როგორ ავაშენოთ ინტეგრირებული მზის ენერგიის დაგროვებისა და დამტენი სადგური სოფლად?

სოფლად ელექტროქსელის მშენებლობის ამჟამინდელი მდგომარეობის ანალიზი
ელექტრო ქსელის მშენებლობა დასახლებებში
ამჟამად, ჩვენი ქვეყნის სოფლის ელექტროქსელი ჯერ კიდევ ტრადიციული ელექტროქსელის სტრუქტურის ეტაპზეა, რომელიც ძირითადად საჰაერო ხაზებით, განაწილების ქსელის ავტომატიზაციით, დიგიტალიზაციისა და სხვა თანამედროვე ტექნოლოგიების გამოყენებით არის არასაკმარისი, ქალაქებისა და სოფლების უმეტესობა კვლავ ელექტროენერგიის გარეშეა. ჩვენი ქვეყნის სოფლის რაიონებში ელექტროქსელის მშენებლობასთან დაკავშირებით ხუთი პრობლემაა.
1). ზოგიერთ სოფელსა და ქალაქში გამანაწილებელი ქსელის ავტომატიზაციის დაბალი დონე, გამანაწილებელი ქსელის ავტომატიზაციის სისტემის არასრულყოფილება და გამანაწილებელი ქსელის ფუნქციონირების რეალურ დროში მონიტორინგისა და ადრეული შეტყობინების არარსებობა სერიოზულ გავლენას ახდენს სოფლებსა და ქალაქებში გამანაწილებელი ქსელის ავტომატიზაციის სისტემის ნორმალურ ფუნქციონირებაზე.
2). გამანაწილებელი ხაზის მიწოდების რადიუსი ზოგიერთ სოფლის რაიონში უფრო დიდია, რაც გამანაწილებელ ხაზს არ აძლევს მიწოდების რადიუსის ეფექტურად შემცირების საშუალებას.
3). ზოგიერთ სოფლის რაიონში გამანაწილებელი ქსელის სტრუქტურას სერიოზული დაბერების ფენომენი ახასიათებს და ზოგიერთ გამანაწილებელ ხაზს პრობლემებიც კი აქვს, როგორიცაა გამტარის მცირე განივი კვეთი, მავთულის მცირე დიამეტრი და აღჭურვილობის დაბერება.
4). ზოგიერთ სოფლის რაიონში რეაქტიული სიმძლავრის კომპენსაციის კონფიგურაციასთან დაკავშირებით გარკვეული პრობლემებია, როგორიცაა აღჭურვილობის არასაკმარისი სიმძლავრე და რეაქტიული სიმძლავრის კომპენსაციის სიმძლავრე.
5). ზოგიერთ სოფელსა და ქალაქში ელექტროენერგიის მიწოდების საწარმოებს არ გააჩნიათ სამეცნიერო და გონივრული მართვის მექანიზმი, დაგეგმვისა და დიზაინის იდეა, ასევე მომხმარებლის მხრიდან ენერგიის მოხმარების ანალიზი და პროგნოზირება.

ქალაქის ტერიტორიის ენერგეტიკული სტრუქტურა
სოფლის რაიონებში ენერგეტიკული სტრუქტურა ხასიათდება მაღალი დაბინძურებით, მაღალი ენერგომოხმარებით და დაბალი ეფექტურობით.
ჩინეთის ეკონომიკის სწრაფ განვითარებასთან ერთად, ადამიანების ცხოვრების დონე კვლავ უმჯობესდება, ენერგიაზე მოთხოვნაც იზრდება, წიაღისეული საწვავის დიდი რაოდენობით მოხმარება კი გარემოს დაბინძურების ზრდას იწვევს.
ბოლო წლებში, სოფლის რაიონებში ენერგეტიკული სტრუქტურა ოპტიმიზებული და განახლებულია, ხოლო სუფთა ენერგიის გამოყენების დონე და რაოდენობა აშკარად გაიზარდა.
