Kelluvan aurinkoenergian yhdistäminen paineilmaenergian varastointiin

Egyptiläiset ja brittiläiset tutkijat kehittivät uuden kelluvanPV järjestelmäkonsepti, joka käyttää paineilmaa energian varastointiin. Järjestelmän edestakainen hyötysuhde on 34,1 % ja energiatehokkuus 41 %.

Egyptin Port Said -yliopiston ja Yhdistyneen kuningaskunnan Strathclyden yliopiston tutkijat ovat ehdottaneet paineilmaenergian varastoinnin (CAES) yhdistämistä kelluvaan aurinkosähköön uuden energianhallintastrategian avulla.

"Aurinkoenergian ajoittaisuus- ja saatavuusongelmien ratkaisemiseksi ehdotettu kelluva aurinkosähköjärjestelmä on varustettu ympäristöystävällisellä hybridipaineilmaenergian varastointijärjestelmällä, jota ohjataan uudella energianhallintastrategialla, jotta järjestelmän komponenttien välistä tehovirtaa voidaan hallita tehokkaasti ylittämättä niiden sallittua. käyttörajat turvalliselle käytölle”, tutkimuksen johtava kirjoittaja Erkan Oterkus kertoi pv-lehdelle. "Tämä ohjausstrategia on suunniteltu varmistamaan kuormitusvaatimusten täyttäminen ja jopa heikkolaatuisen aurinkosähkön tuotannon hyödyntäminen, mikä vähentää sähkön hukkaa ja parantaa järjestelmän tehokkuutta."

Ehdotetussa konseptissa energianhallintastrategia noudattaa determinististä sääntöpohjaista lähestymistapaa, joka määrittää säännöt kyseisen järjestelmän polttoainetalous- tai päästökartan avulla. "Tämä lähestymistapa hyödyntää ihmisen asiantuntemusta, intuitiota, heuristiikkaa ja matemaattisia malleja luodakseen ennalta määrättyjä sääntöjä, jotka ohjaavat järjestelmän komponenttien toimintaa", ryhmä painotti. "Nämä säännöt ovat tulkittavissa ja niitä voidaan virittää erilaisten toimintaskenaarioiden parempaan suorituskykyyn pienillä laskentakuormilla."

5 kW:n prototyyppi hyödyntää osittain kelluvia aurinkopaneeleja, jotka ovat jatkuvassa suorassa kosketuksessa ympäröivän veden kanssa, mikä tarjoaa tehokkaan ja vapaan jäähdytyksen sekä parantaa PV-paneelien tehokkuutta lämpötasapainon seurauksena ympäröivän veden kanssa. Kelluva alusta käytetään tukemaanPV järjestelmäpystyy seuraamaan auringonvaloa automaattisesti lisätäkseen aurinkoenergian tuotantoa ja muuttamalla upotussuhdetta säätämällä alustan vetoa ja aurinkopaneelien kallistuskulmaa ohjatakseen niiden jäähdytystä tai puhdistamalla ne kertyneestä pölystä tai upottamalla aurinkopaneelit kokonaan veden alle vaurioiden välttämiseksi. vaikeiden sääolosuhteiden aikana.

Varastointijärjestelmää kuvataan adiabaattiseksi CAES-järjestelmäksi, joka on integroitu lämpöenergian varastointiin (TES). Se koostuu neljästä kompensoimattomasta ilmaterässäiliöstä, jotka on sijoitettu kelluvan alustan kulmiin. "Ennen ilman varastointia kuuma paineilma jäähdytetään lämmönvaihtimessa", tutkijat selittivät. "Aina kun tuotettu aurinkosähkö on pienempi tai suurempi kuin ilmakompressorien vaatima teho, ehdotetaan tämän sähkön varastoimista lämmön muodossa TES:ään."

Kuumavesisäiliö on myös integroitu lämmönvaihtimeen, joka nostaa paineilman lämpötilaa ennen sen laajenemista. Paineilma vapautetaan ja lämmitetään kuumavesisäiliön läpi ennen sen laajenemista laajentimessa sähkön regeneroimiseksi generaattorin avulla.

Simulaatiosarjan avulla tutkimusryhmä havaitsi, että järjestelmän edestakainen hyötysuhde on 34,1 % ja energiatehokkuus 41 %, ja vahvin järjestelmän suorituskyky havaittiin joulukuun ja tammikuun välisenä aikana. "Verrattuna perinteisiin CAES-järjestelmiin ehdotetun hybridi-CAES-järjestelmän vuotuinen polttoainesäästö on 126,4 maakaasua", tutkijat korostivat. "Tämä polttoaineen säästö tuottaa myös taloudellista hyötyä vähentämällä järjestelmän käyttökustannuksia 27 690 dollarilla/vuosi polttoainekustannuksia kohti."

He havaitsivat myös, että yksittäisten komponenttien tehokkuus voi vaikuttaa merkittävästi järjestelmän energia- ja eksergiatehokkuuteen, joka heidän mukaansa voi laskea suunnittelun ulkopuolisissa ja osittaisen kuormituksen olosuhteissa.

Järjestelmää kuvattiin Energy -lehdessä julkaistussa artikkelissa "Hybridipaineilmaenergian varastointijärjestelmä ja ohjausstrategia osittain kelluvalle aurinkosähkölaitokselle".

Me Egret Solarilla olemme innoissamme mahdollisuuksista yhdistää kelluvia aurinkosähköjärjestelmiä (PV) paineilmaenergian varastointiin (CAES). Tällä innovatiivisella lähestymistavalla on valtava lupaus vastata joihinkin uusiutuvan energian teollisuuden tämän päivän keskeisiin haasteisiin, kuten energian varastointiin, verkon vakauteen ja tilan tehokkaaseen käyttöön. Egret Solar on innoissaan pitkän aikavälin mahdollisuuksista yhdistää kelluva aurinkosähkö paineilmaenergian varastointiin. Tämä pariliitos edustaa huippuluokan ratkaisua, joka vastaa joihinkin uusiutuvan energian alan kiireellisimmistä haasteista ja edistää samalla vihreämpää ja kestävämpää tulevaisuutta.