Анализ потребления электроэнергии и стратегии интеграции солнечной фотоэлектрической системы, подключённой к электрической сети для повышения её эффективности, на примере Республики Нигер

Цель – провести анализ потребления электроэнергии и стратегии интеграции солнечной фотоэлектрической системы в электрическую сеть с целью повышения ее эффективности и уровня электрификации сельских регионов в Нигере. Анализ потребления электроэнергии в Нигере с 2010 по 2022 год осуществляли с помощью программы «Система энергетической информации SIE-UEMOA». Прогнозирование количества энергии, вырабатываемой фотоэлектрическими установками мощностью 11 МВт, подключенными к электрической сети в Нигере во всех 8 регионах страны, проводили с одновременным использованием трех различных программ: PVsystem, PVGIS и PVWatts. При прогнозе были учтены все параметры (используемая технология, потери и выбор типа системы), влияющие на выработку энергии системой. С помощью программного обеспечения PVsystem создана модель изучаемой системы. Согласно проведенному моделированию системы установлено, что подключение 8 фотоэлектрических установок к электрической сети в Нигере позволит увеличить среднегодовую выработку электроэнергии на 130,91784 ГВт·ч и сократить на 5,99% импорт электроэнергии из соседней страны Нигерии. Выяснилось, что предложенное подключение сможет увеличить национальный уровень электрификации еще на 1,80% (на 21,80% по сравнению с 20% в 2022 г.) и поможет избежать выбросов CO2. Результаты моделирования, полученные с помощью программного обеспечения PVSystem, показали, что количество предотвращенных выбросов CO2 составляет 3763,016 т в одном регионе, а установка этой системы в 8 регионах страны даст возможность сократить выбросы в 8 раз. Установлено, что оптимизация угла наклона при проектировании системы также позволяет генерировать больше энергии. Таким образом, проведенный анализ подтвердил необходимость подключения дополнительных фотоэлектрических установок к электрической сети, что обеспечит повышение ее эффективности.

1. Iakovleva E., Guerra D., Shklyarskiy Y., Tcvetkov P. Technical and economic analysis of modernization of solar power plant: a case study from the republic of Cuba // Sustainability. 2022. Vol. 14. No. 2. Р. 822. https://doi.org/10.3390/su14020822. EDN: PUJRJH.

2. AL-Rousan N., Isa N.A.M., Desa M.K.M. Advances in solar photovoltaic tracking systems: a review // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2018. Vol. 82. Part 3. P. 2548–2569. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.09.077.

3. Elomari Yо., Norouzi M., Marín-Genescà M., Fernández A., Boer D. Integration of solar photovoltaic systems into power networks: a scientific evolution analysis // Sustainability. 2022. Vol. 14. Iss. 15. Р. 9249. https://doi.org/10.3390/su14159249.

4. Schmela M., Hemetsberger W., Dunlop S. Solar power Europe // Global Market Outlook for Solar Power 2024-2028. Режим доступа: https://www.pveurope.eu/markets/global-market-outlook-solar-power-2024-2028-solarcontinues-its-growth-path-challenges (дата обращения: 25.09.2025).

5. Косарева-Володько О.В., Кабиру А.С.М., Шафоростова Е.Н. Экономическая оценка фотоэлектрической системы, подключенной к электрической сети при использовании программного обеспечения PVSystem // Омский научный вестник. 2025. № 3. С. 51–59. https://doi.org/10.25206/1813-8225-2025-195-51-59. EDN: DVSYSG.

6. Jamasb T., Nepal R., Timilsinа G.R., Toman M. Energy sector reform, economic efficiency and poverty reduction. 2014. Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/366740624_Energy_Sector_Reform_Economic_Efficiency_and_Poverty_Reduction (дата обращения: 25.09.2025).

