Πειραματική διερεύνηση λειτουργίας πιλοτικής μονάδας συσσωρευτών υπό την εφαρμογή διαφορετικών κύκλων φόρτισης - εκφόρτισης

Βασιλείου, Ιφιγένεια-Βασιλική

Experimental investigation of a pilot battery unit operation under the application of different charging and discharging cycles

Διπλωματική εργασία

Author

Βασιλείου, Ιφιγένεια-Βασιλική

Date

2023-10-06

Advisor

Zafirakis, Dimitrios

VASILEIOU_46148030.pdf (6.719Mb)

Keywords

Συσσωρευτές ; Οικιακές εφαρμογές αποθήκευσης ενέργειας ; Κύκλοι φόρτισης - εκφόρτισης ; Κατάσταση υγείας συσσωρευτών ; Αποθήκευση ενέργειας ; Πειραματικές διαδικασίες

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία μελετά την ενεργειακή συμπεριφορά πειραματικής μονάδας συσσωρευτών, με στόχο την καταγραφή και ανάλυση βασικών ηλεκτρικών και ενεργειακών λειτουργικών παραμέτρων υπό την εφαρμογή διαφορετικών κύκλων φόρτισης-εκφόρτισης, σε συνδυασμό με την αξιολόγηση της κατάστασης υγείας των συσσωρευτών καθώς και της δυνατότητας συνολικά του υπό εξέταση συστήματος να ανταποκριθεί σε συγκεκριμένες, σταθερές, και χαμηλής στάθμης απαιτήσεις ηλεκτρικού φορτίου. Για το σκοπό αυτό αξιοποιείται ο υφιστάμενος, μικρής κλίμακας υβριδικός σταθμός ΑΠΕ-συσσωρευτών του Εργαστηρίου Ήπιων Μορφών Ενέργειας & Προστασίας του Περιβάλλοντος, με συμμετοχή συστοιχίας συμβατικών συσσωρευτών μολύβδου οξέος και με αξιοποίηση επίσης του περιφερειακού μετρητικού εξοπλισμού και των εφαρμογών λήψης και ανάλυσης δεδομένων του σταθμού. Στο πλαίσιο αυτό, με βάση τη διεξαγωγή σειράς πειραματικών δοκιμών, μελετάται η ενεργειακή συμπεριφορά των συσσωρευτών για συγκεκριμένου χαρακτήρα εφαρμογή, αξιολογείται η κατάσταση υγείας τους και η δυνατότητα του ολοκληρωμένου συστήματος αποθήκευσης (συσσωρευτές - μετατροπέας) να ανταποκριθεί στις ανάγκες συγκεκριμένης εφαρμογής (σταθερής έντασης και χαμηλής στάθμης ηλεκτρικό φορτίο AC) με και χωρίς τη συμβολή των ΑΠΕ, καθώς και αναπτύσσεται μεθοδολογικό πλαίσιο (πρωτόκολλο) για τη διεξαγωγή παρόμοιων πειραματικών δοκιμών και την εξέλιξη της συγκεκριμένης ερευνητικής προσπάθειας.

Abstract

The present thesis studies the energy performance of an experimental battery-storage unit, aiming to the recording and analysis of key, electrical and energy parameters of operation, under the application of variable battery cycling, combined with the evaluation of the batteries’ state of health and the ability of the given system to respond to low-level, constant load demand requirements. For this purpose, the existing, small-scale, RES-battery hybrid power station of the Soft Energy Applications & Protection of the Environment Lab is used, with the engagement of a conventional, PbA battery bank and with the utilization also of secondary measuring equipment and data acquisition and analysis applications for the monitoring of the power station. To that end, and based on a series of experimental tests, the energy performance of the batteries is examined for a specific purpose application, the batteries’ state of health is evaluated together with the overall system (batteries-inverter) ability to serve the given application (constant power, low-level AC load), with and without the simultaneous contribution of RES, and a methodological framework (protocol) is developed for the conduction of similar experimental tests and the progressing of the current research effort.