1). სოფლის რაიონების დატვირთვის ტევადობა მცირეა და სოფლის მოსახლეობას დაბალი ენერგომოხმარება აქვს და ძირითადად დაბალი სიმძლავრის ელექტრომოწყობილობებს იყენებს.
2). ელექტრომობილების (EVS) რაოდენობა სოფლად იზრდება. ელექტრომობილები ძირითადად ელექტროენერგიით მოძრაობენ და დამხმარე ენერგიის უზრუნველსაყოფად ელექტროენერგიას იყენებენ. ელექტრომობილების რაოდენობის ზრდა გარდაუვლად გამოიწვევს ელექტრო დატვირთვის ზრდას.
3). სოფლის რაიონებში ელექტროენერგიის მიწოდების სტრუქტურა არაგონივრულია. ელექტროენერგიის დაბალი მოხმარების, ერთიანი ელექტროენერგიის მიწოდების სტრუქტურისა და სამეცნიერო და გონივრული დაგეგმვისა და დიზაინის ნაკლებობის გამო, სოფლის რაიონებში ელექტროენერგიის მოთხოვნის დაკმაყოფილება რთულია.
4). სოფლის რაიონებში სერიოზული გადატვირთვაა, ზოგიერთ მათგანს დაბალი ძაბვისა და დაძველებული ხაზების პრობლემები აქვს, რაც სერიოზულად მოქმედებს ელექტროსისტემის უსაფრთხო და სტაბილურ მუშაობაზე.

განაწილების ქსელის ელექტროენერგიის ხარისხი ქალაქის ტერიტორიაზე
ელექტროენერგიის ხარისხი ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი ფაქტორია, რომელიც გავლენას ახდენს სოფლის მოსახლეობის ცხოვრების ხარისხზე და ასევე ერთ-ერთი მთავარი პრობლემაა, რომლის გადაჭრაც ელექტროენერგიის საწარმოებმა უნდა შეძლონ. ამჟამად, სოფლის რაიონებში გამანაწილებელი ქსელის ელექტროენერგიის ხარისხი ძირითადად პრობლემის შემდეგი სამი ასპექტით არის განპირობებული.
1). სოფლის ელექტროქსელის ძაბვის გადახრა დიდია და ზოგიერთი მომხმარებლის ძაბვა უარყოფით გადახრას აჩვენებს.
2). ზოგიერთ სოფელსა და ქალაქში გამანაწილებელი ქსელის სამფაზიანი ძაბვის დისბალანსის ხარისხი ეროვნული სტანდარტის დიაპაზონს სცილდება.
3). სოფლის რაიონებში გამანაწილებელ ქსელში სერიოზული სამფაზიანი დისბალანსის მოვლენებია, რაც მომხმარებლის მხრიდან ელექტროენერგიის ხარისხის პრობლემას იწვევს.

ინტეგრირებული ოპტიკური მეხსიერებისა და დამუხტვის სადგურის მშენებლობის შემთხვევის შესწავლა
სოფლის ეკონომიკური განვითარების უკეთ ხელშეწყობის მიზნით, სახელმწიფო აქტიურად უწყობს ხელს ახალი ენერგიის დამტენი სადგურების მშენებლობას. ამჟამად, ჩვენს ქვეყანაში ახალი ენერგიის დამტენი სადგურების მშენებლობასთან დაკავშირებით კვლავ არსებობს გარკვეული პრობლემები, მაგალითად, დამტენი სადგურების მდებარეობის სირთულე, დამტენი ობიექტების დაბალი გამოყენება, დამტენის დაბალი ეფექტურობა.
ამ მიზნით, ჩვენმა ქვეყანამ ელექტრომობილების დამტენი სადგურების მშენებლობის დაჩქარება დაიწყო. სოფლად ელექტრომობილების დამტენის პრობლემის გადასაჭრელად, სოფლად შესაძლებელია ოპტიკური შენახვისა და დამტენის ინტეგრირებული დამტენი სადგურის აშენება.
