ON THE POSSIBILITY OF SUPERCAPACITOR USING IN AUTONOMOUS WIND-DIESEL COMPLEXES

The paper deals with the features of wind-diesel units operation at a high frequency of wind speed variations. Various options of the wind farm complex layout are considered on the basis of the following input data: 1) consumer load schedule (Ust-Voyampolka village in the Kamchatka Territory); 2) th...

Full description

Bibliographic Details
Published in:Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)
Main Authors: S. V. Kiseleva, A. B. Tarasenko, С. В. Киселева, А. Б. Тарасенко
Other Authors: РФФИ
Format: Article in Journal/Newspaper
Language:Russian
Published: Международный издательский дом научной периодики "Спейс 2018
Subjects:
Online Access:https://www.isjaee.com/jour/article/view/1443
https://doi.org/10.15518/isjaee.2018.19-21.023-033
id ftjisjaee:oai:oai.alternative.elpub.ru:article/1443
record_format openpolar
institution Open Polar
collection Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)
op_collection_id ftjisjaee
language Russian
topic потребление дизельного топлива
supercapacitor
optimization
balance model
installed capacity utilization factor
diesel fuel consumption
суперконденсатор
оптимизация
балансовая модель
коэффициент использования установленной мощности
spellingShingle потребление дизельного топлива
supercapacitor
optimization
balance model
installed capacity utilization factor
diesel fuel consumption
суперконденсатор
оптимизация
балансовая модель
коэффициент использования установленной мощности
S. V. Kiseleva
A. B. Tarasenko
С. В. Киселева
А. Б. Тарасенко
ON THE POSSIBILITY OF SUPERCAPACITOR USING IN AUTONOMOUS WIND-DIESEL COMPLEXES
topic_facet потребление дизельного топлива
supercapacitor
optimization
balance model
installed capacity utilization factor
diesel fuel consumption
суперконденсатор
оптимизация
балансовая модель
коэффициент использования установленной мощности
description The paper deals with the features of wind-diesel units operation at a high frequency of wind speed variations. Various options of the wind farm complex layout are considered on the basis of the following input data: 1) consumer load schedule (Ust-Voyampolka village in the Kamchatka Territory); 2) the characteristics of domestic diesel-generator sets and supercapacitors; 3) characteristics of wind power generators of Chinese production. We have made the estimates using a balance model and two calculation algorithms which differ in the details of the initial data on the wind regime (the periodicity of the data is 3 hours and 2 seconds respectively). It is proposed to optimize the energy complex composition by partitioning the diesel generator set and by using a supercapacitor battery to compensate for the variable output of wind generators. It is shown that under the typical wind conditions and daily load graphs of the consumer, the optimum capacity of the supercapacitor battery in the wind farm is 324 Wh. Moreover, increasing the capacity of supercapacitor does not reduce fuel consumption. Comparison of technical and economic characteristics of the supercapacitors and batteries with a similar energy capacity suggests that the supercapacitor module can have an advantage over the battery due to cost and resource parameters, as well as higher permissible charge-discharge currents. It is shown that the introduction of a wind-electric generator into the system can lead not only to a decrease in the consumption of diesel fuel, but also to a deterioration of the technical and economic indicators of the diesel generator set due to its operation at low power. Рассмотрены особенности работы ветродизельных установок при высокой частоте вариаций скорости ветра. На примере реального графика нагрузки п. Усть-Воямполка в Камчатском крае, параметров отечественных дизель-генераторных установок и суперконденсаторных систем, а также ветроэлектрогенераторов китайского производства, хорошо зарекомендовавших себя в условиях работы в ...
