Колко обещаваща е хибридната вятър-слънчева система за производство на електроенергия? Анализ на 6 ключови приложения и икономически ползи

В резултат на преразпределителния характер на самостоятелното генериране на вятър и слънце при неблагоприятни метеорологични условия, като безветрие или дъждовни дни, използването само на една от тези технологии в отдалечени области, които не са свързани с мрежата, изисква големи капацитети за съхранение на енергия, за да се осигури непрекъснато електрооснабжение. Чрез ефективно интегриране на фотокелни, вятърни турбини и батерии, хибридните системи за генериране на вятър-слънце могат да решат проблема с преразпределителността на едноизточниковото генериране и да предоставят относително стабилно електрооснабжение. Тази технология се прилага основно в следните области в Китай.

Жилищно и производствено електрооснабжение за селски райони, които не са свързани с мрежата

Китай разполага с 800 милиона селски жители, около 5% от които все още нямат достъп до електричество. Тези недостъпни за електричество села често се намират в региони, богати на вятър и слънчеви ресурси, което прави хибридните системи за вятър-слънце многообещаваща решение. Разпространяването на стандартизираните хибридни системи може да ускори местното икономическо развитие и да подобри жизнения стандарт. Използването на обилните возобновяеми ресурси чрез такива системи предлага най-подходящото и икономично ефективно електрооснабжение за отдалечените населения, насърчавайки устойчивото развитие.

В момента повечето автономни возобновяеми системи за електрооснабжение в Китай осигуряват само осветление и домакински нужди, изключвайки производствените потребности, което подкопава техния икономически потенциал. Постигането на икономическа устойчивост включва комплексни фактори, като собствеността на системата, механизми за управление, тарифни структури, управление на производствените потребности, както и източниците, количествата и канали за разпространение на държавните субсидии. Въпреки това, този устойчив модел има дълбоко значение за развиващи се страни като Китай.

Приложения за открито LED осветление

Откритото осветление използва около 12% от световната електроенергия. Срещу фона на нарастващата енергийна скудост и околните загрижености, хибридната технология за LED осветление с вятър и слънце е привлякла световно внимание. Системата работи чрез интелигентно зареждане на батерии чрез контролери, използвайки допълващи се слънчеви и вятърни енергии. Нощем, LED лампите автоматично се включват и изключват в зависимост от нивата на околна светлина. Интелигентните контролери разполагат с безжична мрежа за дистанционно наблюдение, контрол и събиране на данни (телеметрия, телеуправление и телекомуникации). Те също поддържат напреднал компютърен мениджмънт, включително детекция на дефекти, аларми за кражба и проверка на операционния статус. Типични приложения включват:

• Осветление на пътища (автомагистрали, главни пътища, второстепенни пътища и странични улици)

• Общностно осветление (улични лампи, дворови лампи, лампи за тревни площи, заровени лампи, стенни лампи)

Разработени проекти включват интелигентни хибридни LED улични лампи, общностни системи за осветление, парково осветление и осветление на тунели.

Морски помагала за навигация

Някои помагала за навигация в Китай са приели фотолектични системи, особено фарове, но срещат трудности при продължителни неблагоприятни метеорологични условия, когато фотолектичното генериране е недостатъчно, водейки до прекомерно разladenie на батерии и отказ на лампите, което засяга производителността на батерията.

Неблагоприятните метеорологични условия често съвпадат с силни ветрове – когато слънчевата енергия е ниска, вятърната енергия обикновено е обилна. Ето защо, хибридна система, доминираща от вятър и допълвана от слънце, може да замести традиционните единствено слънчеви системи. Хибридните системи са екологични, без замърсяване, без поддръжка и лесни за инсталиране и използване – удовлетворявайки енергийните нужди на помагалата за навигация. Системата работи на слънчева енергия по време на благоприятни пролетни/лятни условия; активира се хибридно генериране на вятър-слънце по време на зима, пролет или продължителни дъждовни периоди, когато слънчевият вход е недостатъчен.

Електрооснабжение за оборудване за наблюдение на пътища

Камери за наблюдение на пътищата обикновено работят 24/7. Въпреки, че индивидуалното потребителство на енергия е ниско, огромният брой единици води до значително енергийно потребителство. Традиционната мрежова енергия не е енергийно ефективна. Освен това, честите кражби на кабели за енергия водят до високи загуби и увеличени разходи за поддръжка.

Учитывайки широкото и линейно разпределение на точки за наблюдение, свързването с мрежата е трудно и скъпо. Въпреки, че фотолектичната енергия остава скъпа, вятърната енергия е относително по-евтина. Комплементарността на вятър и слънце прави хибридните системи уникално подходящи за разпределени, автономни приложения като наблюдение на пътищата. Използването на хибридни системи елиминира необходимостта от кабели, намалявайки риска от кражба. При екстремни метеорологични условия – продължителен дъжд с ниска слънчева светлина и недостатъчна вятърна енергия – съществуващите мрежови линии могат автоматично да заредят батерии, за да се осигури непрекъсната работа. Тъй като всяка точка за наблюдение работи независимо, отказът на една точка не влияе на другите.

Базови станции за телекомуникации

Много острови и планински райони са далеч от мрежата, но изискват комуникационна инфраструктура за туризъм, риболов и морски дейности. Тези базови станции имат умерени енергийни нужди. Продължаването на мрежата е непоносимо скъпо, докато дизеловите генератори включват високи разходи за транспортиране на гориво, ниска надеждност и трудна поддръжка.

Надеждно, дългосрочно решение за енергия трябва да се основава на местни природни ресурси. Слънчевата и вятърната енергия са обилни и високо комплементарни във време и пространство на острови. Хибридните системи за вятър-слънце предлагат надеждно и икономично автономно решение за енергия за базови станции. С персонал за поддръжка на място, дизеловите генератори могат да бъдат включени като резерв, намалявайки необходимата капацитет на фотокелни и вятърни турбини, понижавайки общата цена на системата и подобрявайки надеждността.

Електроцентрали за насочване на вода

Хибридните централи за насочване на вода с вятър и слънце използват директно вятърна и слънчева енергия за задвижване на водни помпи за съхранение на енергия, минавайки през батерии. Съхранената вода се използва за стабилно генериране на електроенергия. Този подход интегрира традиционната водна енергия с вятър и слънце, използвайки техните комплементарни разпределения във време и пространство. Той е подходящ за отдалечени области, които не са свързани с мрежата, и подкрепя екологичната опазване в развитието на енергията. Ключови изисквания включват:

• Спестяване на енергия през целия процес на преобразуване

• Баланс на водата в самоподдържащата се система за насочване

Въпреки, че малко по-скъпа от традиционната водна енергия, тази система решава проблема с сезонното невъзможно функциониране, с което се сблъскват малките водни електроцентрали през зимата. Така, хибридните централи за насочване на вода с вятър и слънце предлагат уникални технически и икономически предимства и могат да служат като жизнеспособно енергийно решение за подходящи места.