ინტეგრირებული დამტენი სადგური სამი ნაწილისგან შედგება: ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციის სისტემა, ენერგიის დაგროვების სისტემა და დამტენი სადგური. მშენებლობის პროცესში აუცილებელია ჯერ ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციის სისტემის აშენება, შემდეგ კი ენერგიის დაგროვების სისტემის გამოყენება ელექტრომობილების დამტენის სამართავად.
გარდა ამისა, ელექტრომობილის დატენვის მოხერხებულობის უზრუნველსაყოფად, დამტენ სადგურში აუცილებელია ცვლადი დენის და მუდმივი დენის დამტენი სვეტების დაყენება.
საერთო ჯამში, სოფლის ეკონომიკური განვითარების დონე შედარებით დაბალია, ამიტომ ოპტიკური საცავის მშენებლობისა და ინტეგრირებული დამტენი სადგურების დატენვის ღირებულება შედარებით დაბალია. მაგალითად, ქალაქის ეკონომიკური დონე ქვეყანაში საშუალო დონეზეა და ინტეგრირებული ოპტიკური საცავის და დამტენი სადგურის მშენებლობას კარგი ეკონომიკური სარგებელი მოაქვს.
1). ქალაქს აქვს საკმარისი სინათლის რესურსები და მიწის რესურსები, რომელთა სრულად გამოყენება შესაძლებელია სინათლის შესანახი და დამუხტვის ინტეგრირებული დამტენი სადგურის ასაშენებლად.
ინტეგრირებული ოპტიკური საცავის და დამტენი სადგურის დიზაინის შექმნისას, პირველ რიგში, უნდა შეირჩეს შესაბამისი სამშენებლო მასალები და სტრუქტურული ფორმა, შემდეგ კი დიზაინის შესაქმნელად უნდა იქნას გათვალისწინებული ადგილობრივი გეოგრაფიული მდებარეობა და კლიმატური პირობები.
მაგალითად, ქალაქში ცივი კლიმატის, საკმარისი სინათლისა და შედარებით მეტი მიწის რესურსების გამო, შეგიძლიათ აირჩიოთ ფოტოელექტრული პანელები ინტეგრირებული საცავის და დამუხტვის სადგურის ასაშენებლად.
2). ფოტოელექტრული სისტემა ძირითადად ელექტრომობილების დატენვაზეა პასუხისმგებელი, ხოლო ენერგიის შენახვის სისტემა ელექტროენერგიის შენახვაზე. მშენებლობის დროს ფოტოელექტრული სისტემა და ენერგიის შენახვის სისტემა გონივრულად უნდა იყოს შერწყმული.
გარდა ამისა, აუცილებელია ენერგიის დაგროვების სისტემაში ენერგიის შესანახი აკუმულატორის და მისი რაოდენობის გონივრულად განსაზღვრა. აკუმულატორის ტევადობა უნდა დაყენდეს ელექტრომობილის დამუხტვის მოთხოვნის შესაბამისად. ზოგადად, აკუმულატორის ტევადობა შეიძლება განისაზღვროს ელექტრომობილის გამოყენების სიტუაციის, ადგილმდებარეობისა და ბაზრის მოთხოვნის მიხედვით. ამის საფუძველზე, ელექტრომობილის დამუხტვის დრო და დატენვის ეფექტურობა გონივრულად უნდა იყოს გათვლილი.
3). ოპტიკური შენახვისა და დამუხტვის ინტეგრირებულ დამტენ სადგურს ასევე სჭირდება დამტენი სადგურის სხვადასხვა აღჭურვილობის გონივრული კონფიგურაცია.
