Menggabungkan PV terapung dengan simpanan tenaga udara termampat

Penyelidik dari Mesir dan UK membangunkan terapung barusistem PVkonsep yang menggunakan udara termampat untuk simpanan tenaga. Sistem ini mempunyai kecekapan pergi balik sebanyak 34.1% dan kecekapan tenaga sebanyak 41%.

Para saintis dari Universiti Port Said di Mesir dan Universiti Strathclyde di United Kingdom telah mencadangkan untuk menggabungkan penyimpanan tenaga udara termampat (CAES) dengan fotovoltaik terapung melalui strategi pengurusan tenaga baru.

“Untuk mengatasi masalah terputus-putus dan ketersediaan tenaga solar, sistem PV terapung yang dicadangkan dilengkapi dengan sistem penyimpanan tenaga udara termampat hibrid mesra alam yang dikawal oleh strategi pengurusan tenaga baharu untuk menguruskan aliran kuasa antara komponen sistem dengan cekap tanpa melebihi yang dibenarkan. had operasi untuk operasi yang selamat,” kata penulis utama penyelidikan itu, Erkan Oterkus, kepada majalah pv. "Strategi kawalan ini direka untuk memastikan memenuhi keperluan beban dan menggunakan walaupun pengeluaran kuasa PV gred rendah, yang mengurangkan sebarang pembaziran kuasa dan meningkatkan kecekapan sistem."

Dalam konsep yang dicadangkan, strategi pengurusan tenaga mengikut pendekatan berasaskan peraturan deterministik, yang menentukan peraturan dengan bantuan penjimatan bahan api atau peta pelepasan sistem berkenaan. "Pendekatan ini menggunakan kepakaran manusia, gerak hati, heuristik, dan model matematik untuk menjana satu set peraturan yang telah ditetapkan yang mengawal operasi komponen sistem," tegas kumpulan itu. "Peraturan ini boleh ditafsirkan dan boleh ditala untuk prestasi yang lebih baik bagi senario operasi yang berbeza dengan beban pengiraan yang rendah."

Prototaip 5 kW menggunakan panel PV terapung separa yang berada dalam hubungan langsung yang berterusan dengan air di sekeliling, yang menyediakan penyejukan yang cekap dan percuma serta meningkatkan kecekapan panel PV hasil daripada keseimbangan terma dengan air di sekeliling. Platform terapung yang digunakan untuk menyokongsistem PVmampu menjejak cahaya matahari secara automatik untuk lebih banyak pengeluaran tenaga suria dan mengubah nisbah tenggelam dengan melaraskan draf platform dan sudut kecondongan panel PV untuk mengawal penyejukan atau membersihkannya daripada sebarang habuk terkumpul atau menenggelamkan sepenuhnya panel PV untuk mengelakkan sebarang kerosakan semasa keadaan cuaca yang teruk.

Sistem storan digambarkan sebagai sistem CAES adiabatik yang disepadukan dengan storan tenaga haba (TES). Ia terdiri daripada empat tangki keluli udara tanpa pampasan yang diletakkan di sudut platform terapung. "Sebelum penyimpanan udara, udara termampat panas disejukkan dalam bekas penukar haba," jelas para penyelidik. "Apabila tenaga elektrik PV yang dijana lebih rendah atau lebih tinggi daripada kuasa yang diperlukan oleh pemampat udara, adalah dicadangkan untuk menyimpan elektrik ini dalam bentuk haba dalam TES."

Tangki air panas juga disepadukan dengan bekas penukar haba untuk menaikkan suhu udara termampat sebelum pengembangannya. Udara termampat dilepaskan dan dipanaskan melalui tangki air panas sebelum pengembangannya dalam pengembang untuk menjana semula elektrik menggunakan penjana.

Melalui satu siri simulasi, pasukan penyelidik mendapati bahawa sistem itu mempunyai kecekapan pergi balik sebanyak 34.1% dan kecekapan tenaga sebanyak 41%, dengan prestasi sistem terkuat diperhatikan antara Disember dan Januari. "Berbanding dengan sistem CAES konvensional, sistem CAES hibrid yang dicadangkan mempunyai penjimatan bahan api tahunan sebanyak 126.4 gas asli," kata ahli akademik itu. “Penjimatan bahan api ini juga akan menghasilkan manfaat ekonomi dengan mengurangkan kos operasi sistem sebanyak $27,690/tahun kos bahan api.”

Mereka juga mendapati bahawa kecekapan tenaga dan exergy sistem boleh terjejas dengan ketara oleh kecekapan komponen individu, yang mereka katakan boleh berkurangan di bawah keadaan operasi luar reka bentuk dan beban separa.

Sistem ini diterangkan dalam "Sistem penyimpanan tenaga udara termampat hibrid dan strategi kawalan untuk loji fotovoltaik terapung separa," yang diterbitkan dalam Tenaga.

Di Egret Solar, kami teruja dengan potensi menggabungkan sistem fotovoltaik terapung (PV) dengan simpanan tenaga udara termampat (CAES). Pendekatan inovatif ini mempunyai janji yang besar untuk menangani beberapa cabaran utama yang dihadapi oleh industri tenaga boleh diperbaharui hari ini, seperti penyimpanan tenaga, kestabilan grid dan penggunaan ruang yang cekap. Egret Solar teruja dengan potensi jangka panjang untuk menggabungkan PV terapung dengan simpanan tenaga udara termampat. Gandingan ini mewakili penyelesaian termaju yang menangani beberapa cabaran paling mendesak dalam industri tenaga boleh diperbaharui sambil mempromosikan masa depan yang lebih hijau dan mampan.