Kombinácia plávajúceho PV s akumuláciou energie stlačeného vzduchu

Výskumníci z Egypta a Spojeného kráľovstva vyvinuli nový plávajúci prístrojFV systémkoncept, ktorý využíva stlačený vzduch na skladovanie energie. Systém má spiatočnú účinnosť 34,1 % a energetickú účinnosť 41 %.

Vedci z Port Said University v Egypte a University of Strathclyde v Spojenom kráľovstve navrhli skombinovať skladovanie energie stlačeného vzduchu (CAES) s plávajúcou fotovoltaikou prostredníctvom novej stratégie riadenia energie.

„Na prekonanie problémov s prerušovaním a dostupnosťou slnečnej energie je navrhovaný plávajúci fotovoltaický systém vybavený ekologickým hybridným systémom skladovania energie stlačeného vzduchu riadeným novou stratégiou riadenia energie, aby sa efektívne riadil tok energie medzi komponentmi systému bez prekročenia ich povolených hodnôt. prevádzkové limity pre bezpečnú prevádzku,“ povedal pre magazín pv hlavný autor výskumu Erkan Oterkus. "Táto stratégia riadenia je navrhnutá tak, aby zabezpečila splnenie požiadaviek na zaťaženie a využitie aj nízkokvalitnej výroby FV energie, čo znižuje akékoľvek plytvanie energiou a zlepšuje účinnosť systému."

V navrhovanom koncepte sa stratégia energetického manažmentu riadi deterministickým prístupom založeným na pravidlách, ktorý určuje pravidlá pomocou mapy spotreby paliva alebo emisií daného systému. „Tento prístup využíva ľudskú odbornosť, intuíciu, heuristiku a matematické modely na vytvorenie súboru vopred určených pravidiel, ktoré riadia fungovanie komponentov systému,“ zdôraznila skupina. "Tieto pravidlá sú interpretovateľné a možno ich vyladiť pre lepší výkon rôznych prevádzkových scenárov s nízkou výpočtovou záťažou."

Prototyp 5 kW využíva čiastočne plávajúce FV panely, ktoré sú v nepretržitom priamom kontakte s okolitou vodou, čo poskytuje efektívne a voľné chladenie a zlepšuje účinnosť FV panelov v dôsledku tepelnej rovnováhy s okolitou vodou. Plávajúca plošina používaná na podporuFV systémje schopný automaticky sledovať slnečné svetlo pre väčšiu produkciu slnečnej energie a meniť pomer ponorenia úpravou ponoru platformy a uhla naklonenia PV panelov, aby sa ovládalo ich chladenie alebo ich čistenie od akéhokoľvek nahromadeného prachu alebo úplné ponorenie PV panelov, aby sa predišlo akémukoľvek poškodeniu počas náročných poveternostných podmienok.

Akumulačný systém je opísaný ako adiabatický CAES systém integrovaný so skladovaním tepelnej energie (TES). Skladá sa zo štyroch nekompenzovaných vzduchových oceľových nádrží, ktoré sú umiestnené v rohoch plávajúcej plošiny. „Pred uskladnením vzduchu sa horúci stlačený vzduch ochladí vo výmenníku tepla,“ vysvetlili vedci. "Vždy, keď je generovaná FV elektrina nižšia alebo vyššia ako požadovaný výkon vzduchových kompresorov, navrhuje sa skladovať túto elektrinu vo forme tepla v TES."

Zásobník teplej vody je tiež integrovaný s výmenníkom tepla na zvýšenie teploty stlačeného vzduchu pred jeho expanziou. Stlačený vzduch sa uvoľňuje a ohrieva cez zásobník teplej vody pred jeho expanziou v expandéri na regeneráciu elektriny pomocou generátora.

Prostredníctvom série simulácií výskumný tím zistil, že systém má spiatočnú účinnosť 34,1 % a energetickú účinnosť 41 %, pričom najsilnejší výkon systému bol pozorovaný medzi decembrom a januárom. „V porovnaní s konvenčnými systémami CAES má navrhovaný hybridný systém CAES ročnú úsporu paliva 126,4 zemného plynu,“ zdôraznili akademici. „Táto úspora paliva bude mať za následok aj ekonomický prínos znížením prevádzkových nákladov systému o 27 690 USD ročne.“

Zistili tiež, že energetická a energetická účinnosť systému môže byť značne ovplyvnená účinnosťou jednotlivých komponentov, ktorá sa podľa nich môže znížiť v podmienkach mimodizajnu a pri čiastočnom zaťažení.

Systém bol opísaný v časti „Hybridný systém skladovania energie stlačeného vzduchu a stratégia riadenia pre čiastočne plávajúcu fotovoltaickú elektráreň“, ktorá bola publikovaná v časopise Energy.

V Egret Solar sme nadšení z potenciálu kombinovania plávajúcich fotovoltaických (PV) systémov so zásobníkom energie stlačeného vzduchu (CAES). Tento inovatívny prístup je obrovským prísľubom pri riešení niektorých kľúčových výziev, ktorým dnes čelí priemysel obnoviteľnej energie, ako je skladovanie energie, stabilita siete a efektívne využitie priestoru. Spoločnosť Egret Solar je nadšená z dlhodobého potenciálu kombinovania plávajúcej fotovoltaiky s akumuláciou energie stlačeného vzduchu. Toto spojenie predstavuje špičkové riešenie, ktoré rieši niektoré z najnaliehavejších výziev v odvetví obnoviteľnej energie a zároveň podporuje zelenšiu a udržateľnejšiu budúcnosť.