Kuinka lupaava on yhdistetty tuuli-aurinkovirtajärjestelmä? 6 tärkeää sovellusta ja taloudellisten hyötyjen analyysi

Puhtaan tuulivoiman ja aurinkoenergian yksinomainen käyttö epäsuotuisissa sääolosuhteissa, kuten tuulettomina tai sateisina päivinä, vaatii suuret energiavarastot, jotta voidaan taata jatkuva sähköntarjonta eristettyihin alueisiin. Aurinkopaneelien, tuuliturbiinien ja akkujen tehokas yhdistäminen monipuolistaa sähköntuotannon ja tarjoaa suhteellisen vakaita sähköpalveluita. Tätä teknologiaa sovelletaan pääasiassa seuraavilla aloilla Kiinassa.

Erillisten maaseutualueiden asuin- ja tuotantosähkö

Kiinassa on 800 miljoonaa maaseutuasukasta, noin 5 % heistä ei vieläkään pääse sähköön. Nämä sähköttömät kylät sijaitsevat usein alueilla, joilla on runsaasti tuuli- ja aurinkoresursseja, mikä tekee niistä lupaavia paikkoja hybridituulivoima-aurinkojärjestelmille. Standardoidujen hybridijärjestelmien käyttö voi kiihdyttää paikallista taloudellista kehitystä ja parantaa elintasoa. Uusiutuvien resurssien hyödyntäminen tällaisissa järjestelmissä tarjoaa sopivimman ja taloudellisesti kannattavan sähköpalvelun kaukana sijaitseville väestöryhmille, edistäen kestävää kehitystä.

Nykyisin useimmat eristetyt uusiutuvan energian järjestelmät Kiinassa tarjoavat vain valaistusta ja kotitalouksia varten, mikä heikentää niiden taloudellista kannattavuutta. Taloudellisen kestävyyden saavuttaminen sisältää monimutkaisia tekijöitä, kuten järjestelmän omistajuus, hallintomekanismi, hinnoittelurakenne, tuotantolastien hallinta sekä valtion tuet, määrät ja jakelukanavat. Kuitenkin tämä kestävä malli on syvällinen merkitys sellaiselle kehittyvälle maalle kuin Kiina.

Ulkona käytettävät LED-valaistussovellukset

Ulkovalaistus kuluttaa noin 12 % maailman sähköstä. Energiapulaa ja ympäristökysymyksiä vasten taustaa tuuli-aurinkohybridi LED-valaistustechnologia on herättänyt huomiota ympäri maailmaa. Järjestelmä toimii ladattamalla akkuja älykkäiden ohjaajien avulla käyttäen komplementaarista aurinko- ja tuulienergiaa. Yöllä LED-valot kytketään automaattisesti päälle ja pois päältä ympäristön valoisuuden perusteella. Älykkäät ohjaajat tukevat langattomaa verkkoyhteyttä etävalvontaan, ohjaamiseen ja tiedonkeruuseen (telemetriikka, telekontrolli ja telekommunikaatio). Ne tukevat myös edistyneitä tietokonepohjaisia hallintaratkaisuja, kuten virheiden havaitsemista, varastovaroitusta ja toimintatilan tarkistamista. Tyypillisiä sovelluksia ovat:

• Tienvalaistus (moottoritiet, pääkatut, toissijaiset katut ja pienempiä katuja)

• Yhteisövalaistus (katukuunat, piha- ja ruohikentän valot, maanalaiset valot, seinävalot)

Kehitettyjä projekteja ovat älykkäät tuuli-aurinkohybridi LED-katuvalot, yhteisövalaistusjärjestelmät, maisema-valaistus ja tunnelivalaistus.

Merivalmistukset

Jotkut Kiinan merivalmistukset, erityisesti majakat, ovat ottaneet käyttöön aurinkosähköjärjestelmiä, mutta ne kohtaavat haasteita pitkiä huonoja sääoloja, kun aurinkoenergiantuotanto on riittämätöntä, mikä johtaa akkujen liialliseen purkautumiseen ja lampun epäonnistumiseen, mikä vaikuttaa akkujen suorituskykyyn.

