sistemele hibride de energie

Structura unui sistem hibrid de energie este prezentată în figura 1. Sistemul hibrid de energie are în componență un modul de celule fotovoltaice, o turbină eoliană și un generator electric. Energia produsă de acest sistem este înmagazinată într-un bloc de baterii de acumulatori. Consumatorii de curent continuu sunt alimentați din circuitul de curent continuu (linie plină), iar consumatorii de curent alternativ sunt alimentați (linie întreruptă) de la generator sau de la invertorul DC/AC.

Pe circuitul de curent continuu este intercalat un regulator de încărcare (un convertor DC/DC), ce asigură optimizarea transferului de energie între zona de producere a energiei (modulul fotovoltaic și turbina eoliană) și zona de stocare a energiei (bateriile de acumulatori).

Regulatorul de încărcare evaluează valoarea tensiunii de la ieșirea modulului fotovoltaic și/sau a turbinei eoliene. Această valoare este comparată cu tensiunea din bateria de acumulatori, iar regulatorul va transfera către bateria de acumulatori puterea optimă, la valoarea maximă a intensității curentului.

Generatorul se constituie într-o sursă de rezervă, pentru cazul când energia captată de modulul fotovoltaic și turbină nu va fi suficientă pentru încărcarea bateriilor de acumulatori, precum și pentru alimentarea consumatorilor de curent alternativ.

Sistemele hibride pot fi realizate în configurație serie (Fig. 2) și în configurație paralel (Fig. 3).

Sistemul de energie hibrid paralel este mai flexibil în comparație cu sistemul hibrid în configurație serie. Managementul sistemului hibrid paralel este mai complex și asigură rezultate superioare.

Articolul integral il puteti gasi in editia tiparita a revistei Electricianul nr. 4/2012.

Share