Исследование эффективности схем энергоснабжения автономных потребителей в Африке на основе солнечной фотоэлектрической станции и электрохимических накопителей энергии

• Автор: Кпау Зондже Раймонд
• Шифр специальности: 05.14.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 165 с. : ил.

Содержание
Введение

ГЛАВ Al- ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Развитие мирового рынка электроэнергии и перспективы использования возобновляемых источников энергии
1.2. Современное состояние и перспективы солнечной энергетики в мире и на Африканском континенте

1.3. Солнечная энергетика

1.3.1 Потенциал солнечной энергии

1.3.2 Фотоэлектрические преобразователи энергии

1.4. Методы и системы накопления электрической энергии

1.4.1. Общие положение и классификация систем хранения энергии

1.4.2.Аккумуляторные батареи
1.4.3 Проточные редокс батареи
1.4.4. Электрохимические суперконденсаторы
1.4.5. Водородное аккумулирование энергии
1.4.5.1.Основные положения
1.4.5.2.Электролизеры. Общие сведения и основные типы
1.4.5.3.Системы хранения водорода
1. 4.6. Механические методы аккумулирования энергии
1.4.6.1. Гидроаккумулирование
1.4.6.2. Сжатый воздух
1.4.6.3. Маховики
1.4.7. Хранение энергии в магнитном поле. Сверхпроводящие магнитные накопители энергии
1.5. Энергоустановки для автономного энергоснабжения
1.5.1. Основные типы электростанций для автономного энергоснабжения
1.5.2. Энергоустановки и электростанции на органическом топливе
1.5.3. Энергоустановки на топливных элементах
1.6. Обобщение результатов и Выводы
ГЛАВА 2 . РАСЧЕТ И СРАВНЕНИЕ ТРАДИЦИОННЫХ И АЛЬТЕРНАТИВНЫХ СХЕМ АВТОНОМНОГО ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ТИПОВОГО ПОТРЕБИТЕЛЯ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ РАЙОНОВ АФРИКИ
2.1. Постановка задачи
2.2. Географическое расположение потребителя. Климатические, экономические и социальные условия для использования ВИЭ
2.2.1. Алжир
2.2.2. Кот -д'Ивуар
2.2.3. Южно-Африканская Республика
2.3. Обобщение данных
2.4. Характеристика потребителя
2.5. Схемы энергоснабжения
2.6. Оборудование энергетического комплекса
2.7. Методика расчета
2.8. Результаты и анализ
Выводы по Г лаве
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ ДЛЯ РАСЧЕТА СХЕМ АВТОНОМНОГО ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЯ НА ОСНОВЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ И ВОДОРОДНОГО АККУМУЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГИИ
3.1. Введение и постановка задачи
3.2. Разработка алгоритма и программы БЕН для расчета параметров устройств для энергоснабжения автономного потребителя на основе солнечной электростанции и водородного аккумулирования энергии
3.3. Результаты вычислений с помощью программы БЕН
3.4.Примеры вычислений с помощью программы БЕН

Выводы по Главе
ГЛАВА 4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ И ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ СХЕМЫ АВТОНОМНОГО ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЯ В КОТ-Д’ИВУАР
4.1. Постановка задачи и выбор потребителя
4.2. Выбор схемыэнергоснабжения и оборудования
4.3 Результаты технико-экономического расчета
Выводы по Главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ДИССЕРТАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

- вода является удобным промежуточным компонентом системы водородного накопления энергии т.е. процесс аккумулирования энергии является экологически чистым, не сопровождается выделением токсичных веществ;
- источники возобновляемой энергии (ветрогенераторы, фотоэлектрические преобразователи и др.) генерируют излишки электрической энергии, которая может быть переведена в водород с помощью электролиза воды, накоплена в системе хранения водорода, а затем отдана потребителю с помощью топливных элементов.
Сегодня водород производится, в основном для технологических целей. Хотя мировое производство водорода составляет внушительную цифру (около 500 млрд.нм3/год), он используется как технологический продукт для промышленности, в основном для производства аммиачных удобрений, синтетических материалов, стекла, металлов, продуктов питания [34]. Водород станет эффективным энергоносителем будущей энергетики, когда его производство будет основано не на технологии конверсии природного газа (как сегодня), а примет масштабный характер за счет использования энергии возобновляемых источников энергии, а также использования избытка энергии, производимой в базовом режиме на атомных электростанциях [35]. Неограниченный потенциал возобновляемых источников энергии (в первую очередь энергии солнца и ветра), снижение стоимости технологий солнечной и ветровой энергетики, является хорошей предпосылкой для получения в будущем дешевого водорода, получаемого за счет электролиза воды. Таким образом, может появиться энергоноситель, использование которого не будет приводить к выбросам в атмосферу парникового газа — диоксида углерода (СОг), а также токсичных продуктов, как в случае сжигания органического топлива, таких как монооксид углерода (СО), оксидов азота (ЫОх), углеводородов (СНП).
Известны системы на основе водородного цикла. Для аккумулирования энергии в таком накопителе в электролизере происходит разложение воды на водород и кислород, которые хранятся в баллонах высокого давления, а затем преобразуются в электроэнергию в топливном элементе [36,37]. Преимущество