7. Houdagba P., Dabo I. Le système d’information énergétique de l’UEMOA (SIE-UEMOA) // les politiques de maitrise de l’énergie. Режим доступа: https://www.ifdd.francophonie.org/media/docs/publications/759_IFDD_Ficheprisme_No15_syst_information_energetique.pdf (дата обращения: 25.09.2025).

8. Sharma A., Kolhe M. Techno-economic evaluation of PV based institutional smart micro-grid under energy pricing dynamics // Journal of Cleaner Production. 2020. Vol. 264. Р. 121486. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.121486.

9. Zsiborács H., Baranyai N.H., Csányi S., Vincze A., Pintér G. Economic analysis of grid-connected PV system regulations: a Hungarian case study // Electronics. 2019. Vol. 8. Iss. 2. Р. 149. https://doi.org/10.3390/electronics8020149.

10. Longares J.M., Garcia-Jimenew A., Garcia-Polanco N. Multiphysics simulation of bifacial photovoltaic modules and software comparison // Solar Energy. 2023. Vol. 257. Р. 155–163. https://doi.org/10.1016/j.solener.2023.04.005.

11. Sancar M.R., Bayram A.B. Modeling and economic analysis of greenhouse top solar power plant with Pvsyst software // International Journal of Engineering and Innovative Research. 2023. Vol. 5. Iss. 1. Р. 48–59. https://doi.org/10.47933/ijeir.1209362.

12. Gracia A.M., Huld T., Performance comparison of different models for the estimation of global irradiance on inclined surfaces // European Union. 2013. https://doi.org/10.2790/91554.

13. Milosavljević, D.D., Kevkić, T.S., Jovanović S.J. Review and validation of photovoltaic solar simulation tools/ software based on case study // Open Physics. 2022. Vol. 20. Iss. 1. P. 431–451. https://doi.org/10.1515/phys-2022-0042.

14. Barhdadi A., Bennis M. PVGIS approach for assessing the performances of the first PV grid-connected power plant in Morocco // Physics and Society. arXiv: 1208.4325. 2012. https://doi.org/10.48550/arXiv.1208.4325.

15. Psomopoulos C.S., Ioannidis G.C., Kaminaris S.D., Mardikis K.D., Katsikas N.G. A comparative evaluation of photovoltaic electricity production assessment software (PVGIS, PVWatts and RETScreen) // Environmental Processes. 2015. Vol. 2. Р. 175–189. https://doi.org/10.1007/s40710-015-0092-4.

16. Dobos A.P. PVWatts Version 1 Technical Reference // UNT Digital Library. 2013. https://doi.org/10.2172/1096689.

17. Ahmetovic H., Nukic E., Hivziefendic J., Saric M., Ponjavic M. PV system site selection using PVGIS and Fuzzy AHP // Infoteh-Jahorina: 21st International Symposium (East Sarajevo, 16–18 March 2022). East Sarajevo, 2022. Р. 152–158. https://doi.org/10.1109/INFOTEH53737.2022.9751261.

18. Косарева-Володько О.В., Кабиру А.С.М. Проектирование и моделирование фотоэлектрических систем с помощью программного обеспечения PVsystem // Омский научный вестник. 2024. № 4. С. 91–99. https://doi.org/10.25206/1813-8225-2024-192-91-99. EDN: CEQYVR.

19. Akshai K.N.B., Senthil R. Economic evaluation of grid connected and standalone photovoltaic systems using PVSyst // Materials Science and Engineering: IOP Conference Series. 2020. Vol. 912. Iss. 4. P. 042074.https://doi.org/10.1088/1757-899X/912/4/042074.

20. Kosareva-Volodko O.V., Kabiru A.S.M. Software performance comparison PVWatts and PVGIS for simulating grid-connected photovoltaic system // Kazan digital week – 2024: Proceedings of the International Forum (Kazan, 9–11 September 2024). Kazan: Tatarstan Academy of Sciences, 2024. Part 1. Р. 307–313. EDN: MAZVEV.