Исследование возобновляемого потенциала Республики Армении при реализации гибридной автономной системы энергоснабжения с использованием фотоэлектрических преобразователей солнечного света

Введение. Фотовольтаика является одной из лидирующих отраслей возобновляемой энергетики. Наибольшее распространение фотовольтаика получила в использовании фотоэлектрических преобразователей для создания гибридных автономных систем электрификации, поскольку фотовольтаика не привязана к конкретным факторам и может быть применена практически повсеместно.

Цель работы. Определение потенциала метеорологических и географических особенностей Республики Армении для внедрения автономных гибридных систем возобновляемых источников энергии (АГСВИЭ) с использованием фотоэлектрических преобразователей солнечного света. Моделирование условий эксплуатации различных конфигураций АГСВИЭ для снабжения электроэнергией базовой станции сотовой связи (БССС). Оптимизация и анализ технико-экономических параметров оптимальных конфигураций.

Материалы и методы. Исследуются климатические, географические, социальные и экономические особенности Республики Армении. Выполняется оценка регионов с высоким потенциалом для внедрения АГСВИЭ и сравнение результатов с исследованиями, проведенными комитетом энергоэффективности Effergy-irsolav. Осуществляется подбор компонентов на основе потребительской нагрузки БССС для моделирования системы автономного гибридного энергоснабжения и непосредственное моделирование условий эксплуатации АГСВИЭ при помощи программного обеспечения HOMER Pro для последующего анализа технической и экономической эффективности внедряемой АГСВИЭ в регионе рядом с населенным пунктом Тцовинар.

Результаты. Были получены 10 основных разновидностей конфигураций АГСВИЭ. Наиболее эффективной является конфигурация В1, со стоимостью энергии 0.322 $/кВт·ч, компонентами которой являются массив солнечных элементов общей мощностью 4.5 кВт, 12 В аккумуляторных батарей емкостью 100 А·ч, дизельная генераторная установка мощностью 3 кВт. Основными критериями эффективности являются низкие экономические затраты на реализацию и процесс эксплуатации данной конфигурации АГСВИЭ. Дополнительные варианты АГСВИЭ были смоделированы с целью оптимизации компонентной базы конфигурации АГСВИЭ.

Заключение. В ходе проведенного исследования и моделирования условий эксплуатации было выявлено, что в зависимости от потребительской нагрузки солнечные фотопреобразователи ограничены и могут выступать как вспомогательный источник электроэнергии. Использование реального профиля потребительской нагрузки в виде БССС позволило охватить максимально широкий диапазон конфигураций компонентной базы, что свидетельствует о высокой точности результатов моделирования и, как следствие, технико-экономических результатов исследования.

1. Маркаров А. А., Давтян В. С. Развитие возобновляемой энергетики в Армении: вызовы диверсификации // Геоэкономика энергетики. 2021. № 3 (15). С. 116–129. doi: 10.48137/2687-0703_2020_15_3_116

2. Давтян В. С., Тевосян О. Тенденции развития энергетической политики Армении. Ереван: Фонд Конрада Аденауэра, 2019. С. 97–98.

3. Аршакян Д. Т. Особенности развития энергетики Республики Армения при суверенизации и рыночной экономике // Теплоэнергетика. 1995. № 2. С. 74–77.

4. Тиробян К. Г. Армения, устремленная в будущее: солнечная энергетика, перспективы и проблемы // Современные тенденции в развитии экономики энергетики: сб. материалов II Междунар. науч.-практ. конф. Минск, 03 дек. 2021. Минск: Белорус. нац. техн. ун-т, 2022. С. 179.

5. Программа деятельности Правительства Республики Армения, 2019. Приложение к Решению Правительства РА № 65-A. URL: https://www.gov.am/files/docs/3133.pdf (дата обращения 22.01.2023)

6. Feasibility Study 55 MWp Masrik 1 PV Plant Mets Masrik (Armenia). 2017. URL: https://r2e2.am/wp-content/uploads/2017/11/Masrik-1-FS-Eng.pdf (дата обращения 22.01.2023)

7. Feasibility Study 19.4MWp Masrik 2 PV Plant Vardenis, Gegharkunik Marz (Armenia). 2017. URL: https://r2e2.am/wp-content/uploads/2017/11/Masrik-2-FS-Eng.pdf (дата обращения 22.01.2023)

8. Feasibility Study 15.24MWp Gagarin PV Plant Hrazdan-Kotayk (Armenia). 2017. URL: https://r2e2.am/wp-content/uploads/2017/11/Gagarin-FS-Eng.pdf (дата обращения 22.01.2023)

9. Feasibility Study 12.5MWp Talin 2 PV Plant Archadzor-Talin (Armenia). 2017. URL: https://r2e2.am/wp-content/uploads/2017/11/Talin-2-FS-Eng.pdf (дата обращения 22.01.2023)

10. Feasibility Study 5.5MWp Merdzavan PV Plant Merdzavan (Armenia). 2017. URL: https://r2e2.am/wpcontent/uploads/2017/11/Merdzavan-FS-Eng.pdf (дата обращения 22.01.2023)

11. Feasibility Study 12.5MWp Dashtadem 1 PV Plantdashtademtalin (Armenia). 2017. URL: https://r2e2.am/wp-content/uploads/2017/11/Dasntadem1-FS-Eng.pdf (дата обращения 22.01.2023)

12. Agrivoltaics provide mutual benefits across the food–energy–water nexus in drylands / G. A. BarronGafford, M. A. Pavao-Zuckerman, R. L. Minor, L. F. Sutter, I. Barnett-Moreno, D. T. Blackett, M. Thompson, K. Dimond, A. K. Gerlak, G. P. Nabhan, J. E. Macknick // Nature Sustainability. 2019. № 2. P. 848–855. doi: 10.1038/s41893-019-0364-5

13. Parthiban R., Ponnambalam P. An Enhancement of the Solar Panel Efficiency: A Comprehensive Review // Front. Energy Res. 2022. Vol. 10. Art. no. 937155. doi: 10.3389/fenrg.2022.937155

14. Movsissyan A. Investment Plan for Armenia, Scaling UP Renewable Energy Program (SREP). URL: https://policy.asiapacificenergy.org/sites/default/files/Armenia%20SREP%20Investment%20Plan_final.pdf (дата обращения 22.01.2023)

15. Жаров В. Е. Сферическая астрономия. Фрязино: Век 2, 2006. С. 96.