author2 РФФИ
format Article in Journal/Newspaper
author S. V. Kiseleva
A. B. Tarasenko
С. В. Киселева
А. Б. Тарасенко
author_facet S. V. Kiseleva
A. B. Tarasenko
С. В. Киселева
А. Б. Тарасенко
author_sort S. V. Kiseleva
title ON THE POSSIBILITY OF SUPERCAPACITOR USING IN AUTONOMOUS WIND-DIESEL COMPLEXES
title_short ON THE POSSIBILITY OF SUPERCAPACITOR USING IN AUTONOMOUS WIND-DIESEL COMPLEXES
title_full ON THE POSSIBILITY OF SUPERCAPACITOR USING IN AUTONOMOUS WIND-DIESEL COMPLEXES
title_fullStr ON THE POSSIBILITY OF SUPERCAPACITOR USING IN AUTONOMOUS WIND-DIESEL COMPLEXES
title_full_unstemmed ON THE POSSIBILITY OF SUPERCAPACITOR USING IN AUTONOMOUS WIND-DIESEL COMPLEXES
title_sort on the possibility of supercapacitor using in autonomous wind-diesel complexes
publisher Международный издательский дом научной периодики "Спейс
publishDate 2018
url https://www.isjaee.com/jour/article/view/1443
https://doi.org/10.15518/isjaee.2018.19-21.023-033
genre Kamchatka
genre_facet Kamchatka
op_source Alternative Energy and Ecology (ISJAEE); № 19-21 (2018); 23-33
Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE); № 19-21 (2018); 23-33
1608-8298
op_relation https://www.isjaee.com/jour/article/view/1443/1244
Киселева, С.В. Потенциальные потребители энергии от возобновляемых источников в децентрализованных регионах России / С.В. Киселева // Труды II Международной конференции «Рациональное природопользование: традиции и инновации» МГУ им. М.В. Ломоносова. 17–18 ноября 2017 г./ С.В. Киселева, Н.А. Комарова, А.Б. Тарасенко, Т.С. Габдерахманова. – М., 2017. – С. 91–95.
Koussa, D.S. Hybrid diesel-wind system with battery storage operating in standalone mode: Control and energy management-experimental investigation / D.S. Koussa [et al.] // Energy. – 2017. – Vol. 130. – P. 38–47.
На Камчатке открыт крупнейший на Дальнем Востоке ветроэнергетический комплекс: Пресс-релиз ПАО «РАО Энергетические системы Востока» от 10.09.2015 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.rao-esv.ru/press-room/news/12966/. – Заглавие с экрана. – (Дата обращения: 14.05.2018).
Разработка методов и интеллектуальных технологий автономного энергоснабжения на основе традиционных и возобновляемых источников энергии для суровых климатических условий: Отчет по Соглашению № 14.577.21.0066 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.fp7-energy.ru/conf/9.12/Elistratov.pdf. – (Дата обращения: 20.05.2018).
Hu, Y. Optimization of a hybrid diesel-wind generation plant with operational options / Y. Hu, P. Solana // Renewable Energy. – 2013. – Vol. 51. – P. 364–372.
Завалишин, В.В. Экономия топлива при генерации электроэнергии дизель-генераторной установкой с переменной частотой вращения дизеля / В.В. Завалишин // Вестник СГТУ. – 2010. – № 1 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/ekonomiya-topliva-pri-generatsii-elektroenergii-dizel-generatornoy-ustanovkoy-s-peremennoy-chastotoy-vrascheniya-dizelya – (Дата обращения: 18.06.2018).
Матиевский, Г.Д. Анализ показателей работы дизеля по характеристике постоянной мощности / Г.Д. Матиевский, С.П. Кулманаков // Ползуновский вестник. – 2010. – № 1. – С. 13–10.
Информационно-аналитический портал «Камчатка-Информ» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://kamchatinfo.com/news/kolhoz/detail/20924/. – Заглавие с экрана. – (Дата обращения: 14.04.2018).
Расписание погоды [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.rp5.ru – Заглавие с экрана. – (Дата обращения: 28.06.2018).
NASA SSE [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://eosweb.larc.nasa.gov/cgibin/sse/sse.cgi?skip@larc.nasa.gov+s01#s01. – Заглавие с экрана. – (Дата обращения: 21.04.2018).
