В Томске разработали интеллектуальную систему автономного управления солнечными элекстростанциями, не имеющую аналогов в мире

В Томске разработали интеллектуальную систему автономного управления солнечными элекстростанциями. Система может использоваться для элекстроснабжения удаленных территорий, научных экспедиций и базовых станций сотовой связи.

Интеллектуальная система управления солнечными модулями
Томский политехнический университет (ТПУ) разработал масштабируемую систему энергоэффективных мехатронных устройств и интеллектуальную систему управления солнечными батареями. Целью проекта является создание солнечных электростанций высокой эффективности с применением высокоточных мехатронных (то есть электроприводных) модулей, систем позиционирования и управления.

Предсерийный образец был создан по заказу научно-производственной фирмы «Микран».

Разработка производилась в течении 2016-2017 г.г., на нее были выделены субсидии от Минобрнауки в размере 130 млн руб.

В ТПУ утверждают, что созданная ими система не имеет аналогов в России и в мире. Для конечного заказчика стоимость одного солнечного модуля на 3 кВт будет составлять ориентировочно 1,2 млн руб. В каждом модуле может быть до 12 солнечных панелей (в опытной электростанции их использовалось четыре).

В результате реализации проекта была создана линейка мехатронных модулей, имеющих значительные передаточные отношения, малые угловые люфты, высокую угловую жесткость выходного звена, значительный ресурс, допускающий эксплуатацию в различных климатических условиях и широком температурном диапазоне.

В рамках разработки системы управления были созданы алгоритмы и математические модели эффективных методов ориентации объектов, а также сформирована база критериев, для достижения которых синтезируется оптимальный закон управления под конкретные условия (различные температуры окружающей среды, ветровая нагрузка, увеличение массы конструкции вследствие обледенения и т.д.)

Также были разработаны базовые системы управления и мониторинга комплексов пассивной локации: солнечных электростанций, радиотелескопов, систем проведения наблюдений за объектами искусственного и естественного происхождения для осуществления выборочного контроля за отдельными объектами по фотометрическим данным.

Чем уникальная созданная система управления
Система обеспечивает энергоэффективность за счет использования редукторов с высоким передаточным отношением и КПД (коэффициент полезного действия), вентильных двигателей с низким потреблением энергии (120 Вт) и алгоритмов управления слежением, не допускающих автоколебаний.

Интеллектуальная функциональность системы обеспечивается за счет высокого уровня автоматизации управления и обратных связей. А за счет повышенных эксплуатационных характеристик обеспечивается автономность и возможность применения в различных погодных условиях.

Морозостойкость достигается за счет способности работать при низких температурах (до -50 градусов по Цельсию) за счет использования разработанного подогреваемого шкафа для электроники. Ветростойкость достигается за счет использования разработанной конструкции рамы, которая выдерживает значительные ветровые нагрузки.

А модульность конструкции обеспечивает ее быстрый ввод в эксплуатацию. Система может быть адаптирована к требованиям заказчика, использоваться в различных системах слежения и в качестве приводов роботов и манипуляторов за счет применения типоразмерного ряда редукторов и двигателей.

Сферы применения: от научного лагеря до базовой станции сотовой связи
Создаваемая система обеспечивает генерацию в автономном режиме электрической энергии для снабжения потребителей в различных условиях. Например, в труднодоступных для традиционной энергетики местах или местах нежелательного использования других видов получения энергии (научная работа в природных заповедниках, зонах экотуризма и т.п.).

Также возможно организовать электроснабжение удаленных необслуживаемых пунктов управления задвижками, узлов связи и прочих технологических объектов вдоль систем газо- и нефтепроводов.

Кроме того, систему можно использовать для повышения эффективности производства предприятий сельского хозяйства: систем орошения полей, насосных станций и пр., для автономных узлов связи сотовых операторов в местах установки базовых станций, для систем опреснения и очистки воды и для создания резервной мощности для сглаживания дневных пиковых нагрузок на энергетическую сеть.