Методика розрахунку техніко-економічних показників роботи системи електропостачання з фотоелектричними елементами

Abstract

RU: Мета. У роботі виконано дослідження техніко-економічних характеристик структур реалізації гібридної системи електропостачання побутового споживача з використанням відновлюваних джерел енергії – фотоелектричних елементів. Метою даної роботи є розробка рекомендацій щодо створення такої методики з обґрунтуванням та комплексним урахуванням наведених вище факторів. Її застосування дозволить визначати оптимальну структуру системи електропостачання з ВДЕ. Методика. Розроблено та запропоновано методику розрахунку та вибору комбінованої системи електропостачання, що враховує існуючу систему оплати за електроенергію в комунально-побутовому секторі, режими електроспоживання від декількох джерел енергії, вартість спорудження та строки окупності проектних рішень. Застосування цієї методики дозволить визначити та рекомендувати оптимальну структуру системи електропостачання для конкретних умов окремого споживача. Результати. В результаті виконаних розрахунків за запропонованою методикою отримано техніко-економічні характеристики системи електропостачання з фотоелектричними елементами, що відрізняються від існуючих комплексним урахуванням наявних тарифів на електроенергію побутових споживачів, режими роботи елементів системи та дозволяють обрати оптимальну структуру системи за критерієм мінімального строку окупності. Наукова новизна. Встановлено залежності строків окупності різних структур систем електропостачання від обсягів електроспоживання споживача а також показано, що немає конкретної залежності між строком окупності та потужністю окремих елементів системи. Це спричиняє необхідність проведення аналізу показників для можливих типів структури та режимів роботи системи для умов кожного споживача індивідуально. Практична значимість. Існуюча система тарифікації оплати за ЕЕ електропостачання об’єкта робить недоцільним забезпечення повної енергонезалежності об’єкта від централізованої мережі за рахунок 100%-ого покриття споживання фотоелектричними елементами та є найменш вигідним варіантом, строки окупності якого у декілька разів перевищують строки окупності системи з комбінованим електропостачанням.

RU: Цель. В работе выполнено исследование технико-экономических характеристик структур реализации гибридной системы электроснабжения бытового потребителя с использованием возобновляемых источников энергии - фотоэлектрических элементов. Методика. Разработана и предложена методика расчета и выбора комбинированной системы электроснабжения, учитывающая существующую систему оплаты за электроэнергию в коммунально-бытовом секторе, режимы электропотребления от нескольких источников энергии, стоимость строительства и сроки окупаемости проектных решений. Применение этой методики позволит определить и рекомендовать оптимальную структуру системы электроснабжения для конкретных условий отдельного потребителя. Результаты. В результате выполненных расчетов по предложенной методике получено технико-экономические характеристики системы электроснабжения с фотоэлектрическими элементами, отличающиеся от существующих комплексным учетом существующих тарифов на электроэнергию бытовых потребителей, режимы работы элементов системы и позволяют выбрать оптимальную структуру системы по критерию минимального срока окупаемости. Научная новизна. Установлены зависимости сроков окупаемости различных структур систем электроснабжения от объемов электропотребления потребителя а также показано, что нет конкретной зависимости между сроком окупаемости и мощностью отдельных элементов системы. Это вызывает необходимость проведения анализа показателей для возможных типов структуры и режимов работы системы для условий каждого потребителя индивидуально. Практическая значимость. Существующая система тарификации оплаты за электроснабжени объекта делает нецелесообразным обеспечения его полной энергонезависимости от централизованной сети за счет 100%-ного покрытия потребления фотоэлектрическими элементами и является наименее выгодным вариантом, сроки окупаемости которого в несколько раз превышают сроки окупаемости системы с комбинированным электроснабжением.

EN: Purpose. This paper presents the technical and economic characteristics research of the hybrid power supply system structures implementation for domestic consumers using renewable energy - photovoltaic cells. Methodology. The proposed method for calculating and selecting of the hybrid power supply system takes into account payment for electricity in the domestic sector and modes of consumption from more than one source of energy, capital costs and payback periods of solutions by reducing fees for centralized power supply is developed and proposed. The use of this methodology will allow identifying and recommending the optimal structure of the power supply system for the specific conditions of the individual consumer. Findings. As a result of the calculations, obtained by the proposed method, technical and economic characteristics of the power system with photovoltaic cells are given. They differ from the existing by complex taking into account current tariffs on electricity for residential consumers, operation modes of the system elements and allow selection of the optimal structure of the system that provides minimum payback period criterion. Originality. The dependences of the payback period for the various power supply system structures on the amount of electricity consumption show that there is no specific relationship between the payback period and the power of system components. This fact cause the necessity of analyze of possible structures and modes of operation for conditions of each consumer individually. Practical value. The existing tariff system of electricity consumption payment makes the ensuring of its full energy independence from a centralized network due to the 100% consumption coverage by photovoltaic cells impractical and is the least favorable structure due to the payback period, which is several times higher than the payback period of the system with combined power supply.