Электроснабжение отдаленных от централизованной сети потребителей в условиях большой территориальной протяженности при помощи ЛЭП является экономически неэффективным. Зачастую централизованная сеть электроснабжения не обеспечивает необходимого качества электроэнергии (соответственно ГОСТ 13109-97), основными показателями которого являются: отклонение частоты и напряжения от номинальных значений; размах колебаний частоты и изменения напряжения; коэффициенты искажения кривой напряжения, обратной и нулевой последовательности напряжений [1]. В данном случае ВИЭ могут являться либо единственно возможным источником получения электроэнергии, либо резервным источником; возможна также продажа электроэнергии в сеть, однако пока это не закреплено существующим законодательством [2]. Рассмотрим принципиально возможные варианты эксплуатации ВЭУ [3]:
1. Автономная работа.
1.1. Системы со сбросом излишков энергии (рис. 1). Часть потенциала первичного энергоносителя используется для энергообеспечения текущего значения нагрузки потребителя. Оставшаяся часть энергии возобновляемого источника не используется. Системы этого типа применяются в конструкциях МГЭС, ВЭС с изменяемым шагом ветротурбин, в системах солнечного обогрева – с управляемыми заслонками.
1.2. Системы с накопителями энергии (рис. 2). Излишки энергии первичного энергоносителя, по отношению к текущему значению полезной нагрузки, могут аккумулироваться и, в свою очередь, питать нагрузку в периоды недостатка потенциала возобновляемого энергоресурса. В качестве накопителей используются гидроаккумулирующие системы, маховики, АБ. Эти системы более эффективно используют первичный энергоресурс.
1.3. Система с регулированием нагрузки (рис. 3). Они обеспечивают полное использование первичного энергоресурса за счет управления текущей мощностью нагрузки. Регулирование нагрузок осуществляется автоматически с помощью полупроводниковых автобалластных систем. В качестве балластных нагрузок низкого приоритета применяются нагревательные устройства.