A lebegő PV kombinálása sűrített levegős energiatárolással

Egyiptomból és az Egyesült Királyságból származó kutatók új úszót fejlesztettek kiPV rendszerkoncepció, amely sűrített levegőt használ az energia tárolására. A rendszer oda-vissza hatásfoka 34,1%, energiahatékonysága pedig 41%.

Az egyiptomi Port Said Egyetem és az egyesült királyságbeli Strathclyde Egyetem tudósai a sűrített levegős energiatárolás (CAES) és a lebegő fotovoltaikus energia összekapcsolását javasolták egy új energiagazdálkodási stratégia révén.

„A napenergia időszakossági és rendelkezésre állási problémáinak leküzdésére a javasolt úszó PV rendszert környezetbarát hibrid sűrített levegős energiatároló rendszerrel látták el, amelyet egy új energiagazdálkodási stratégia vezérel, hogy hatékonyan kezelje a rendszer alkatrészei közötti energiaáramlást anélkül, hogy túllépné a megengedett értéket. működési korlátok a biztonságos működés érdekében” – mondta a kutatás vezető szerzője, Erkan Oterkus a pv magazinnak. „Ezt a szabályozási stratégiát úgy alakították ki, hogy biztosítsa a terhelési követelmények teljesítését és még az alacsony minőségű PV energiatermelést is, ami csökkenti az energiapazarlást és javítja a rendszer hatékonyságát.”

A javasolt koncepcióban az energiagazdálkodási stratégia a determinisztikus szabályalapú megközelítést követi, amely az adott rendszer üzemanyag-gazdaságossági vagy károsanyag-kibocsátási térképe segítségével határozza meg a szabályokat. "Ez a megközelítés az emberi szakértelmet, az intuíciót, a heurisztikát és a matematikai modelleket használja fel egy sor előre meghatározott szabály létrehozására, amely szabályozza a rendszerelemek működését" - hangsúlyozta a csoport. "Ezek a szabályok értelmezhetők, és beállíthatók a különböző működési forgatókönyvek jobb teljesítménye érdekében alacsony számítási terhelés mellett."

Az 5 kW-os prototípus részben lebegtetett PV paneleket használ, amelyek folyamatos közvetlen kapcsolatban állnak a környező vízzel, ami hatékony és szabad hűtést biztosít, és a környező vízzel való termikus egyensúly eredményeként javítja a PV panelek hatékonyságát. Az úszó platform támogatására használtPV rendszerképes automatikusan követni a napfényt a több napenergia termelés érdekében, és megváltoztatni a bemerülési arányt a platform huzatának és a PV panelek dőlésszögének beállításával, hogy szabályozza a hűtést, megtisztítsa azokat a felgyülemlett portól, vagy teljesen alámerítse a napelem paneleket a sérülések elkerülése érdekében zord időjárási körülmények között.

A tárolórendszert hőenergia-tárolással (TES) integrált adiabatikus CAES rendszerként írják le. Négy kompenzálatlan levegőacél tartályból áll, amelyek az úszóplatform sarkainál helyezkednek el. "A levegő tárolása előtt a forró sűrített levegőt lehűtik a hőcserélőben" - magyarázták a kutatók. „Ha a megtermelt napelemes villamos energia alacsonyabb vagy magasabb, mint a légkompresszorok által igényelt teljesítmény, javasolt ezt az elektromosságot hő formájában tárolni egy TES-ben.”

A melegvíz-tartály egy hőcserélővel is rendelkezik, amely növeli a sűrített levegő hőmérsékletét a tágulás előtt. A sűrített levegő a melegvíz-tartályon keresztül szabadul fel és melegszik fel, mielőtt az expanderben kitágul, hogy a generátor segítségével villamos energiát állítson elő.

Egy sor szimuláció során a kutatócsoport megállapította, hogy a rendszer oda-vissza hatásfoka 34,1%, energiahatékonysága pedig 41%, a legerősebb rendszerteljesítmény december és január között volt megfigyelhető. „A hagyományos CAES-rendszerekhez képest a javasolt hibrid CAES-rendszer éves szinten 126,4 földgáz-megtakarítást jelent” – hangsúlyozták az akadémikusok. „Ez az üzemanyag-megtakarítás gazdasági haszonnal is jár, mivel a rendszer üzemeltetési költségét évente 27 690 dollárral csökkenti az üzemanyagköltség.”

Azt is megállapították, hogy a rendszer energia- és exergiahatékonyságát jelentősen befolyásolhatja az egyes komponensek hatékonysága, amely szerintük csökkenhet tervezéstől eltérő és részterheléses üzemi körülmények között.

A rendszer leírása az Energy-ben megjelent „Hibrid sűrített levegős energiatároló rendszer és szabályozási stratégia egy részben lebegő fotovoltaikus erőműhöz” című kiadványban.

Az Egret Solarnál izgatottak vagyunk a lebegő fotovoltaikus (PV) rendszerek és a sűrített levegős energiatároló (CAES) kombinálásában. Ez az innovatív megközelítés óriási ígéreteket rejt magában a megújulóenergia-ipar előtt álló néhány kulcsfontosságú kihívás kezelésében, mint például az energiatárolás, a hálózat stabilitása és a hatékony térhasználat. Az Egret Solar izgatottan várja a lebegő fotovoltaikus és a sűrített levegős energiatárolás kombinálásának hosszú távú lehetőségeit. Ez a párosítás olyan élvonalbeli megoldást jelent, amely a megújulóenergia-ipar legsürgetőbb kihívásaival foglalkozik, miközben elősegíti a zöldebb, fenntarthatóbb jövőt.