ინტეგრირებული დამტენი სადგურის მშენებლობისას უნდა შეეცადოთ აირჩიოთ კარგი ხარისხის, სტაბილური მუშაობის აღჭურვილობა, რათა თავიდან აიცილოთ აღჭურვილობის გაუმართაობა და გავლენა მოახდინოთ დამტენი სადგურის ნორმალურ მუშაობაზე.
გარდა ამისა, ოპტიკური შენახვისა და დატენვის ინტეგრირებული დამტენი სადგურის ინტელექტუალური მართვის რეალიზება შესაძლებელია დამტენი სადგურის ინტელექტუალური ხარისხის გაუმჯობესებით.
4). ინტეგრირებული დამტენი სადგურის მშენებლობის შემდეგ აუცილებელია სადგურის მიღებისა და საცდელი ექსპლუატაციის ჩატარება:
① ის უნდა შეესაბამებოდეს ეროვნულ სტანდარტებსა და დარგის სტანდარტებს მიღებისთვის;
② შეესაბამება თუ არა მისი კონსტრუქცია ადგილობრივი პოლიტიკის მოთხოვნებს და მომხმარებლის მოთხოვნებს მიღების შესახებ;
③ ის უნდა იქნას მიღებული ნორმალური მუშაობისთვის. საცდელი ოპერაცია ძირითადად მოიცავს შემდეგ ორ ასპექტს: ① უნდა შემოწმდეს, შეესაბამება თუ არა დამტენი სადგური დამტენის სტანდარტებსა და მასთან დაკავშირებულ ნორმებს; ② უნდა შემოწმდეს, შეესაბამება თუ არა დამტენი სადგური უსაფრთხოების რეგულაციებსა და მასთან დაკავშირებულ სტანდარტებს.

ოპტიკური შენახვისა და დატენვის ინტეგრირებული დამუხტვის გროვის ტევადობის კონფიგურაცია
ელექტრომობილის დატენვის დროზე ძირითადად გავლენას ახდენს ელექტრომობილის სიმძლავრე და დატენვის დრო, ანუ აკუმულატორის დატენვის დრო და ელექტროენერგიის რაოდენობის დატენვის დრო.
ამიტომ, აუცილებელია დატენვის დროის შეფასება ელექტრომობილის სიმძლავრის მიხედვით. ამჟამად, ჩვენს ქვეყანაში არ არსებობს დამტენი პილების ერთიანი სტანდარტი და სხვადასხვა ბრენდის დამტენი პილების დატენვის დრო საკმაოდ განსხვავებულია, ამიტომ დამტენი პილების დატენვის დროის შესაფასებლად რამდენიმე მეთოდის გამოყენება შეგვიძლია. დამტენი პილები კლასიფიცირებულია შესაბამისად 4H, 12h და 16h მიხედვით.
ზემოაღნიშნული მეთოდის მიხედვით, შესაძლებელია დამუხტვის გროვის დატენვის დროის შეფასება და სხვადასხვა სიმძლავრის კონფიგურაციის დამუხტვის დროის მიღება. დამუხტვის გროვების სიმძლავრის განაწილებისას ასევე სრულად უნდა გავითვალისწინოთ სოფლის მაცხოვრებლების მახასიათებლები და ელექტრომობილების დამუხტვის საჭიროებები.
ელექტრომობილების სხვადასხვა ძაბვის დონეს განსხვავებული სიმძლავრე სჭირდება, ამიტომ დამტენი სადგურის აღჭურვილობის კონფიგურაცია საჭიროებების მიხედვით ხდება.
ნორმალურ პირობებში, სოფლის მაცხოვრებლებს აქვთ 220 ვ და 110 ვ ძაბვის დონე, ამიტომ დამტენი სადგურების მშენებლობისას საჭიროა დამტენი პილების შესაბამისი ძაბვის დონეებით აღჭურვა.
მაგალითად ავიღოთ ანჰუის პროვინცია, სადაც ნორმალურ პირობებში, სოფლის საცხოვრებელ ადგილებში ძაბვის დონე 10 და 35 კვ-ია. ელექტრომობილების სიმძლავრის ზრდასთან და დატენვის დროის შემცირებასთან ერთად, საშუალო დატენვის დრო თანდათან შემცირდება.

