The object of research, development or design (in Russian) : Как объект исследования выбрана солнечно-ветровая электростанция на базе Торайгыров университета (ТоУ).

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу нысаны ретінде Торайғыров университетінің (ТОУ) базасындағы күн-жел электр станциясы таңдалды.

Aim of work (in Russian) : Целью работы является повышение эффективности работы и предотвращения выхода из строя солнечно ветровых электростанции (СВЭС) за счёт более полного использования энергии природных возобновляемых источников.

Aim of work (in Kazakh) : Жұмыстың мақсаты күн-жел электрстанциясының (КЖЭС) жұмыс тиімділігін арттыру және табиғи жаңартылатын көздердің энергиясын неғұрлым толық пайдалану есебінен күн жел электр станцияларының (КЭС) істен шығуын болдырмау болып табылады.

Методы исследования (на русском) : Методами исследования являются: - Исследование литературы по данной тематике. Анализ, синтез и обобщение полученной информации; - Общее наблюдение за работой СВЭС на территории ТОУ с помощью приборов для сбора и обработки информации; - Анализ полученных данных мониторинга с помощью высокоэффективной среды графического программирования Lab View; - Разработка алгоритма управления оборудованием СВЭС. Для сбора первичной информации необходимо установить дополнительные датчики, перевести их показания в цифровую форму и организовать регистрацию собранных данных. Оптимальный вариант решения поставленных задач –применение микроконтроллеров (МК) семейства Atmel AVR с встроенными АЦП. Использование МК ввиду наличия в их составе типовых аппаратных интерфейсов для обмена информацией упрощает также процессы записи и хранения текущих параметров и организацию передачи данных на расстояние без проводов, например, с целью гальванического отделения датчиков от силовой схемы СВЭС. Зарегистрированное таким образом изменение вышеперечисленных параметров во времени будет служить объективным исходным материалом как для анализа работы СВЭС в целом, так и для выявления недостатков управляющих алгоритмов.

Методы исследования (на казахском) : Зерттеу әдістері: - тақырып бойынша әдебиеттерді зерттеу. Алынған ақпаратты талдау, синтездеу және жалпылау; - ақпаратты жинау және өңдеуге арналған құрылғылардың көмегімен ТОУ аумағындағы КЖЭС жұмысын жалпы бақылау; - Lab View жоғары тиімді графикалық бағдарламалау ортасының көмегімен алынған мониторинг деректерін талдау; - КЖЭС жабдықтарын басқару алгоритмін құру. Бастапқы ақпаратты жинау үшін қосымша датчиктерді орнату, олардың көрсеткіштерін цифрлық түрге айналдыру және жиналған мәліметтерді тіркеуді ұйымдастыру қажет. Қойылған тапсырмаларды шешудің ең тиімді нұсқасы - кірістірілген АСТ бар Atmel AVR отбасының микроконтроллерлерін (МК) пайдалану. МК-ны пайдалану, олардың құрамында ақпарат алмасуға арналған стандартты аппараттық интерфейстердің болуына байланысты, сонымен қатар ағымдағы параметрлерді жазу және сақтау және деректерді сымсыз қашықтыққа жіберуді ұйымдастыру процестерін жеңілдетеді, мысалы, датчиктарды КЖЭС қуат тізбегінен гальваникалық түрде ажырату үшін. Осы жолмен жазылған негізгі параметрлердің уақыт бойынша өзгеруі тұтастай КЖЭС жұмысын талдау үшін де, басқару алгоритмдеріндегі кемшіліктерді анықтау үшін де объективті бастапқы материал болады.