Игнатьев, С.Г. Новые методы оценки энергии ветра и оптимизации параметров ветроэнергетических установок / С.Г. Игнатьев – М.: Издательство «Шанс», 2016. – 632 с.
ВНАО. Еженедельник собрания депутатов ненецкого автономного округа. – Выпуск № 35 (365) 6 ноября 2015 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://vnao.ru/news/zdes-vihrya-potok-prevrashchaetsya-v-tok. – (Дата обращения: 10.05.18).
Сайт компании GhrePower [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.ghrepower.com/en/wind-power.php?cid=23#23. – (Дата обращения: 22.12.2017).
Сайт компании «ТЭЭМП» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.teemp.ru. – (Дата обращения: 11.06.2018).
https://www.isjaee.com/jour/article/view/1443
doi:10.15518/isjaee.2018.19-21.023-033
op_rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие статьи в данном журнале, соглашаются на следующее:Авторы сохраняют за собой автороские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).
op_doi https://doi.org/10.15518/isjaee.2018.19-21.023-033
container_title Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)
container_issue 19-21
container_start_page 23
op_container_end_page 33
_version_ 1810454038670475264
spelling ftjisjaee:oai:oai.alternative.elpub.ru:article/1443 2024-09-15T18:16:04+00:00 ON THE POSSIBILITY OF SUPERCAPACITOR USING IN AUTONOMOUS WIND-DIESEL COMPLEXES О ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СУПЕРКОНДЕНСАТОРНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ В СОСТАВЕ АВТОНОМНЫХ ВЕТРОДИЗЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ S. V. Kiseleva A. B. Tarasenko С. В. Киселева А. Б. Тарасенко РФФИ 2018-10-17 application/pdf https://www.isjaee.com/jour/article/view/1443 https://doi.org/10.15518/isjaee.2018.19-21.023-033 rus rus Международный издательский дом научной периодики "Спейс https://www.isjaee.com/jour/article/view/1443/1244 Киселева, С.В. Потенциальные потребители энергии от возобновляемых источников в децентрализованных регионах России / С.В. Киселева // Труды II Международной конференции «Рациональное природопользование: традиции и инновации» МГУ им. М.В. Ломоносова. 17–18 ноября 2017 г./ С.В. Киселева, Н.А. Комарова, А.Б. Тарасенко, Т.С. Габдерахманова. – М., 2017. – С. 91–95. Koussa, D.S. Hybrid diesel-wind system with battery storage operating in standalone mode: Control and energy management-experimental investigation / D.S. Koussa [et al.] // Energy. – 2017. – Vol. 130. – P. 38–47. На Камчатке открыт крупнейший на Дальнем Востоке ветроэнергетический комплекс: Пресс-релиз ПАО «РАО Энергетические системы Востока» от 10.09.2015 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.rao-esv.ru/press-room/news/12966/. – Заглавие с экрана. – (Дата обращения: 14.05.2018). Разработка методов и интеллектуальных технологий автономного энергоснабжения на основе традиционных и возобновляемых источников энергии для суровых климатических условий: Отчет по Соглашению № 14.577.21.0066 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.fp7-energy.ru/conf/9.12/Elistratov.pdf. – (Дата обращения: 20.05.2018). Hu, Y. Optimization of a hybrid diesel-wind generation plant with operational options / Y. Hu, P. Solana // Renewable Energy. – 2013. – Vol. 51. – P. 364–372. Завалишин, В.В. Экономия топлива при генерации электроэнергии дизель-генераторной установкой с переменной частотой вращения дизеля / В.В. Завалишин // Вестник СГТУ. – 2010. – № 1 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/ekonomiya-topliva-pri-generatsii-elektroenergii-dizel-generatornoy-ustanovkoy-s-peremennoy-chastotoy-vrascheniya-dizelya – (Дата обращения: 18.06.2018). Матиевский, Г.Д. Анализ показателей работы дизеля по характеристике постоянной мощности / Г.Д. Матиевский, С.