Розробка модульної конструкції системи генерації та накопичення енергії для автономного електропостачання

У статті представлено концепцію розробки високомобільної системи генерації і накопичення енергії з інтелектуальними системами перетворення та накопичення енергії для використання у військових і цивільних цілях у регіонах з пошкодженою інфраструктурою, де доступ до електроенергії та гарячої води обмежений або знаходиться під загрозою через людину або природні пошкодження. Основною особливістю пропонованої системи є модульна конструкція, яка поєднує в собі тепловий колектор, перетворювач електричної енергії та відповідні системи накопичення енергії. Модульна, надійна конструкція та простота розгортання запропонованої системи, розмір якої дозволяє здійснювати транспортування в стандартних транспортних контейнерах, забезпечує швидке та гнучке масштабування розгорнутої сонячної електростанції, виробництво та зберігання електроенергії та гарячої води. Конструкція модуля пропонованої системи базується на використанні високоефективних багатоперехідних сонячних елементів III-V у поєднанні з економічною та надійною пластиковою системою концентрації сонячного випромінювання. При цьому охолодження сонячних батарей для підтримки їх робочої температури забезпечує нагрівання води до мінімальних значень, необхідних у побутових умовах. Також модульний принцип лежить в основі системи накопичення та розподілу електроенергії, яку передбачається складати з високоефективних акумуляторних батарей на основі Li-Fe, які на сьогодні мають одні з найкращих показників за співвідношенням об’єму та накопичена енергія. Інтелектуальна система управління на основі мікроконтролерів забезпечує точне позиціонування сонячних елементів, реалізацію алгоритму MPPT для максимального збільшення вироблення електроенергії та підтримки балансу між живленням споживачів і зарядкою акумуляторів. Модульність дозволяє формувати комплекси аварійного живлення різної потужності (45 Вт електричної потужності та 50 Вт теплової енергії на один модуль) для забезпечення аварійного та постійного живлення більшості електронних пристроїв за стандартними протоколами PD 3.0, QC 3.0, 12В, 220В, а також забезпечити споживачів теплою водою для основних потреб.