ინტეგრირებული ოპტიკური შენახვისა და დამუხტვის სადგურის პროექტი
ეკონომიკური სარგებლის ანალიზი
ინტეგრირებული დამტენი სადგური 4 სახის სიმძლავრით არის 120 კვტ, 250 კვტ, 400 კვტ და 600 კვტ. დადგინდა, რომ შიდა შემოსავლიანობის კოეფიციენტი 10.24%-ია, ხოლო ანაზღაურების პერიოდი 3.65 წელია, როდესაც სიმძლავრე 120 კვტ-ია.
ჩვენს ქვეყანაში ელექტრომობილების მცირე რაოდენობისა და დამუხტვის დაბალი მოთხოვნის გამო, ინტეგრირებული დამუხტვის სადგურის ასაშენებლად, ელექტრომობილების დამუხტვის ამჟამინდელი სოფლის საჭიროებების დასაკმაყოფილებლად, შეგვიძლია ავირჩიოთ მცირე სიმძლავრის პროექტი.

ინტეგრირებული ოპტიკური მეხსიერებისა და დამტენი სადგურის მშენებლობა
ტექნიკური სირთულეები და გადაწყვეტილებები
სოფლად ინტეგრირებული ოპტიკური შენახვისა და დამუხტვის სადგურების შემდგომი განვითარებისთვის საჭიროა შემდეგი ტექნიკური სირთულეების გადაჭრა.
1). მომხმარებლის მხარეს ენერგიის შენახვის სისტემის დიზაინი და მშენებლობა. მომხმარებლის მხარეს ენერგიის შენახვის სისტემის დიზაინი და მშენებლობა სოფლის რაიონებში ინტეგრირებული ოპტიკური შენახვისა და დამტენი სადგურის მშენებლობის გასაღებია.
2). ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციის სისტემისა და დამუხტვის სისტემის კოორდინირებული კონტროლი. სოფლად ინტეგრირებული დამუხტვის სადგურის მშენებლობისას აუცილებელია სრულად იქნას გათვალისწინებული ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციის სისტემასა და დამუხტვის სისტემას შორის კოორდინაცია და კონტროლი. ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციის სისტემასა და დამუხტვის სისტემას შორის კოორდინირებული კონტროლი ძირითადად ორ ასპექტს მოიცავს:
ერთი მხრივ, ეს არის კოორდინირებული კონტროლი ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციის სისტემასა და ენერგიის შენახვის სისტემას შორის, მეორე მხრივ, ეს არის კოორდინირებული კონტროლი ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციის სისტემასა და დამუხტვის სისტემას შორის.
დამუხტვისა და განმუხტვის კონტროლერი, სიმძლავრის რეგულატორი და სხვა მოწყობილობები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციის სისტემასა და ენერგიის შენახვის სისტემას შორის კონტროლის კოორდინაციისთვის.
როდესაც ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციის სისტემის გამომავალი სიმძლავრე არასაკმარისია, ზედმეტი სიმძლავრე შეიძლება დროულად შევავსოთ დამუხტვის სადგურზე დამუხტვისა და განმუხტვის კონტროლერის მეშვეობით, ხოლო სიმძლავრის რეგულატორი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფოტოელექტრული გენერაციის სიმძლავრის შესამცირებლად, რითაც თავიდან აიცილებთ ზედმეტად დატენვას.
გარდა ამისა, სუპერკონდენსატორის გამოყენება შესაძლებელია ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციის აღჭურვილობის დატენვის ფუნქციის მისაღწევად.
