Yüzen PV'yi basınçlı hava enerji depolamayla birleştirmek

Mısır ve İngiltere'den araştırmacılar yeni bir yüzer sistem geliştirdiPV sistemiEnerji depolamak için basınçlı hava kullanan konsept. Sistemin gidiş-dönüş verimliliği %34,1, enerji verimliliği ise %41'dir.

Mısır'daki Port Said Üniversitesi'nden ve Birleşik Krallık'taki Strathclyde Üniversitesi'nden bilim adamları, yeni bir enerji yönetimi stratejisi aracılığıyla basınçlı hava enerji depolamasını (CAES) yüzen fotovoltaik ile birleştirmeyi önerdiler.

“Güneş enerjisinin kesinti ve kullanılabilirlik sorunlarının üstesinden gelmek için önerilen yüzer PV sistemi, sistemin bileşenleri arasındaki güç akışını izin verilen değerleri aşmadan verimli bir şekilde yönetmek için yeni bir enerji yönetimi stratejisi tarafından kontrol edilen çevre dostu bir hibrit basınçlı hava enerji depolama sistemi ile donatılmıştır. Araştırmanın başyazarı Erkan Oterkus, pv dergisine verdiği demeçte, "Güvenli operasyon için operasyonel sınırlar" dedi. "Bu kontrol stratejisi, yük gereksinimlerinin karşılanmasını ve düşük dereceli PV güç üretiminden bile faydalanılmasını sağlayacak şekilde tasarlanmıştır; bu da her türlü güç israfını azaltır ve sistem verimliliğini artırır."

Önerilen konseptte enerji yönetimi stratejisi, söz konusu sistemin yakıt ekonomisi veya emisyon haritası yardımıyla kuralları belirleyen deterministik kurala dayalı yaklaşımı izlemektedir. Grup, "Bu yaklaşım, sistem bileşenlerinin çalışmasını kontrol eden önceden belirlenmiş bir dizi kural oluşturmak için insan uzmanlığını, sezgisini, buluşsal yöntemini ve matematiksel modelleri kullanıyor" diye vurguladı. "Bu kurallar yorumlanabilir ve düşük hesaplama yüküyle farklı operasyonel senaryoların daha iyi performans göstermesi için ayarlanabilir."

5 kW'lık prototip, çevredeki suyla sürekli doğrudan temas halinde olan, verimli ve serbest bir soğutma sağlayan ve çevredeki suyla termal dengenin bir sonucu olarak PV panellerin verimliliğini artıran, kısmen yüzen PV panelleri kullanıyor. desteklemek için kullanılan yüzer platformPV sistemidaha fazla güneş enerjisi üretimi için güneş ışığını otomatik olarak takip edebilir ve soğutmalarını kontrol etmek veya birikmiş tozdan temizlemek veya herhangi bir hasarı önlemek için PV panellerini tamamen suya batırmak için platformun taslağını ve PV panellerin eğim açısını ayarlayarak batma oranını değiştirebilir. şiddetli hava koşulları sırasında.

Depolama sistemi, termal enerji depolama (TES) ile entegre edilmiş adyabatik bir CAES sistemi olarak tanımlanmaktadır. Yüzer platformun köşelerine yerleştirilen dört adet telafisiz hava çeliği tankından oluşur. Araştırmacılar, "Hava depolamadan önce sıcak basınçlı hava, ısı eşanjöründe soğutulur" diye açıkladı. “Üretilen PV elektriği, hava kompresörlerinin ihtiyaç duyduğu güçten düşük veya yüksek olduğunda, bu elektriğin bir TES'te ısı şeklinde depolanması öneriliyor.”

Basınçlı havanın genleşmeden önce sıcaklığını yükseltmek için bir sıcak su tankı da bir ısı eşanjörü ile entegre edilmiştir. Basınçlı hava, jeneratörü kullanarak elektriği yeniden üretmek için genişleticide genleşmeden önce sıcak su deposu aracılığıyla serbest bırakılır ve ısıtılır.

Araştırma ekibi, bir dizi simülasyonla sistemin gidiş-dönüş verimliliğinin %34,1, enerji verimliliğinin ise %41 olduğunu, en güçlü sistem performansının Aralık ve Ocak ayları arasında gözlemlendiğini buldu. Akademisyenler, "Geleneksel CAES sistemleriyle karşılaştırıldığında önerilen hibrit CAES sisteminin yıllık yüzde 126,4 doğalgaz yakıt tasarrufu sağladığını" vurguladı. "Bu yakıt tasarrufu aynı zamanda sistemin işletme maliyetini 27.690 $/yıl yakıt maliyeti kadar azaltarak ekonomik bir fayda da sağlayacaktır."

Ayrıca sistemin enerji ve ekserji verimliliğinin, tasarım dışı ve kısmi yük çalışma koşullarında azalabileceğini söyledikleri bireysel bileşenlerin verimliliğinden önemli ölçüde etkilenebileceğini de buldular.

Sistem, Energy dergisinde yayınlanan "Kısmen yüzen bir fotovoltaik tesis için Hibrit basınçlı hava enerji depolama sistemi ve kontrol stratejisi" bölümünde tanımlandı.

Egret Solar olarak, yüzer fotovoltaik (PV) sistemleri basınçlı hava enerji depolamayla (CAES) birleştirme potansiyeli bizi heyecanlandırıyor. Bu yenilikçi yaklaşım, enerji depolama, şebeke istikrarı ve alanın verimli kullanımı gibi günümüzde yenilenebilir enerji sektörünün karşı karşıya olduğu temel zorluklardan bazılarının çözümü için büyük umut vaat ediyor. Egret Solar, yüzen PV'yi basınçlı hava enerji depolamasıyla birleştirmenin uzun vadeli potansiyeli konusunda heyecan duyuyor. Bu eşleştirme, yenilenebilir enerji endüstrisindeki en acil zorluklardan bazılarını ele alırken, daha yeşil ve daha sürdürülebilir bir geleceği teşvik eden son teknoloji bir çözümü temsil ediyor.