Le système de production d'énergie hybride éolien-solaire est principalement composé de groupes électrogènes éoliens, de panneaux solaires photovoltaïques (PV), de régulateurs, de batteries de stockage, d'onduleurs, de charges CA/CC, etc. Le schéma de la structure du système est présenté dans la figure ci-jointe. Ce système est un système composite de production d'énergie renouvelable qui intègre plusieurs technologies de production d'énergie telles que l'énergie éolienne, l'énergie solaire et les batteries de stockage, ainsi qu'une technologie de contrôle intelligente.
(1) La partie production d'énergie éolienne utilise des turbines éoliennes pour convertir l'énergie du vent en énergie mécanique, et des générateurs éoliens pour convertir l'énergie mécanique en énergie électrique. Ensuite, le contrôleur charge les batteries de stockage et l'onduleur alimente les charges.
(2) La partie production d'énergie photovoltaïque utilise l'effet photovoltaïque des panneaux solaires pour convertir l'énergie lumineuse en énergie électrique, puis charge les batteries de stockage et convertit le courant continu (CC) en courant alternatif (CA) par l'intermédiaire de l'onduleur pour alimenter les charges.
(3) Le système d'onduleur se compose de plusieurs onduleurs qui convertissent le courant continu des batteries d'accumulateurs en courant alternatif standard de 220 V afin d'assurer l'utilisation normale des équipements de charge en courant alternatif. Il dispose également d'une fonction de régulation automatique de la tension, qui peut améliorer la qualité de l'alimentation électrique du système de production d'énergie hybride éolien-solaire.
(4) La partie commande commute et ajuste en permanence l'état de fonctionnement de la batterie de stockage en fonction des variations de l'irradiation solaire, de la force du vent et de la charge : d'une part, elle envoie directement l'énergie électrique ajustée aux charges à courant continu ou alternatif. D'autre part, il envoie l'énergie électrique excédentaire au banc de batteries de stockage pour la stocker. Lorsque la production d'électricité ne peut répondre à la demande de la charge, le contrôleur envoie l'énergie électrique des batteries de stockage à la charge, assurant ainsi la continuité et la stabilité du fonctionnement de l'ensemble du système.
(5) La partie batterie de stockage est composée de plusieurs batteries de stockage, qui jouent deux rôles majeurs dans le système : la régulation de l'énergie et l'équilibrage de la charge. Elle convertit l'énergie électrique produite par le système de production d'énergie éolienne et le système de production d'énergie photovoltaïque en énergie chimique pour le stockage, afin de l'utiliser lorsque l'alimentation électrique est insuffisante.
Le système de production d'électricité hybride éolien-solaire peut fonctionner selon les trois modes suivants en fonction des variations de la force du vent et du rayonnement solaire : le groupe électrogène à turbine éolienne alimente la charge seul ; le système de production d'électricité photovoltaïque alimente la charge seul ; le groupe électrogène à turbine éolienne et le système de production d'électricité photovoltaïque alimentent conjointement la charge.
La production d'électricité hybride éolienne-solaire présente les avantages suivants par rapport à la production autonome d'électricité éolienne ou photovoltaïque :
- En utilisant la complémentarité de l'énergie éolienne et de l'énergie solaire, il est possible d'obtenir une production relativement stable, et le système présente une stabilité et une fiabilité élevées.
- À condition de garantir la même alimentation, la capacité des batteries de stockage d'énergie peut être considérablement réduite [5].
- Grâce à une conception et à une adaptation raisonnables, le système de production d'énergie hybride éolien-solaire peut essentiellement fournir de l'électricité, avec peu ou pas de nécessité de démarrer des sources d'énergie de secours telles que des groupes électrogènes diesel, ce qui permet d'obtenir de bons avantages sociaux et économiques.
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