Kombinace plovoucího FV systému s akumulací energie stlačeného vzduchu

Výzkumníci z Egypta a Velké Británie vyvinuli nový plovoucíFV systémkoncept, který využívá stlačený vzduch pro skladování energie. Systém má zpáteční účinnost 34,1 % a energetickou účinnost 41 %.

Vědci z Port Said University v Egyptě a University of Strathclyde ve Spojeném království navrhli spojit skladování energie stlačeného vzduchu (CAES) s plovoucí fotovoltaikou prostřednictvím nové strategie řízení energie.

„Pro překonání problémů s přerušováním a dostupností solární energie je navrhovaný plovoucí fotovoltaický systém vybaven ekologickým hybridním systémem skladování energie stlačeného vzduchu řízeným novou strategií energetického managementu, aby bylo možné efektivně řídit tok energie mezi komponenty systému bez překročení jejich přípustných hodnot. provozní limity pro bezpečný provoz,“ řekl magazínu pv hlavní autor výzkumu Erkan Oterkus. „Tato řídicí strategie je navržena tak, aby zajistila splnění požadavků na zatížení a využití i nekvalitní fotovoltaické výroby, což snižuje jakékoli plýtvání energií a zlepšuje účinnost systému.“

Strategie energetického managementu se v navrhované koncepci řídí deterministickým přístupem založeným na pravidlech, který určuje pravidla pomocí mapy spotřeby paliva nebo emisí daného systému. "Tento přístup využívá lidskou odbornost, intuici, heuristiku a matematické modely k vytvoření sady předem určených pravidel, která řídí provoz systémových komponent," zdůraznila skupina. "Tato pravidla jsou interpretovatelná a lze je vyladit pro lepší výkon různých provozních scénářů s nízkou výpočetní zátěží."

Prototyp 5 kW využívá částečně plovoucí FV panely, které jsou v nepřetržitém přímém kontaktu s okolní vodou, což zajišťuje účinné a volné chlazení a zlepšuje účinnost FV panelů v důsledku tepelné rovnováhy s okolní vodou. Plovoucí plošina používaná k podpořeFV systémje schopen automaticky sledovat sluneční světlo pro větší produkci solární energie a měnit poměr ponoření úpravou tahu platformy a úhlu naklonění FV panelů pro řízení jejich chlazení nebo jejich čištění od nahromaděného prachu nebo úplným ponořením FV panelů, aby se zabránilo jakémukoli poškození za nepříznivých povětrnostních podmínek.

Akumulační systém je popsán jako adiabatický systém CAES integrovaný s akumulací tepelné energie (TES). Skládá se ze čtyř nekompenzovaných vzduchových ocelových nádrží, které jsou umístěny v rozích plovoucí plošiny. „Před uskladněním vzduchu se horký stlačený vzduch ochladí ve výměníku tepla,“ vysvětlili vědci. "Kdykoli je vyrobená FV elektřina nižší nebo vyšší než požadovaný výkon vzduchových kompresorů, navrhuje se uložit tuto elektřinu ve formě tepla v TES."

Zásobník teplé vody je také integrován s výměníkem tepla pro zvýšení teploty stlačeného vzduchu před jeho rozpínáním. Stlačený vzduch se uvolňuje a ohřívá přes zásobník teplé vody před jeho expanzí v expandéru k regeneraci elektřiny pomocí generátoru.

Prostřednictvím řady simulací výzkumný tým zjistil, že systém má zpáteční účinnost 34,1 % a energetickou účinnost 41 %, přičemž nejvyšší výkon systému byl pozorován mezi prosincem a lednem. „Ve srovnání s konvenčními systémy CAES má navrhovaný hybridní systém CAES roční úsporu paliva 126,4 zemního plynu,“ zdůraznili akademici. "Tato úspora paliva bude mít také za následek ekonomický přínos snížením provozních nákladů systému o 27 690 USD ročně nákladů na palivo."

Zjistili také, že energetická a exergická účinnost systému může být značně ovlivněna účinností jednotlivých komponent, která se podle nich může snížit při mimoprojektových podmínkách a v podmínkách provozu s částečným zatížením.

Systém byl popsán v „Hybridní systém skladování energie stlačeného vzduchu a strategie řízení pro částečně plovoucí fotovoltaickou elektrárnu“, publikované v Energy.

Ve společnosti Egret Solar jsme nadšeni z potenciálu kombinace plovoucích fotovoltaických (PV) systémů s akumulací energie stlačeného vzduchu (CAES). Tento inovativní přístup je obrovským příslibem pro řešení některých klíčových výzev, kterým dnes čelí průmysl obnovitelné energie, jako je skladování energie, stabilita sítě a efektivní využití prostoru. Společnost Egret Solar je nadšená z dlouhodobého potenciálu kombinace plovoucí fotovoltaiky s akumulací energie stlačeného vzduchu. Toto spojení představuje špičkové řešení, které řeší některé z nejnaléhavějších výzev v odvětví obnovitelné energie a zároveň podporuje zelenější a udržitelnější budoucnost.