¿Qué tan prometedor é o sistema híbrido de enerxía eólica e solar? Análise de 6 aplicacións clave e beneficios económicos

Debido á natureza intermitente da xeración de enerxía eólica e solar autónoma en condicións meteorolóxicas desfavorables, como días sen vento ou chuviosos, o uso dunha soa tecnoloxía nestas zonas remotas non conectadas á rede eléctrica require equipos de almacenamento de enerxía de gran capacidade para asegurar un suministro ininterrumpido. Ao integrar eficazmente paneis solares, aerxeneradores e baterías, os sistemas híbridos eólico-solar poden resolver o problema da intermitencia da xeración dunha soa fonte e proporcionar electricidade relativamente estable. Esta tecnoloxía aplícase principalmente nos seguintes campos en China.

Electricidade Residencial e Produtiva para Áreas Rurais Non Conectadas á Rede

China ten 800 millóns de residentes rurais, do que aproximadamente o 5% aínda carece de acceso á electricidade. Estas aldeas sen electricidade suelen estar situadas en rexións ricas en recursos eólicos e solares, facendo que os sistemas híbridos eólico-solar sexan unha solución prometedora. A implementación de sistemas híbridos estandarizados pode acelerar o desenvolvemento económico local e mellorar os estándares de vida. A utilización de abundantes recursos renovables mediante estes sistemas ofrece o servizo de enerxía máis adecuado e económicamente eficiente para as pobacións remotas, promovendo o desenvolvemento sostenible.

Actualmente, a maioría dos sistemas de enerxía renovable non conectados á rede en China só fornece iluminación e necesidades domésticas, excluíndo cargas produtivas, o que compromete a súa viabilidade económica. Lograr a sustentabilidade económica implica factores complexos como a propiedade do sistema, mecanismos de xestión, estruturas tarifarias, xestión de cargas produtivas e fuentes, cantidades e canles de distribución das subvencións governamentais. No entanto, este modelo sostenible ten un significado profundo para países en desenvolvemento como China.

Aplicacións de Iluminación LED ao Ar Libre

A iluminación ao ar libre consume aproximadamente o 12% da electricidade global. Frente ao aumento da escasez de enerxía e as preocupacións ambientais, a tecnoloxía de iluminación LED híbrida eólico-solar atraiu a atención mundial. O sistema funciona carregando as baterías intelixentemente mediante controladores que usan a enerxía solar e eólica complementaria. Por la noite, as luces LED encéndense y apáganse automaticamente en función dos niveis de luz ambiente. Os controladores intelixentes ofrecen conexión en rede semáfora para monitorización, control e adquisición de datos (telemetría, telecontrol e telecomunicación) a distancia. Tamén apoían a xestión computadorizada avanzada, incluíndo detección de fallos, alarmas antirrobo e comprobación do estado operativo. As aplicacións típicas inclúen:

• Iluminación de vias (autopistas, vías principais, secundarias e laterais)

• Iluminación comunitaria (farolas, lumes de patío, lumes de prado, lumes enterrados, lumes de parede)

Os proxectos desenvolvidos inclúen farolas LED híbridas eólico-solar intelixentes, sistemas de iluminación comunitarios, iluminación paisaxística e iluminación de túneis.

Aides á Navegación Marítima

Algunhas aides á navegación en China adoptaron sistemas fotovoltaicos solares, especialmente faros, pero enfrentan retos durante períodos prolongados de mal tempo cando a xeración solar é insuficiente, provocando sobrecargas nas baterías e fallos nas luces, afectando o rendemento das baterías.

O mal tempo adoita coincidir con ventos fortes—cando a enerxía solar é baixa, a enerxía eólica xeralmente é abundante. Polo tanto, un sistema híbrido dominado polo vento e auxiliado pola enerxía solar pode substituír os sistemas tradicionais sólidos. Os sistemas híbridos son amigables co medio ambiente, libres de contaminación, sen manutención e fáciles de instalar e usar—cumprindo as demandas de enerxía das aides á navegación. O sistema funciona con enerxía solar durante as condicións favorables da primavera e verán; activa a xeración híbrida eólico-solar durante o inverno, a primavera ou períodos prolongados de chuvia cando a entrada solar é insuficiente.

Suministro de Enerxía para Equipamentos de Monitorización de Autopistas

As cámaras de vigilancia en autopistas xeralmente funcionan 24/7. Aínda que o consumo individual de enerxía é baixo, o número elevado de unidades resulta en un uso significativo de enerxía. A enerxía eléctrica tradicional non é eficiente. Ademais, o frecuente furto de cables eléctricos leva a perdas altas e custos de manutención aumentados.

Dada a distribución ampla e linear dos puntos de monitorización, a conexión á rede é difícil e cara. Mentres que a enerxía fotovoltaica solar segue sendo cara, a enerxía eólica é relativamente máis barata. A natureza complementaria do vento e a luz solar fai que os sistemas híbridos teñan unha vantaxe única para aplicacións distribuídas e non conectadas á rede como a monitorización de autopistas. Usando sistemas híbridos elimínase a necesidade de cableado, reducindo o risco de furto. En condicións meteorolóxicas extremas—chuvias prolongadas con baixa luz solar e vento insuficiente—as liñas de rede existentes poden cargar automaticamente as baterías para asegurar a operación ininterrumpida. Como cada punto de monitorización funciona de forma independente, un fallo nun sitio non afecta aos demais.

Estacións Base de Telecomunicación

Moitas illas e rexións montañosas están lonxe da rede pero requiren infraestrutura de comunicación para turismo, pesca e actividades marítimas. Estas estacións base teñen requisitos moderados de enerxía. A extensión da rede é prohibitivamente cara, mentres que os xeradores a diésel implican altos custos de transporte de combustible, baixa fiabilidade e manutención difícil.

Unha solución de enerxía confiable e a longo prazo debe depender dos recursos naturais locais. A enerxía solar e eólica son abundantes e altamente complementarias no tempo e no espazo nas illas. Os sistemas híbridos eólico-solar ofrecen unha solución de enerxía off-grid confiable e económica para as estacións base. Con persoal de manutención no lugar, os xeradores a diésel poden incluírse como respaldo, reducindo a capacidade necesaria de paneis solares e aerxeneradores, diminuíndo o custo total do sistema e mellorando a fiabilidade.

Centrais Hidroeléctricas de Bombeo de Agua

As centrais hidroeléctricas de bombeo híbridas eólico-solar usan directamente a enerxía eólica e solar para impulsar bombas de auga para o almacenamento de enerxía, evitando as baterías. O auga almacenado usa-se entón para xerar electricidade estable. Este enfoque integra a hidroeléctrica convencional co vento e a luz solar, aproveitando as súas distribucións espaciotemporais complementarias. É adecuado para áreas remotas fora do alcance da rede e apoiando a conservación ecolóxica no desenvolvemento de enerxía. Os requisitos clave inclúen:

• Conservación de enerxía durante todo o proceso de conversión

• Equilibrio hídrico no sistema de bombeo auto-circular

Aínda que algo máis cara que a hidroeléctrica convencional, este sistema resolve o problema da non-operación sazonal que enfrentan as pequenas centrais hidroeléctricas no inverno. Así, o bombeo híbrido eólico-solar ofrece vantaxes técnicas e económicas únicas e pode ser unha solución de enerxía viable para locais adecuados.