Kombinacija lebdeče PV s shranjevanjem energije na stisnjen zrak

Raziskovalci iz Egipta in Združenega kraljestva so razvili novo lebdenjePV sistemkoncept, ki za shranjevanje energije uporablja stisnjen zrak. Sistem ima povratno učinkovitost 34,1 % in energijsko učinkovitost 41 %.

Znanstveniki z univerze Port Said v Egiptu in univerze Strathclyde v Združenem kraljestvu so predlagali kombinacijo shranjevanja energije na stisnjenem zraku (CAES) z lebdečo fotovoltaiko prek nove strategije upravljanja z energijo.

»Za premagovanje težav s prekinitvami in razpoložljivostjo sončne energije je predlagani lebdeči PV sistem opremljen z okolju prijaznim hibridnim sistemom za shranjevanje energije na stisnjen zrak, ki ga nadzira nova strategija upravljanja z energijo za učinkovito upravljanje pretoka moči med komponentami sistema, ne da bi presegli njihovo dovoljeno operativnih omejitev za varno delovanje,« je za revijo pv povedal glavni avtor raziskave Erkan Oterkus. "Ta strategija nadzora je zasnovana tako, da zagotavlja izpolnjevanje zahtev glede obremenitve in izkoriščanje celo nizkokakovostne proizvodnje fotovoltaične energije, kar zmanjša kakršno koli izgubo energije in izboljša učinkovitost sistema."

V predlaganem konceptu strategija upravljanja z energijo sledi determinističnemu pristopu, ki temelji na pravilih, ki določa pravila s pomočjo karte ekonomičnosti porabe goriva ali emisij zadevnega sistema. "Ta pristop uporablja človeško strokovno znanje, intuicijo, hevristiko in matematične modele za ustvarjanje nabora vnaprej določenih pravil, ki nadzorujejo delovanje komponent sistema," je poudarila skupina. "Ta pravila je mogoče razlagati in jih je mogoče prilagoditi za boljšo učinkovitost različnih operativnih scenarijev z nizkimi računalniškimi obremenitvami."

Prototip s 5 kW uporablja delno lebdeče PV panele, ki so v neprekinjenem neposrednem stiku z okoliško vodo, kar zagotavlja učinkovito in brezplačno hlajenje ter izboljša učinkovitost PV panelov kot rezultat toplotnega ravnovesja z okoliško vodo. Plavajoča platforma, ki se uporablja za podporoPV sistemje sposoben samodejno slediti sončni svetlobi za večjo proizvodnjo sončne energije in spremeniti razmerje potopitve s prilagoditvijo ugreza ploščadi in kota nagiba fotonapetostnih panelov za nadzor njihovega hlajenja ali jih očistiti morebitnega nabranega prahu ali popolnoma potopiti fotonapetostne plošče, da se izognejo poškodbam v hudih vremenskih razmerah.

Sistem za shranjevanje je opisan kot adiabatni sistem CAES, integriran s hranilnikom toplotne energije (TES). Sestavljen je iz štirih nekompenziranih zračnih jeklenih rezervoarjev, ki so nameščeni na vogalih plavajoče ploščadi. "Pred shranjevanjem zraka se vroč stisnjen zrak ohladi v izmenjevalniku toplote," so pojasnili raziskovalci. "Kadarkoli je proizvedena PV električna energija nižja ali višja od zahtevane moči zračnih kompresorjev, je predlagano shranjevanje te električne energije v obliki toplote v TES."

Rezervoar za toplo vodo je prav tako integriran z izmenjevalnikom toplote za dvig temperature stisnjenega zraka pred njegovo ekspanzijo. Stisnjen zrak se sprosti in segreje skozi rezervoar za toplo vodo, preden se razširi v ekspanderju za regeneracijo električne energije s pomočjo generatorja.

S serijo simulacij je raziskovalna skupina ugotovila, da ima sistem povratno učinkovitost 34,1 % in energijsko učinkovitost 41 %, pri čemer je bila najvišja zmogljivost sistema opažena med decembrom in januarjem. »V primerjavi s konvencionalnimi sistemi CAES ima predlagani hibridni sistem CAES letni prihranek goriva 126,4 zemeljskega plina,« so poudarili akademiki. "Ta prihranek goriva bo prinesel tudi gospodarsko korist z zmanjšanjem obratovalnih stroškov sistema za 27.690 $/leto stroškov goriva."

Ugotovili so tudi, da lahko na energijsko in eksergijsko učinkovitost sistema precej vpliva učinkovitost posameznih komponent, ki se po njihovih navedbah lahko zmanjša v pogojih delovanja zunaj načrta in pri delni obremenitvi.

Sistem je bil opisan v "Hibridnem sistemu za shranjevanje energije na stisnjenem zraku in nadzorni strategiji za delno lebdečo fotovoltaično elektrarno", objavljenem v Energy.

Pri Egret Solar smo navdušeni nad potencialom združevanja lebdečih fotonapetostnih (PV) sistemov s shranjevanjem energije na stisnjen zrak (CAES). Ta inovativni pristop močno obeta pri reševanju nekaterih ključnih izzivov, s katerimi se danes sooča industrija obnovljive energije, kot so shranjevanje energije, stabilnost omrežja in učinkovita raba prostora. Egret Solar je navdušen nad dolgoročnim potencialom združevanja lebdeče PV s shranjevanjem energije na stisnjen zrak. Ta kombinacija predstavlja vrhunsko rešitev, ki obravnava nekatere najbolj pereče izzive v industriji obnovljivih virov energije, hkrati pa spodbuja bolj zeleno in trajnostno prihodnost.