Huonot sääolosuhteet ovat usein yhteensopivia voimakkaiden tuulen kanssa – kun aurinkoenergia on alhainen, tuulienergia on yleensä runsasta. Siksi tuuli-voimakas, aurinko-tukeva hybridijärjestelmä voi korvata perinteiset aurinkoainekseen perustuvat järjestelmät. Hybridijärjestelmät ovat ympäristöystävällisiä, saastuttamattomia, huoltovapaata ja helposti asennettavia ja käytettäviä – täyttävät merivalmistusten energiatarpeet. Järjestelmä toimii aurinkoenergian avulla suotuisissa kevät- ja kesäoloissa; se aktivoi tuuli-aurinkohybridituotannon talvella, keväällä tai pitkäkestoisissa sadepäivinä, kun aurinkoenergiantuotanto on riittämätöntä.

Tienvalvontalaitteiden sähköntarjoaminen

Tien valvontakamerat toimivat yleensä 24/7. Vaikka yksittäisen laitteen energiankulutus on pieni, laitteiden lukumäärä aiheuttaa merkittävän energiankäytön. Perinteinen verkkoenergia ei ole energiatehokasta. Lisäksi sähköjohtojen varastaminen johtaa korkeisiin tappioihin ja lisää huoltokustannuksia.

Valvontapisteiden laaja ja lineaarinen jakautuminen tekee verkostoyhteydestä vaikean ja kalliin. Vaikka aurinkosähkö on edelleen kallista, tuulienergia on suhteellisen halvempaa. Tuuli- ja aurinkoenergian komplementaarisuus tekee hybridijärjestelmistä ainutlaatuisesti edullisia levittäessä ja eristäessä tien valvontaa. Hybridijärjestelmien käyttö poistaa kaapelointitarpeen, mikä vähentää varastusriskiä. Pidemmissä sateisissa olosuhteissa, kun aurinkoenergiantuotanto on riittämätöntä ja tuulienergiantuotanto on alhainen, olemassa olevat verkon johtimet voivat automaattisesti ladata akkuja, jotta voidaan taata keskeytymätön toiminta. Koska jokainen valvontapiste toimii itsenäisesti, yhden sijainnin epäonnistuminen ei vaikuta muihin.

Telekommunikaatiopohjasemat

Monet saaret ja vuoristot ovat kaukana sähköverkosta, mutta niissä tarvitaan viestintäinfrastruktuuria matkailuun, kalastukseen ja merenkulkuun. Nämä pohjasemat ovat vaativat vain vähän energiaa. Verkon laajentaminen on kalliita, kun taas dieselgeneraattorit aiheuttavat korkeat polttoainekuljetuskustannukset, heikon luotettavuuden ja vaikean huollon.

Luotettava, pitkäaikainen energiaratkaisu on perustettava paikallisiin luonnonvaroihin. Aurinko- ja tuulienergia ovat runsaasti ja hyvin komplementaarisia ajallisesti ja tilallisesti saarilla. Tuuli-aurinkohybridijärjestelmät tarjoavat luotettavan ja taloudellisen eristetyn sähköntarjonnan pohjasematteille. Paikan päällä olevan huoltohenkilöstön avulla dieselgeneraattoreita voidaan sisällyttää varmuuskäyttöön, mikä vähentää aurinkopaneelien ja tuuliturbiinien tarvitsemaa kapasiteettia, alentaa kokonaisjärjestelmän kustannuksia ja parantaa luotettavuutta.

Vesiakkuvarasto-sähkölämmityslaitokset

Hybridituuli-aurinkovesiakkuvarasto-sähkölämmityslaitokset käyttävät suoraan tuuli- ja aurinkoenergiaa vedenvirtauspumpujen ajamiseen varastoinnin tarkoituksiin, ohittaen akut. Varastettua vettä käytetään sitten vakauden sähköntuotannossa. Tämä lähestymistapa yhdistää perinteisen vesivoiman tuuli- ja aurinkoenergiaan, hyödyntäen niiden komplementaarisia aikaliittoja. Se sopii eristettyihin alueisiin, jotka ovat kaukana sähköverkosta, ja tukee ekologista säilymisen energiakeskustelussa. Olennaiset vaatimukset ovat:

• Energiansäästö koko muuntamisprosessissa

• Veden tasapaino itse kierrätyspumpujärjestelmässä

Vaikka hieman kalliimpi kuin perinteinen vesivoima, tämä järjestelmä ratkaisee pienien vesivoimaloiden talvisen toiminnan puutteen. Näin ollen hybridituuli-aurinkovesiakkuvarasto-sähkölämmityslaitos tarjoaa ainutlaatuisia teknologisia ja taloudellisia etuja ja voi toimia mahdollisena energiaratkaisuna sopiville paikoille.