Внедрение гибридных солнечно - ветровых систем электропитания для развития ИКТ в предгорных населенных пунктах и регионах. к.т.н. Исаев Р.И. Центр технологий связи и чистой энергии, Узбекистан

В настоящее время в пустынных, предгорных и горных местностях Республики Узбекистан расположены большое количество небольших населенных пунктов. Для обеспечения информационно - коммуникационными услугами населения этих пунктов необходимо обеспечить их доступ к сетям телекоммуникаций. Наиболее доступные средства телекоммуникаций для населения этих пунктов – это беспроводный доступ с помощью технологии мобильной телекоммуникации или через наземные спутниковые станции. Известно, что эти пункты не имеют возможности получения гарантийной бесперебойной электроэнергии для средств информационных систем и всегда имеет место дефицит электроснабжения. Дефицит электроснабжения возникает в основном из-за дефицита топлива для резервных дизель - генераторов, а также из-за не надежной работы линий электропередачи в горных и пустынных условиях вследствие воздействия сильных порывистых ветров, снеговых и гололедных нагрузок и т.д.

Последствия дефицита энергоснабжения проявляются в нарушении надежности работы объектов телекоммуникаций и невозможности населения пользоваться услугами информационно – коммуникационных технологий. Использование дизельных электростанций требует систематического завоза дорогостоящего топлива, что не всегда возможно и кроме того, приводит к загрязнению окружающей среды. Учитывая вышесказанное, особую актуальность приобретает решение проблемы обеспечения устойчивого энергоснабжения объектов телекоммуникаций, расположенных в труднодоступных населенных пунктах и регионах. Это возможно осуществить за счет эффективного и рационального использования энергии солнечной радиации и ветра, большие энергетические потенциалы которых имеются в пустынных, предгорных и горных территориях.

1. Ресурсы энергии солнечной радиации Для эффективного преобразования солнечной энергии в электрический или тепловой, прежде всего, необходимо знать солнечное сияние в различные периоды года на данной территории. На большинстве территорий северной части Узбекистана (45°35' с.д.), высота Солнца в период летнего солнцестояния, повышается до 68°, и на южных территориях (37°10') повышается до 76°. В зимней период солнцестоянии 21º и 29° соответственно. Данные из таблицы характеристик солнечной энергии Узбекистана видно, что потенциал энергии солнечной радиации на всей территории страны очень высокий и показан потребность регулирования угла наклонности PV-модулей против угла действий солнечных лучей. Рассмотрев данные относительно зимних и летних сезонов, мы можем заключить, что в условиях Узбекистана солнечная энергия при правильном проектировании может давать электроэнергии в течении 8-10 часов летом и до 5-6 часов зимой. Поэтому, использование солнечной энергии эффективно для электропитания небольших поселений в горных и пустынных территориях. Электроснабжение непрерывно – действующих технических объектов информационно-коммуникационных технологий в периоды отсутствия солнечной радиации, осуществляется с помощью дополнительных источников энергии. Именно это обстоятельство пробудило потребность комбинированно использовать другие виды возобновляемой энергий, в частности энергии ветра.

Таблица характеристик солнечной энергии Узбекистана Характеристики Зима Лета 1 Солнечная высота - север: 45º 35 о сев. долгота - юг: 37º 10º сев.долгота 68º76º21º29º 2 Продолжительность солнечного суточного света (часов/дней) в среднем – Облачные дни, средний за год - север - юг Средняя продолжительность солнечного света, часов/в год - север - юг Непрерывная интенсивность солнечной радиации (кВт/м ²) - на плоскость - на высотных актинометрических станциях - на станции Кизилча, (высота более 3 тыс. метров) S max 0,80-0,94 0,80-0,940,94-1,061,21

2. Ресурсы энергии ветра Cтатистические данные Гидрометеорологического центра Республики Узбекистан показывают, что средняя ежегодная скорость ветра на всей территории страны составляет 2-2,5м/сек. Это обстоятельство долгое время создавало отрицательное мнение о том, что на территории Республики Узбекистан невозможно использование ветроэнергетических установок. Однако, проведенные исследования на локальных пустынных, предгорных и горных территориях страны показали, что средняя скорость ветра в этих местностях находится в пределах от 4,5 до 20 м/сек. Эти по5казатели считаются достаточными для внедрения на этих территориях ветроэнергетических установок. Наличие солнечных и ветровых ресурсов в нашей стране в середине восьмидесятых годов двадцатого столетия натолкнули автора данной работы на мысль о необходимости создания и внедрения гибридной солнечно и ветровой системы для использования на объектах телекоммуникаций.

3. Гибридная солнечно-ветровая система энергоснабжения В 1987 году впервые была разработана гибридная солнечно-ветровая система электропмтания на мощность 250 Вт, которая более 10 лет проходила испытания на полигоне в предгорной зоне и показала высокий уровень надежности и эксплуатационные характеристики. В 1998 году на основе этих данных по гранту Европейской Комиссии в рамках Программы Инко-Коперникус в предгорной зоне Ташкентской области построен и введен в опытную эксплуатацию в августе 2000 года первый в Центральной Азии гибридный солнечно-ветровой источник электроэнергии мощностью 5 кВт с аккумуляторными батареями с общей емкостью 1520 А/ч.

Гибридный солнечно-ветровой источник электроэнергии

Промышленная сеть 230 V, 50Hz Реверсивный инвертор Гасительное сопротивление Управление разрядом АБ AC DC DC AC ~ Выпрямитель Контрольное устройство ТВ - передатчик Рис.1. Структурная схема гибридного солнечно-ветрового источника электроэнергии - Гибридная солнечно-ветровая система состоит из: - PV- модулей на 6кВт, площадью 60м2; - Ветрогенератора мощностью 3кВт; - Аккумуляторных батарей емкостью 1525А.ч.; - Измерительно-управляющей системы; - Инвертора реверсивного на 4,5кВт; АБ

На рис.2 приведены усредненные результаты выработанной электроэнергии за 4 – х летный период. Ein 2001 Ein 2002 Ein 2003 Ein 2004

Рис.3 Усредненные за месяцы результаты выработанной электроэнергии за годы.

5. Выводы 1. Для развития информатизации по всей стране, создание информационного общества и обеспечения доступа населения к информационным ресурсам в Республике Узбекистан ускоренными темпами проводится цифровизация сетей телекоммуникаций. 2. Наличие труднодоступных пустынных, предгорных и горных территорий в стране с менее устойчивым энергоснабжением создают определенную проблему в обеспечении и развитие услугами ИКТ населения этих регионов. 3. Данную проблему можно решить путем внедрения в этих регионах гибридных солнечно-ветровых систем энергоснабжения. Гибридные солнечно-ветровые системы энергоснабжения также могут быть широко внедрены в объектах телекоммуникаций. 4. Результаты эксплуатации гибридной солнечно-ветровой системы энергоснабжения за период годы показали на высокую надежность и достаточную эффективность выработки электроэнергии 5. Необходимо отметить, что гибридные солнечно – ветровые системы относятся к ресурсо и энергосберегающей и экологически чистой технологии получения электроэнергии. Во всем мире в настоящее время им уделяется огромное внимание с точки зрения их эффективного применения.