Combinând PV plutitor cu stocarea energiei cu aer comprimat

Cercetătorii din Egipt și Marea Britanie au dezvoltat o nouă plutitoaresistem PVconcept care utilizează aer comprimat pentru stocarea energiei. Sistemul are o eficiență dus-întors de 34,1% și o eficiență energetică de 41%.

Oamenii de știință de la Universitatea Port Said din Egipt și de la Universitatea Strathclyde din Regatul Unit au propus să combine stocarea energiei cu aer comprimat (CAES) cu fotovoltaicul plutitor printr-o strategie nouă de management al energiei.

„Pentru a depăși problemele de intermitență și disponibilitate ale energiei solare, sistemul fotovoltaic plutitor propus este echipat cu un sistem hibrid de stocare a energiei cu aer comprimat ecologic, controlat printr-o strategie nouă de gestionare a energiei pentru a gestiona eficient fluxul de putere între componentele sistemului, fără a depăși permisul acestora. limite operaționale pentru o funcționare în siguranță”, a declarat autorul principal al cercetării, Erkan Oterkus, pentru revista pv. „Această strategie de control este concepută pentru a asigura îndeplinirea cerințelor de sarcină și utilizarea chiar și a producției de energie fotovoltaică de calitate scăzută, care reduce orice pierdere de energie și îmbunătățește eficiența sistemului.”

În conceptul propus, strategia de management al energiei urmează abordarea deterministă bazată pe reguli, care determină regulile cu ajutorul unei hărți a economiei de combustibil sau a emisiilor sistemului în cauză. „Această abordare utilizează expertiza umană, intuiția, euristica și modelele matematice pentru a genera un set de reguli predeterminate care controlează funcționarea componentelor sistemului”, a subliniat grupul. „Aceste reguli pot fi interpretate și pot fi reglate pentru o performanță mai bună a diferitelor scenarii operaționale cu sarcini de calcul reduse.”

Prototipul de 5 kW utilizează panouri fotovoltaice parțial plutitoare care sunt în contact direct continuu cu apa din jur, ceea ce asigură o răcire eficientă și liberă și îmbunătățește eficiența panourilor fotovoltaice ca urmare a echilibrului termic cu apa din jur. Platforma plutitoare folosită pentru a susținesistem PVeste capabil să urmărească lumina soarelui în mod automat pentru o producție mai mare de energie solară și să modifice raportul de scufundare prin ajustarea tirajului platformei și a unghiului de înclinare al panourilor fotovoltaice pentru a controla răcirea acestora sau curățarea lor de orice praf acumulat sau scufundarea completă a panourilor fotovoltaice pentru a evita orice deteriorare. în condiții meteorologice severe.

Sistemul de stocare este descris ca un sistem CAES adiabatic integrat cu stocarea energiei termice (TES). Este alcătuit din patru rezervoare de oțel cu aer necompensat care sunt plasate la colțurile platformei plutitoare. „Înainte de stocarea aerului, aerul comprimat fierbinte este răcit în schimbătorul de căldură”, au explicat cercetătorii. „Ori de câte ori energia electrică fotovoltaică generată este mai mică sau mai mare decât puterea necesară de către compresoarele de aer, se propune stocarea acestei energie electrică sub formă de căldură într-un TES.”

Un rezervor de apă caldă este, de asemenea, integrat cu un schimbător de căldură pentru a crește temperatura aerului comprimat înainte de extinderea acestuia. Aerul comprimat este eliberat și încălzit prin rezervorul de apă caldă înainte de extinderea acestuia în expandor pentru a regenera electricitatea folosind generatorul.

Printr-o serie de simulări, echipa de cercetare a constatat că sistemul are o eficiență dus-întors de 34,1% și o eficiență energetică de 41%, cea mai puternică performanță a sistemului fiind observată între decembrie și ianuarie. „În comparație cu sistemele CAES convenționale, sistemul CAES hibrid propus are o economie anuală de combustibil de 126,4 de gaze naturale”, au subliniat cercetătorii. „Această economie de combustibil va duce, de asemenea, la un beneficiu economic prin reducerea costului operațional al sistemului cu 27.690 USD/an de cost al combustibilului.”

Ei au descoperit, de asemenea, că eficiența energetică și exergie a sistemului poate fi afectată considerabil de eficiența componentelor individuale, despre care au spus că poate scădea în condiții de funcționare neconcepute și cu sarcină parțială.

Sistemul a fost descris în „Sistem hibrid de stocare a energiei cu aer comprimat și strategie de control pentru o centrală fotovoltaică parțial plutitoare”, publicat în Energy.

La Egret Solar, suntem încântați de potențialul combinării sistemelor fotovoltaice plutitoare (PV) cu stocarea energiei cu aer comprimat (CAES). Această abordare inovatoare oferă o promisiune imensă pentru abordarea unora dintre provocările cheie cu care se confruntă astăzi industria energiei regenerabile, cum ar fi stocarea energiei, stabilitatea rețelei și utilizarea eficientă a spațiului. Egret Solar este încântată de potențialul pe termen lung al combinării PV plutitoare cu stocarea energiei cu aer comprimat. Această pereche reprezintă o soluție de ultimă oră care abordează unele dintre cele mai presante provocări din industria energiei regenerabile, promovând în același timp un viitor mai ecologic și mai durabil.