Quin Potencial Té el Sistema d'Energia Hibrida Eòlica i Solar 6 Aplicacions Clau i Anàlisi dels Beneficis Econòmics

Degut a la naturalesa intermitent de la generació d'energia eòlica i solar autònoma en condicions meteorològiques desfavorables com dies sense vent o plujosos, l'ús d'una sola tecnologia en àrees remotes fora de xarxa requereix equips d'emmagatzematge d'energia de gran capacitat per assegurar un subministrament d'electricitat continu. Integrant eficientment panells solars, aerogeneradors i bateries, els sistemes híbrids eòlico-solar poden resoldre el problema de la intermitència de la generació d'un únic origen i proporcionar electricitat relativament estable. Aquesta tecnologia es pot aplicar principalment en els següents camps a Xina.

Electricitat residencial i productiva per a zones rurals fora de xarxa

Xina té 800 milions de residents rurals, dels quals aproximadament un 5% encara no tenen accés a electricitat. Aquests pobles sense electrificació sovint estan situats en regions riques en recursos eòlics i solars, fent que els sistemes híbrids eòlico-solar siguin una solució prometedora. La implementació de sistemes híbrids estandarditzats pot accelerar el desenvolupament econòmic local i millorar els nivells de vida. L'ús de recursos renovables abundants mitjançant aquests sistemes ofereix el servei d'energia més adequat i econòmic per a poblacions remotas, promovint el desenvolupament sostenible.

Actualment, la majoria dels sistemes de energia renovable fora de xarxa a Xina només subministren llum i necessitats domèstiques, excluint les càrregues productives, el que minva la seva viabilitat econòmica. Assolir la sostenibilitat econòmica implica factors complexos com la propietat del sistema, mecanismes de gestió, estructures tarifàries, gestió de càrregues productives i fonts, quantitats i canals de distribució de subvencions governamentals. No obstant això, aquest model sostenible té una significació profund per a països en desenvolupament com Xina.

Aplicacions d'enllumenat LED exterior

L'enllumenat exterior consumeix aproximadament un 12% de l'electricitat global. En el context d'una escassetat creixent d'energia i preocupacions ambientals, la tecnologia d'enllumenat LED híbrid eòlico-solar ha atraït l'atenció mundial. El sistema funciona carregant les bateries de manera intel·ligent mitjançant controladors que utilitzen energia solar i eòlica complementària. Durant la nit, les llums LED s'encenen i apaguen automàticament basant-se en el nivell de llum ambiental. Els controladors intel·ligents disposen de xarxes sense fil per a la monitorització, el control i l'adquisició de dades (telemetria, telecontrol i telecomunicació) a distància. També suporten una gestió informàtica avançada, incloent la detecció de falles, alarms antirrobo i comprovacions de l'estat operatiu. Les aplicacions típiques inclouen:

• Enllumenat de carrers (autopistes, carreteres principals, secundàries i laterals)

• Enllumenat comunitari (llums de carrer, llums de pati, llums de prat, llums enterrades, llums de mural)

Els projectes desenvolupats inclouen llums de carrer híbriques eòlico-solar intel·ligents, sistemes d'enllumenat comunitari, enllumenat de paissaig i enllumenat de túnels.

Ajudes a la navegació marítima

Algunes ajudes a la navegació a Xina han adoptat sistemes fotovoltaics solars, especialment fareres, però es troben amb reptes durant períodes prolongats de mal temps quan la generació solar és insuficient, provocant sobrecàrrega de les bateries i fallida de les llums, afectant el rendiment de les bateries.

El mal temps sovint coincideix amb vents forts—quan l'energia solar és baixa, l'energia eòlica sol ser abundant. Per tant, un sistema híbrid dominant eòlic i assistit solar pot reemplaçar els sistemes tradicionals exclusivament solars. Els sistemes híbrids són amics de l'ambient, sense contaminació, sense manteniment i fàcils d'instal·lar i utilitzar, satisfent les necessitats energètiques de les ajudes a la navegació. El sistema opera amb energia solar en condicions favorables de primavera i estiu; activa la generació híbrida eòlico-solar durant l'hivern, la primavera o períodes prolongats de pluja quan l'entrada solar és insuficient.

Subministrament d'energia per a equipaments de monitorització de carreteres

Les càmeres de vigilància de carreteres solen funcionar 24 hores al dia, 7 dies a la setmana. Encara que el consum individual d'energia és baix, el nombre elevat d'unitats resulta en un ús d'energia significatiu. La energia convencional de xarxa no és eficient. A més, el robar freqüent de cables d'energia provoca pèrdues elevades i augmenta els costos de manteniment.

Dada la distribució extensa i lineal dels punts de monitorització, la connexió a xarxa és difícil i cara. Tot i que l'energia fotovoltaica solar encara és costosa, l'energia eòlica és relativament més barata. La naturalesa complementària de l'eòlic i el solar fa que els sistemes híbrids siguin particularment avantatjosis per a aplicacions distribuïdes i fora de xarxa com la monitorització de carreteres. L'ús de sistemes híbrids elimina la necessitat de cablejar, reduint el risc de robatori. En condicions meteorològiques extremes—pluja prolongada amb poca llum solar i vent insuficient—les línies de xarxa existents poden carregar les bateries automàticament per assegurar un funcionament ininterrupte. Com que cada punt de monitorització opera de manera independent, un error en un lloc no afecta els altres.

Estacions base de telecomunicacions

Moltes illes i regions muntanyoses estan lluny de la xarxa, però necessiten infraestructura de comunicació per al turisme, la pesca i les activitats marítimes. Aquestes estacions base tenen exigències moderades d'energia. L'extensió de la xarxa és prohibitivament cara, mentre que els generadors diesel comporten costos elevats de transport de combustible, poca fiabilitat i dificultat de manteniment.

Una solució d'energia fiable i a llarg termini ha de depenir dels recursos naturals locals. L'energia solar i eòlica són abundants i altament complementàries en temps i espai a les illes. Els sistemes híbrids eòlico-solar ofereixen una solució d'energia fora de xarxa fiable i econòmica per a les estacions base. Amb personal de manteniment a l'escena, els generadors diesel poden incloure's com a suport, reduint la capacitat requerida de les plaques solars i els aerogeneradors, disminuint el cost total del sistema i millorant la fiabilitat.

Centrales hidroelèctriques d'accumulació

Les centrales hidroelèctriques d'accumulació híbriques eòlico-solar utilitzen directament l'energia eòlica i solar per a impulsar bombes d'aigua per a l'emmagatzematge d'energia, evitant les bateries. L'aigua emmagatzemada es utilitza llavors per a la generació d'electricitat estable. Aquest enfocament integra l'energia hidroelèctrica convencional amb l'eòlica i solar, aprovechant-ne les distribucions complementàries en temps i espai. És adequat per a àrees remotas fora de la xarxa i suporta la conservació ecològica en el desenvolupament energètic. Requisits clau inclouen:

• Conservació d'energia en tot el procés de conversió

• Equilibri hídic dins del sistema de bombeig autònom

Encara que és lleugerament més car que l'energia hidroelèctrica convencional, aquest sistema resol el problema de la no-operativitat estacional que sofreixen les petites centrals hidroelèctriques durant l'hivern. Per tant, l'energia d'accumulació híbrida eòlico-solar ofereix avantatges tècnics i econòmics únics i pot servir com a solució energètica viable per a ubicacions adequades.