П. Кулманаков // Ползуновский вестник. – 2010. – № 1. – С. 13–10. Информационно-аналитический портал «Камчатка-Информ» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://kamchatinfo.com/news/kolhoz/detail/20924/. – Заглавие с экрана. – (Дата обращения: 14.04.2018). Расписание погоды [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.rp5.ru – Заглавие с экрана. – (Дата обращения: 28.06.2018). NASA SSE [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://eosweb.larc.nasa.gov/cgibin/sse/sse.cgi?skip@larc.nasa.gov+s01#s01. – Заглавие с экрана. – (Дата обращения: 21.04.2018). Игнатьев, С.Г. Новые методы оценки энергии ветра и оптимизации параметров ветроэнергетических установок / С.Г. Игнатьев – М.: Издательство «Шанс», 2016. – 632 с. ВНАО. Еженедельник собрания депутатов ненецкого автономного округа. – Выпуск № 35 (365) 6 ноября 2015 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://vnao.ru/news/zdes-vihrya-potok-prevrashchaetsya-v-tok. – (Дата обращения: 10.05.18). Сайт компании GhrePower [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.ghrepower.com/en/wind-power.php?cid=23#23. – (Дата обращения: 22.12.2017). Сайт компании «ТЭЭМП» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.teemp.ru. – (Дата обращения: 11.06.2018). https://www.isjaee.com/jour/article/view/1443 doi:10.15518/isjaee.2018.19-21.023-033 Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). Авторы, публикующие статьи в данном журнале, соглашаются на следующее:Авторы сохраняют за собой автороские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). Alternative Energy and Ecology (ISJAEE); № 19-21 (2018); 23-33 Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE); № 19-21 (2018); 23-33 1608-8298 потребление дизельного топлива supercapacitor optimization balance model installed capacity utilization factor diesel fuel consumption суперконденсатор оптимизация балансовая модель коэффициент использования установленной мощности info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion 2018 ftjisjaee https://doi.org/10.15518/isjaee.2018.19-21.023-033 2024-06-24T03:02:17Z The paper deals with the features of wind-diesel units operation at a high frequency of wind speed variations. Various options of the wind farm complex layout are considered on the basis of the following input data: 1) consumer load schedule (Ust-Voyampolka village in the Kamchatka Territory); 2) the characteristics of domestic diesel-generator sets and supercapacitors; 3) characteristics of wind power generators of Chinese production. We have made the estimates using a balance model and two calculation algorithms which differ in the details of the initial data on the wind regime (the periodicity of the data is 3 hours and 2 seconds respectively). It is proposed to optimize the energy complex composition by partitioning the diesel generator set and by using a supercapacitor battery to compensate for the variable output of wind generators. It is shown that under the typical wind conditions and daily load graphs of the consumer, the optimum capacity of the supercapacitor battery in the wind farm is 324 Wh. Moreover, increasing the capacity of supercapacitor does not reduce fuel consumption. Comparison of technical and economic characteristics of the supercapacitors and batteries with a similar energy capacity suggests that the supercapacitor module can have an advantage over the battery due to cost and resource parameters, as well as higher permissible charge-discharge currents. It is shown that the introduction of a wind-electric generator into the system can lead not only to a decrease in the consumption of diesel fuel, but also to a deterioration of the technical and economic indicators of the diesel generator set due to its operation at low power. Рассмотрены особенности работы ветродизельных установок при высокой частоте вариаций скорости ветра. На примере реального графика нагрузки п. Усть-Воямполка в Камчатском крае, параметров отечественных дизель-генераторных установок и суперконденсаторных систем, а также ветроэлектрогенераторов китайского производства, хорошо зарекомендовавших себя в условиях работы в ... Article in Journal/Newspaper Kamchatka Alternative Energy and Ecology (ISJAEE) Alternative Energy and Ecology (ISJAEE) 19-21 23 33