Plaukiojančio PV derinimas su suslėgto oro energijos kaupimu

Egipto ir JK mokslininkai sukūrė naują plūduriuojančią priemonęPV sistemakoncepcija, kuri energijos kaupimui naudoja suslėgtą orą. Sistemos efektyvumas pirmyn ir atgal yra 34,1%, o energijos vartojimo efektyvumas - 41%.

Mokslininkai iš Port Saido universiteto Egipte ir Strathclyde universiteto Jungtinėje Karalystėje pasiūlė sujungti suslėgto oro energijos kaupimą (CAES) su plūduriuojančia fotoelektra taikant naują energijos valdymo strategiją.

„Siekiant įveikti saulės energijos pertrūkių ir prieinamumo problemas, siūlomoje plaukiojančioje PV sistemoje sumontuota aplinkai nekenksminga hibridinė suslėgto oro energijos kaupimo sistema, valdoma pagal naują energijos valdymo strategiją, kad būtų efektyviai valdomas energijos srautas tarp sistemos komponentų, neviršijant jų leistinų. eksploatavimo ribos saugiam eksploatavimui“, – žurnalui pv sakė pagrindinis tyrimo autorius Erkanas Oterkus. „Ši valdymo strategija sukurta siekiant užtikrinti apkrovos reikalavimų įvykdymą ir net žemos kokybės PV energijos gamybą, o tai sumažina bet kokį energijos švaistymą ir pagerina sistemos efektyvumą.

Siūlomoje koncepcijoje energijos valdymo strategijoje laikomasi deterministinio taisyklėmis pagrįsto požiūrio, pagal kurį taisyklės nustatomos naudojant atitinkamos sistemos degalų taupymo ar išmetamųjų teršalų žemėlapį. „Šis metodas naudoja žmogaus patirtį, intuiciją, euristiką ir matematinius modelius, kad būtų sukurtas iš anksto nustatytų taisyklių rinkinys, valdantis sistemos komponentų veikimą“, – pabrėžė grupė. „Šias taisykles galima interpretuoti ir jas galima suderinti, kad skirtingi veikimo scenarijai veiktų geriau su maža skaičiavimo našta.

5 kW galios prototipas naudoja iš dalies plūduriuojančias PV plokštes, kurios nuolat liečiasi su aplinkiniu vandeniu, o tai užtikrina efektyvų ir laisvą aušinimą ir pagerina PV plokščių efektyvumą dėl šiluminės pusiausvyros su aplinkiniu vandeniu. Plaukiojanti platforma, naudojama palaikytiPV sistemagali automatiškai sekti saulės šviesą, kad būtų galima gaminti daugiau saulės energijos ir pakeisti panardinimo santykį, reguliuodama platformos grimzlę ir PV plokščių pasvirimo kampą, kad būtų galima kontroliuoti jų aušinimą arba išvalyti jas nuo susikaupusių dulkių arba visiškai panardinti PV plokštes, kad būtų išvengta bet kokios žalos. esant atšiaurioms oro sąlygoms.

Sandėliavimo sistema apibūdinama kaip adiabatinė CAES sistema, integruota su šiluminės energijos kaupimu (TES). Jį sudaro keturi nekompensuoti oro plieno bakai, kurie yra plūduriuojančios platformos kampuose. „Prieš laikant orą karštas suspaustas oras atšaldomas šilumos keitiklyje“, – aiškino mokslininkai. „Kai generuojama PV elektros energija yra mažesnė arba didesnė už reikalaujamą oro kompresorių galią, siūloma šią elektros energiją kaupti šilumos pavidalu TES.

Karšto vandens bakas taip pat yra integruotas su šilumos keitikliu, kad pakeltų suspausto oro temperatūrą prieš jį plečiant. Suslėgtas oras išleidžiamas ir pašildomas per karšto vandens rezervuarą, prieš jį plečiant plėtiklyje, kad generatorius generuotų elektros energiją.

Atlikdama daugybę modeliavimų, tyrėjų komanda nustatė, kad sistemos efektyvumas pirmyn ir atgal yra 34,1%, o energijos vartojimo efektyvumas - 41%, o didžiausias sistemos veikimas stebimas gruodžio–sausio mėn. „Palyginti su įprastomis CAES sistemomis, siūloma hibridinė CAES sistema per metus sutaupo 126,4 gamtinių dujų kuro“, – pabrėžė akademikai. „Šis degalų taupymas taip pat suteiks ekonominę naudą, nes sistemos eksploatavimo sąnaudos sumažės 27 690 USD per metus.

Jie taip pat nustatė, kad sistemos energijos ir eksergijos efektyvumą gali labai paveikti atskirų komponentų efektyvumas, kuris, jų teigimu, gali sumažėti netinkamo dizaino ir dalinės apkrovos veikimo sąlygomis.

Sistema buvo aprašyta „Hibridinė suspausto oro energijos kaupimo sistema ir iš dalies plūduriuojančios fotovoltinės elektrinės valdymo strategija“, paskelbta „Energy“.

„Egret Solar“ džiaugiasi galimybe sujungti plūduriuojančias fotovoltines (PV) sistemas su suslėgto oro energijos kaupimu (CAES). Šis novatoriškas požiūris duoda didžiulį pažadą sprendžiant kai kuriuos iš pagrindinių iššūkių, su kuriais šiandien susiduria atsinaujinančios energijos pramonė, pavyzdžiui, energijos kaupimas, tinklo stabilumas ir efektyvus erdvės naudojimas. Egret Solar džiaugiasi ilgalaikėmis galimybėmis sujungti plūduriuojančią PV su suslėgto oro energijos kaupimu. Šis poravimas yra pažangiausias sprendimas, sprendžiantis kai kuriuos aktualiausius atsinaujinančios energijos pramonės iššūkius ir skatinantis ekologiškesnę, tvaresnę ateitį.