В Memorial University смоделировали прогулочное судно на солнечной тяге мощностью 10,56 кВт

Исследователи из Мемориального университета Ньюфаундленда в Канаде разработали концепт полностью электрической силовой установки на солнечных батареях для прогулочного судна, сообщает pv-magazine.com. Расчётная модель создана для катера длиной 11,8 м и шириной 5,8 м вместимостью пять-шесть пассажиров с привязкой к уровню солнечной радиации в кипрской Ларнаке pv-magazine.compv-magazine.compv-magazine.comОткрыть источник ↗.

Параметры силовой установки

Для судна с полным водоизмещением около 2250 кг и целевой скоростью 5,4 узла авторы выбрали два бесколлекторных электродвигателя постоянного тока мощностью по 2,5 кВт. Суточная потребность при шестичасовом плавании составляет 30 кВт·ч. Генерацию обеспечивает массив из 32 солнечных панелей мощностью 330 Вт каждая общей мощностью 10,56 кВт на площади 62,4 м². Буферное хранилище собрано из восьми свинцово-кислотных аккумуляторов в батарею конфигурации 48 В и 410 А·ч ёмкостью 19,68 кВт·ч, что даёт два часа резервного хода.

Моделирование и распределение энергии

Проектирование и расчёт энергетического баланса учёные выполнили в HOMER Pro, а динамические процессы силовой цепи воспроизвели в пакете MATLAB/Simulink. Массив модулей разделён на четыре группы, каждая из которых подключена к общей шине 48 В через повышающий преобразователь с алгоритмом отслеживания точки максимальной мощности (MPPT). Скорость моторов стабилизирована на 2000 об/мин с помощью ПИД-регулятора и датчиков Холла, а ток заряда батареи ограничен отметкой 50 А.

Динамическое моделирование показало пиковую генерацию 10,98 кВт при ясном небе, что превышает базовую тяговую нагрузку на 39,8% pv-magazine.compv-magazine.compv-magazine.comОткрыть источник ↗. Колебания напряжения на шине постоянного тока не вышли за пределы ±3% во всех режимах работы, однако натурные ходовые испытания авторы отнесли к будущим этапам проекта.