Obtained results and novelty (in Russian) : Новизна проекта заключается в том, что работа направлена на увеличение эффективности существующей системы за счёт направления излишков энергии на нужды постоянно включенных потребителей электротока, которые есть на любом среднем по величине предприятии. Для поиска причин преждевременного выхода из строя оборудования и совершенствования алгоритмов управления СВЭС, установленных в населенных пунктах, предложено получать необходимые для этого объективные исходные данные путём длительной (как минимум, на протяжении четырёх времен года) фиксации ключевых параметров работы СВЭС и последующего анализа записанных данных. Сбор информации для мониторинга нами предлагается осуществить путём установки в ключевых точках схемы беспроводных цифровых датчиков и последующей передачи их данных в центральный контроллер и далее – для записи на цифровой носитель. Выбраны ключевые параметры, подлежащие мониторингу. Разработана cтруктурная схема построения беспроводных цифровых датчиков постоянного тока и напряжения, позволяющая в дальнейшем с её помощью организовать дистанционный сбор текущих данных в реальном времени и их фиксацию. Выбраны подходящие для её аппаратной реализации серийно выпускаемые первичные датчики постоянного тока силой до 400 А.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Жобаның жаңалығы жұмыстың артық энергияны кез келген орта кәсіпорында бар тұрақты қосылған электр тогын тұтынушылардың қажеттіліктеріне бағыттау арқылы жұмыс істеп тұрған жүйенің тиімділігін арттыруға бағытталғандығында. Жабдықтардың мерзімінен бұрын істен шығуының себептерін іздеу және елді мекендерде орнатылған КЖЭС-ын басқару алгоритмдерін жетілдіру үшін бұл үшін қажетті бастапқы деректерді ұзақ мерзімді (кем дегенде төрт маусымда) КЖЭС жұмысының негізгі параметрлерін бекіту арқылы алу және жазылған деректерді кейінгі талдау ұсынылады. Біз тізбектің негізгі нүктелеріне сымсыз сандық сенсорларды орнату, содан кейін олардың деректерін орталық контроллерге, содан кейін цифрлық тасымалдағышқа жазу арқылы бақылау үшін ақпаратты жинауды ұсынамыз. Бақыланатын негізгі параметрлер таңдалды. Тұрақты ток пен кернеудің сымсыз цифрлық сенсорларын құрудың құрылымдық схемасы әзірленді, бұл нақты уақыт режимінде ағымдағы деректерді қашықтан жинауды және болашақта оларды бекітуді ұйымдастыруға мүмкіндік береді. Оны аппараттық қамтамасыз етуді іске асыру үшін қолайлы коммерциялық қолжетімді бастапқы 400 А дейінгі қуатқа ие тұрақты ток датчиктері таңдалды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Самыми распространенными видами «зеленой» энергетики являются фотоэлектрические преобразования солнечной энергии и использование энергии ветра. Сейчас в мире около 1% электроэнергии вырабатывается солнечными установками и чуть более 2% – ветряными установками. Установленные мощности по использованию солнечной энергии и ветра удваивается за каждые четыре года. В Европе тренд отрасли новой энергетики сегодня уже нисходящий. Китай планирует к 2040 году фактическое производство «зелёной» энергии в объёме 250 гигаватт. В США есть планы к концу столетия 65% электроэнергии получать за счёт фотоэнергетического преобразования. В России на долю «зелёной» энергетики приходится около 2%. В Республике Казахстан только 3% электроэнергии в республике вырабатывается с помощью возобновляемых источников – гидроэлектростанций, биогазовых электроустановок, ветровых и солнечных электростанций. Правительство установило амбициозные цели – достичь доли возобновляемых источников энергии в 6% от общего объема производства электроэнергии к 2025 году, а в 2030 году, согласно Национальному плану развития РК, доля ВИЭ должна составить 15%. Производить половину всей электроэнергии с помощью ВИЭ в Казахстане намерены к 2050 году.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : «Жасыл» энергияның ең көп тараған түрлері күн энергиясын фотоэлектрлік түрлендіру және жел энергиясын пайдалану болып табылады. Қазір әлемде электр энергиясының шамамен 1%-ы күн қондырғыларымен және 2%-дан сәл астамы жел турбиналарымен өндіріледі. Орнатылған күн және жел қуаты төрт жыл сайын екі есе артады. Еуропада жаңа энергетикалық индустрияның тенденциясы бүгінде төмендеуде. Қытай 2040 жылға қарай 250 гигаватт жасыл энергия өндіруді жоспарлап отыр. АҚШ-та ғасырдың соңына қарай электр энергиясының 65% фотоэлектрлік түрлендіру арқылы алу жоспары бар. Ресейде «жасыл» энергияның үлесі шамамен 2% құрайды. Қазақстан Республикасында жаңартылатын көздер – су электр станциялары, биогаз электр станциялары, жел және күн электр станциялары арқылы елдегі электр энергиясының тек 3 пайызы ғана өндіріледі. Үкімет алдымызға ауқымды міндеттер қойды – 2025 жылға қарай жаңғырмалы энергия көздерінің жалпы электр энергиясын өндірудің 6%-ына жету, ал 2030 жылы Қазақстан Республикасының Ұлттық даму жоспарына сәйкес жаңартылатын энергия көздерінің үлесі 15%-ды құрауы тиіс. Қазақстан 2050 жылға қарай жаңартылатын энергия көздерін пайдалана отырып, барлық электр энергиясының жартысын өндіруді көздеп отыр.

Level of implementation (in Russian) :

Level of implementation (in Kazakh) :

Efficiency (in Russian) : Наше исследование может играть ключевую роль в развитии зеленой электроэнергетики Казахстана, так как оно позволит реализовать долговременное безаварийное функционирование СВЭС в городских условиях и повысить эффективность использования солнечно-ветровой энергии.

Efficiency (in Kazakh) : Біздің зерттеуіміз Қазақстанның жасыл энергетика саласын дамытуда шешуші рөл атқара алады, өйткені ол қалалық ортада КЖЭС ұзақ мерзімді ақаусыз жұмысын жүзеге асыруға және күн-жел энергиясын пайдалану тиімділігін арттыруға мүмкіндік береді.

Field of application (in Russian) : солнечно-ветровые электростанций, работающие совместно с источниками централизованного электроснабжения

Field of application (in Kazakh) : орталықтандырылған электрмен жабдықтау көздерімен бірге жұмыс істейтін күн-жел электр станциялары