09/10/2026
Інтеграція агровольтаїки та гібридних мікромереж: Нові горизонти енергетичної автономії та сталого розвитку
Стислий виклад основних аспектів дослідження
Назва роботи: Optimal Design of Cooperative Microgrids With Photovoltaic and Wind Generation: A Two-Household Case Study.
Список авторів та наукові досягнення: Eduardo Quiles-Cucarella, Marc Oliver-Cuquerella, Carlos Roldán-Blay, Guillermo Escrivá-Escrivá, Carlos Roldán-Porta (дослідники Інституту автоматики та промислової інформатики і Інституту енергетичної інженерії Політехнічного університету Валенсії, Іспанія; провідні фахівці у сфері оптимізації відновлюваних джерел енергії, автоматизації мікромереж та моделювання надійності автономних систем).
Посилання на першоджерело / DOI:https:doi/full/10.1049/rpg2.70388 PDF
Обсяг публікації: 20 сторінок.
Кількісні параметри графічного матеріалу: 7 таблиць[cite: 11, 12, 14, 15, 16], 11 рисунків/графіків[cite: 3, 4, 7, 8, 10, 11, 13, 16].
Результати та ключові інновації:
Застосовано метод послідовного моделювання Монте-Карло (SMC) для оцінки надійності та оптимізації автономних кооперативних мікромереж (CoMG) протягом 100-річного синтетичного горизонту[cite: 1, 3, 8].
Досліджено використання диверсифікованих джерел генерації (вітроенергетичних — WP та фотоелектричних — PV) порівняно з однорідними фотоелектричними системами (PV-PV)[cite: 1, 11].
Доведено, що за порогу взаємного обміну енергією SOCc=20%, гібридна конфігурація WP-PV знижує середній показник ймовірності втрати навантаження (LOLP) до 1,380% порівняно з 3,955% за автономної роботи та 3,255% за конфігурації PV-PV[cite: 1, 15].
Кооперативний ефект у конфігурації WP-PV спричинив абсолютне зниження LOLP на 65,11% порівняно з ізольованими системами[cite: 1, 15].
Визначено оптимальні рівні ємності акумуляторних батарей (ESS) та встановленої потужності: для споживача D1 (пік 3,3 кВт) — 4 кВт PV / 16 кВт·год ESS або 2 кВт WP / 8 кВт·год ESS; для D2 (пік 3 кВт) — 3 кВт PV / 12 кВт·год ESS[cite: 9, 10, 11].
Обчислено приведені річні витрати (EAC) у детермінованій економічній моделі: €2520,35/рік для WP-PV проти €2898,30/рік для PV-PV, що демонструє економію у 13,04%[cite: 1, 15].
Скорочено споживання дизельного пального для резервного генератора з 145,78 л/рік (PV-PV) до 67,52 л/рік (WP-PV)[cite: 15].
Розроблено двонаправлений алгоритм міжкористувацького перерозподілу енергії з урахуванням втрат на передачу (ηt), ефективності заряду/розряду (ηc,ηd) та захисних порогів акумуляторів[cite: 4, 5, 6].
Узагальнення результатів роботи
Дослідження підтверджує, що кооперація автономних споживачів через локальні мікромережі суттєво підвищує надійність електропостачання та знижує фінансовий тягар порівняно з ізольованими системами[cite: 1, 2]. Ключовий науковий висновок полягає в тому, що диверсифікація профілів генерації (поєднання сонячної та вітрової енергії) створює синергетичний ефект, виправдовуючи початкові інвестиції за рахунок суттєвого зменшення необхідної ємності накопичувачів та витрат на резервне паливо[cite: 2, 15].
Вектори майбутніх дослідницьких ініціатив для українських науковців
Оптимізація гібридних агровольтаїчних мікромереж із технологіями електрохімічної активації води: Дослідження динаміки міждобового перерозподілу генерації сонячних панелей над сільськогосподарськими культурами для живлення електролізерів, виробництва дезінфікуючих розчинів (аноліту/католіту) та систем точного зрошення в автономних фермерських господарствах.
Адаптивні алгоритми управління енергообміном агровольтаїчних кластерів у умовах нестабільності енергосистеми: Розробка математичних моделей керування стійкістю кооперативних мікромереж агропідприємств із залученням прогнозування відновлюваної генерації, збереженням якості ґрунтів та забезпеченням вимог концепції DNSH ("Не завдай значної шкоди").
Підсумковий аналіз і практичні рекомендації
Представлена робота формує чітку методологічну базу для розрахунку автономних енергокомплексів із високим рівнем надійності[cite: 1, 3]. Впровадження алгоритмів міжмережевого кооперативного контролю дозволяє зменшити критичну залежність від викопного палива та оптимізувати капіталовкладення в акумуляторні системи[cite: 2, 15]. Зазначений підхід є практичним орієнтиром для розбудови енергетично незалежних аграрно-інноваційних об'єктів України.
Ключові слова
Кооперативні мікромережі, агровольтаїчні системи, послідовне моделювання Монте-Карло.
#Агровольтаїка #Мікромережі #ВідновлюванаЕнергетика #СонячнаЕнергетика #Вітроенергетика #ГібридніСистеми