ترکیب PV شناور با ذخیره انرژی هوای فشرده

محققان مصری و بریتانیایی شناور جدیدی ساخته اندسیستم PVمفهومی که از هوای فشرده برای ذخیره انرژی استفاده می کند. این سیستم دارای راندمان رفت و برگشت 34.1 درصد و بازده انرژی 41 درصد است.

دانشمندان دانشگاه پورت سعید در مصر و دانشگاه Strathclyde در بریتانیا، ترکیب ذخیره انرژی هوای فشرده (CAES) با فتوولتائیک شناور را از طریق یک استراتژی جدید مدیریت انرژی پیشنهاد کرده‌اند.

برای غلبه بر مشکلات متناوب و در دسترس بودن انرژی خورشیدی، سیستم PV شناور پیشنهادی مجهز به یک سیستم ذخیره‌سازی انرژی هوای فشرده هیبریدی سازگار با محیط زیست است که توسط یک استراتژی مدیریت انرژی جدید کنترل می‌شود تا جریان برق بین اجزای سیستم را بدون تجاوز از حد مجاز مدیریت کند. ارکان اوترکوس، نویسنده اصلی این تحقیق، به مجله pv گفت: محدودیت‌های عملیاتی برای عملیات ایمن. این استراتژی کنترلی برای اطمینان از برآورده شدن نیازهای بار و استفاده از تولید برق PV با درجه پایین طراحی شده است که هر گونه اتلاف برق را کاهش می دهد و کارایی سیستم را بهبود می بخشد.

در مفهوم پیشنهادی، استراتژی مدیریت انرژی از رویکرد مبتنی بر قاعده قطعی پیروی می کند، که قوانین را با کمک یک اقتصاد سوخت یا نقشه انتشار گازهای گلخانه ای سیستم مورد نظر تعیین می کند. این گروه تاکید کرد: "این رویکرد از تخصص انسانی، شهود، اکتشافی و مدل های ریاضی برای ایجاد مجموعه ای از قوانین از پیش تعیین شده که عملکرد اجزای سیستم را کنترل می کند، استفاده می کند." "این قوانین قابل تفسیر هستند و می توانند برای عملکرد بهتر سناریوهای عملیاتی مختلف با بار محاسباتی کم تنظیم شوند."

نمونه اولیه 5 کیلوواتی از پنل های PV نیمه شناور استفاده می کند که در تماس مستقیم مداوم با آب اطراف هستند که خنک کننده کارآمد و رایگان را فراهم می کند و راندمان پانل های PV را در نتیجه تعادل حرارتی با آب اطراف بهبود می بخشد. سکوی شناور مورد استفاده برای حمایت ازسیستم PVقادر به ردیابی نور خورشید به صورت خودکار برای تولید بیشتر انرژی خورشیدی و تغییر نسبت غوطه وری با تنظیم پیش ران پلت فرم و زاویه شیب پنل های PV برای کنترل خنک کنندگی آنها یا تمیز کردن آنها از هرگونه گرد و غبار انباشته شده یا غوطه ور کردن کامل پانل های PV برای جلوگیری از هرگونه آسیب است. در شرایط آب و هوایی شدید

سیستم ذخیره سازی به عنوان یک سیستم CAES آدیاباتیک یکپارچه با ذخیره انرژی حرارتی (TES) توصیف می شود. این شامل چهار مخزن فولادی هوای جبران نشده است که در گوشه های سکوی شناور قرار می گیرند. محققان توضیح دادند: "قبل از ذخیره سازی هوا، هوای فشرده داغ در مبدل حرارتی خنک می شود." هر گاه برق PV تولید شده کمتر یا بیشتر از توان مورد نیاز کمپرسورهای هوا باشد، پیشنهاد می‌شود که این الکتریسیته به شکل گرما در یک TES ذخیره شود.

یک مخزن آب گرم نیز با یک مبدل حرارتی یکپارچه شده است تا دمای هوای فشرده را قبل از انبساط آن افزایش دهد. هوای فشرده قبل از انبساط آن در منبسط کننده برای بازسازی برق با استفاده از ژنراتور از طریق مخزن آب گرم آزاد شده و گرم می شود.

از طریق یک سری شبیه سازی، تیم تحقیقاتی دریافتند که این سیستم دارای راندمان رفت و برگشت 34.1٪ و بازده انرژی 41٪ است که قوی ترین عملکرد سیستم بین دسامبر و ژانویه مشاهده شده است. دانشگاهیان تاکید کردند: در مقایسه با سیستم‌های CAES معمولی، سیستم هیبریدی CAES پیشنهادی سالانه 126.4 گاز طبیعی صرفه‌جویی می‌کند. این صرفه جویی در مصرف سوخت همچنین با کاهش هزینه عملیاتی سیستم به میزان 27690 دلار در سال هزینه سوخت منجر به سود اقتصادی خواهد شد.

آنها همچنین دریافتند که راندمان انرژی و اگزرژی سیستم می تواند به طور قابل توجهی تحت تأثیر راندمان اجزای منفرد قرار گیرد، که به گفته آنها می تواند در شرایط عملیاتی خارج از طراحی و بار جزئی کاهش یابد.

این سیستم در «سیستم ذخیره انرژی هوای فشرده هیبریدی و استراتژی کنترل برای یک نیروگاه فتوولتائیک نیمه شناور» که در انرژی منتشر شده است، توضیح داده شده است.

در Egret Solar، ما در مورد پتانسیل ترکیب سیستم‌های فتوولتائیک شناور (PV) با ذخیره‌سازی انرژی هوای فشرده (CAES) هیجان‌زده هستیم. این رویکرد نوآورانه نوید بسیار زیادی برای رسیدگی به برخی از چالش‌های کلیدی پیش روی صنعت انرژی‌های تجدیدپذیر امروزی مانند ذخیره‌سازی انرژی، پایداری شبکه و استفاده کارآمد از فضا دارد. Egret Solar در مورد پتانسیل طولانی مدت ترکیب PV شناور با ذخیره انرژی هوای فشرده هیجان زده است. این جفت نشان دهنده یک راه حل پیشرفته است که به برخی از مهم ترین چالش ها در صنعت انرژی های تجدید پذیر می پردازد و در عین حال آینده ای سبزتر و پایدارتر را ترویج می کند.