Програмна система керування альтернативним джерелом енергії

Abstract

Щороку кількість споживаної електроенергії значно зростає із різким демографічним ростом і, як наслідок, збільшенням кількості підприємств, що споживають велику кількість електроенергії. Задля зменшення впливу на екологію планети, необхідно використовувати альтернативні способи видобутку електроенергії, об’єми якої задовольнятимуть потребам споживання, а також не забруднюватимуть навколишнє середовище. Основним аналогом електроенергії, видобутої внаслідок спалювання корисних копалин, є енергетика, видобута за допомогою відновлюваних джерел енергії, серед яких є: сонце, вода, вітер, біологічні рештки і біопаливо, та джерела тепла. Перевагою такого способу видобутку електроенергії є його екологічна чистота та можливість видобутку електроенергії у будь-якій місцевості. Сонячні панелі доцільно використовувати у пустелях біля житлової місцевості, оскільки вони потребують великої території для розташування, а також періодичного очищення від пилу. Вітрові електростанції доцільно використовувати на схилах, оскільки на них відбуваються зіткнення теплого та холодного повітря і утворюються сильні повітряні маси. Водяні електростанції можуть розташовуватись як в морях і океанах, так і в озерах. Біопаливо використовує біологічні рештки для видобутку електроенергії, тому їх доцільно використовувати в густонаселених місцях. Геотермальні установки використовуються біля ущелин на дні морів та океанів, оскільки вони віддають величезну кількість тепла, що використовується для утворення електроенергії. Станом на 2018 рік, всесвітня потужність видобутку сонячної енергетики становить понад 486 ГВт. Використання гідроелектростанцій є найбільш поширеним способом видобутку відновлюваної електроенергії, всесвітня потужність яких становить понад 1295 ГВт, що покриває 54% від глобальної потужності виробництва відновлюваної енергії та становить понад 18% від всієї глобальної потужності виробництва енергії. Всесвітня потужність вітрових електростанцій, станом на 2018 рік, становить понад 563 ГВт, що складає близько 24% від глобальної потужності виробництва відновлюваної енергії. Світова потужність видобутку енергії з біомаси, станом на 2018 рік, становить понад 117 ГВт. Світова потужність геотермальних установок, станом на 2019 рік, становить понад 85 ГВт, з який 15% припадають на вироблення тепла. Збільшення кількості отримуваної альтернативної електроенергії відновлюваними джерелами може відбуватись завдяки використанню апаратних та програмних систем. Апаратні та програмні системи можуть використовуватись як окремо, так і разом, доповнюючи одна одну. Збільшення виробленої електроенергії сонячними панелями відбувається за допомогою апаратних установок, які обертають сонячні панелі в напрямку сонця, у той час, як програмна система здійснює обчислення положення сонця та підтримує роботу усіх компонентів апаратної системи. Апаратна система вітрових електростанцій використовує лопаті різного типу, що здатні обертатись під дією сили вітру, а також здійснювати рух лопатей в напрямку вітру для збільшення впливу вітру на роботу системи, у той час, як програмна система визначає напрямок руху та силу вітру. Апаратна система водяних електростанцій використовує гідротурбіни, що здатні обертатись під дією сили води та виробляти електроенергію, у той час, як робота програмної системи полягає у контролі за працездатністю складових апаратної системи. Біопаливні установки потребують використання великої кількості складних апаратних установок, що здійснюють обробку біологічних решток та перетворюють їх в електроенергію, у той час, найголовнішою задачею програмних систем є контроль за якістю та кількістю отримуваної електроенергії, а також забезпечення найменшого втручання людини в роботу системи. Основним апаратним компонентом геотермальних установок є пароперетворювач, який здатний отриману пару із свердловин перетворити у електроенергію, у той час, як програмні системи здійснюють контроль за безпекою роботи апаратної системи.