3). დამტენი სადგურის ქსელთან დაკავშირებული მართვის სტრატეგია. ნორმალურ პირობებში, სოფლის რაიონებში მცირე მასშტაბის ელექტროქსელები ქსელთან დაკავშირებულ არასტაბილურობას იწვევს. სოფლის რაიონებში ელექტროენერგიის მოხმარების უსაფრთხოების უზრუნველსაყოფად, ელექტრო ქსელში განაწილებული ელექტროენერგიის დიდი ნაწილი უნდა კონტროლდებოდეს და იმართებოდეს ქსელთან დაკავშირებული კონტროლერის მიერ.
ამავდროულად, განაწილებული ელექტრომომარაგება შეიძლება ელექტრო ქსელთან იყოს დაკავშირებული ქსელის მხარეს გადამყვანის საშუალებით.
გარდა ამისა, განაწილებული ენერგომომარაგების კოორდინირებული კონტროლის მისაღწევად აუცილებელია ბატარეის, სუპერკონდენსატორის და სხვა მოწყობილობების გამოყენება.
4). დამტენი სადგურის სიმძლავრის განაწილების კონტროლის დიზაინი. ზოგადად, როდესაც მომხმარებლის მხარეს ენერგიის შენახვის მოცულობა არასაკმარისია, ზედმეტი ენერგია შეიძლება დაემატოს დამტენ სადგურს ორმხრივი გადამყვანის საშუალებით, ხოლო როდესაც მომხმარებლის მხარეს ენერგიის შენახვის მოცულობა საკმარისია, სუპერკონდენსატორების გამოყენება შესაძლებელია ფოტოელექტრული ენერგიის გენერატორის აღჭურვილობის დასატენად და განსატვირთად.
5). ოპტიკური შენახვისა და დამუხტვის ინტეგრირებული დამტენი სადგურის ექსპლუატაცია, მოვლა-პატრონობა და მართვა. კერძოდ, ის მოიცავს შემდეგ შვიდ ასპექტს: ① სამუშაო გეგმის შემუშავება; ② შესაბამისი პერსონალის ტრენინგის გაძლიერება; ③ აღჭურვილობის რეგულარული შემოწმება და მოვლა-პატრონობა; ④ დამტენი სადგურის ექსპლუატაციის მართვის სისტემის შექმნა და გაუმჯობესება; ⑤ სხვადასხვა სასწავლო აქტივობების რეგულარული ორგანიზება და ჩატარება; ⑥ დამტენი სადგურის ექსპლუატაციისა და მოვლა-პატრონობის მექანიზმის შექმნა და გაუმჯობესება; ⑦ აღჭურვილობის გაუმართაობის დროული მოგვარება და ა.შ.

ეს ნაშრომი აანალიზებს ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციისა და ენერგიის შენახვის პროექტების ტექნოლოგიასა და ეკონომიკას და აკეთებს დასკვნას, რომ ინტეგრირებული დამტენი სადგურის აშენება შესაძლებელია სოფლად.
სქემას კარგი ეკონომიკური და სოციალური სარგებელი მოაქვს და აკმაყოფილებს ჩინეთში „ორმაგი ნახშირბადის“ მიზნის ფარგლებში ახალი ენერგიის გენერაციის ინდუსტრიის განვითარების მოთხოვნებს. ახალი ენერგიის გენერაციის ტექნოლოგიების უწყვეტ პროგრესთან ერთად, ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციის ტექნოლოგია უფრო ფართოდ გამოიყენება, ასევე უფრო ფართოდ გამოიყენება ენერგიის შენახვის ტექნოლოგია.
ამიტომ, ჩვენმა ქვეყანამ უნდა გაზარდოს კვლევა ენერგიის წარმოების ახალი მოწინავე ტექნოლოგიების, როგორიცაა ენერგიის შენახვის ახალი ტექნოლოგია და ფოტოელექტრული ენერგიის წარმოების ტექნოლოგია, შესახებ, რათა მეტი მხარდაჭერა გაუწიოს ახალი ენერგიის წარმოების ინდუსტრიის განვითარებას.