Milyen Jóképes a Híbride Szél-Napenergia Rendszer? 6 Fontos Alkalmazás és Gazdasági Előnyök Elemzése

Az önálló szélparkok és napelemparkok által termelt energia folyamatos termelése kedvezőtlen időjárási körülmények között, például szélmentes vagy esős napokon, szakadozó jellegű. Ezért az ilyen technológiák egyedülálló használata hálózattól elszigetelt távoli területeken nagy kapacitású energiatároló berendezések igénybevételét teszi szükségessé a folyamatos energiaellátás biztosítása érdekében. A napelemelekt, szélturbínák és akkumulátorok hatékony integrációja révén a hibrid szélnapenergia-rendszer megoldhatja az egy forrásból származó generáció szakadozó jellegű problémáját, és relatív stabil villamos energiát tud nyújtani. Ez a technológia elsősorban a következő területeken talál alkalmazást Kínában.

Lakossági és termelési villamos energia hálózattól elszigetelt vidéki területek számára

Kínában 800 millió lakos él vidéken, akiknek körülbelül 5%-a továbbra is nincs hozzáférése villamos energiához. Ezek a nem elektrifikált falvak gyakran olyan régiókban helyezkednek el, amelyek gazdagak széles és napenergiaforrásokkal, ami a hibrid szélnapenergia-rendszereket ígéretes megoldássá teszi. A standardizált hibrid rendszerek üzembe helyezése felgyorsíthatja a helyi gazdasági fejlődést és javíthatja az életszínvonalat. Az ilyen rendszerekkel történő bővelkedő megújuló erőforrások kihasználása a legmegfelelőbb és legköltséghatékonyabb villamos energiaszolgáltatást kínálja a távoli népességek számára, elősegítve a fenntartható fejlődést.

Jelenleg Kínában a legtöbb hálózattól elszigetelt megújuló energiaforrásból származó rendszer csak világítási és háztartási igényekre szolgál, figyelmen kívül hagyva a termelési terheléseket, ami aláássa gazdaságosságukat. A gazdaságosság eléréséhez összetett tényezők járulnak hozzá, mint a rendszer tulajdonjog, menedzsment mechanizmus, díjszerkezet, termelési terhelések kezelése, valamint a kormányi támogatások forrásai, mennyiségei és elosztási csatornái. Ugyanakkor ez a fenntartható modell mély jelentőséggel bír olyan fejlődő országok számára, mint Kína.

Külső LED világítási alkalmazások

A külső világítás körülbelül 12%-ot tev ki a globális villamos energiatermelésből. A növekvő energiahiány és környezeti aggodalmak fényében a hibrid szélnapenergia-LED világítási technológia világszerte felhívta a figyelmet. A rendszer intelligens akkumulátor-töltési irányítókkal működik, amelyek komplementer nap- és szélerőforrásokat használnak. Éjszaka az LED lámpák automatikusan be- és kikapcsolódnak a környezeti fényintenzitás alapján. Az intelligens irányítók vezeték nélküli hálózatot támogatnak távoli monitorozás, irányítás és adatszerezés (távirányítás, távközlés) érdekében. Továbbá támogatják a fejlett számítógépes kezelést, beleértve a hibaelhárítást, lopás-alarmokat és működési állapot-ellenőrzést. Tipikus alkalmazások:

• Útvilágítás (autópályák, főútak, másodlagos utak, oldalsorok)

• Közösségi világítás (utcavilágítás, udvarvilágítás, gázlatvilágítás, gödrölt világítás, fali lámpák)

Fejlesztett projektek tartalmazzák az intelligens hibrid szélnapenergia-LED utcavilágítást, közösségi világítási rendszereket, tájképvilágítást és alagút-világítást.

Tengeri navigációs segédanyagok

Néhány kínai navigációs segédanyag már alkalmazza a napelemparázott rendszereket, különösen a villanypillámak, de hosszú ideig tartó rossz időjárás során, amikor a napelem-termelés elegendő, az akkumulátor túlterhelhető, és a lámpák meghibásodhatnak, ami befolyásolja az akkumulátor teljesítményét.

A rossz időjárás gyakran együtt jár erős széllökésekkel – amikor a napelem-energia alacsony, a szélerő általában bőven elérhető. Így, a szél-előnyös, nap-asszisztált hibrid rendszer lecserélheti a hagyományos napelem-alapú rendszereket. A hibrid rendszerek környezetbarátak, szennyezésmentesek, karbantartásmentesek, és könnyen telepíthetők és használhatók – megfelelően reagálva a navigációs segédanyagok energiaigényeire. A rendszer napenergiát használ a kedves tavaszi/nyári időszakban, míg tél, tavasz vagy hosszú esős időszakok alatt, amikor a napelem-energia elégtelen, szélnapenergia-hibrid generációt aktivál.

Autópálya-monitorozási berendezések ellátása energiaforrással

Az autópálya-figyelő kamerák általában 24 órás működést igényelnek. Bár egyedi energiafogyasztásuk alacsony, a berendezések száma miatt jelentős energiafogyasztást jelentenek. A hagyományos hálózati energia nem energiatakarékos. Ezenkívül a vezetékek gyakori lopása magas veszteségeket és növekedő karbantartási költségeket okoz.

A figyelési pontok széles körben és lineárisan vannak elosztva, ami nehézzé teszi a hálózathoz való csatlakoztatást, ami drága. Habár a napelem PV technológia még mindig drága, a szélerő relatíve olcsóbb. A szél- és napenergia komplementer jellege hozzáadott előnyöket ad a hibrid rendszereknek, különösen a decentralizált, hálózattól elszigetelt alkalmazásokban, mint az autópálya-monitorozás. A hibrid rendszerek használata kiküszöbölik a vezetékek szükségességét, csökkentve a lopás kockázatát. Széles körben elterjedt rossz időjárás – hosszú esőidő, alacsony napfény és elégtelen szél – esetén a meglévő hálózati vonalak automatikusan töltik fel az akkumulátort, hogy folyamatos működést biztosítsanak. Mivel minden figyelési pont függetlenül működik, egy pont hiba nem befolyásolja a többieket.

Telekomunikációs alapállomások

Sok szigeten és hegyvidéki területen messze van a hálózattól, de kommunikációs infrastruktúra szükséges a turizmus, halászat és tengeri tevékenységek számára. Ezek az alapállomások alacsony energiaigényekkel rendelkeznek. A hálózat kiterjesztése túl drága, míg a diesel-generátorok magas üzemanyag-szállítási költségekkel, alacsony megbízhatósággal és nehéz karbantartással járnak.

Egy megbízható, hosszú távú energiaforrásnak a helyi természeti erőforrásokra kell támaszkodnia. A nap- és szélerőforrások bőven elérhetőek és nagyon komplementer a szigeteken időben és térben. A hibrid szélnapenergia-rendszerek megbízható és gazdaságos hálózattól elszigetelt energiaforrást kínálnak az alapállomások számára. Helyi karbantartó személyzet jelenléte mellett a diesel-generátort is be lehet építeni tartalék energiaforrásként, ami csökkenti a napelemek és szélturbínák szükséges kapacitását, csökkentve az egész rendszer költségeit, és javítva a megbízhatóságot.

Vízvisszaforgató tárolóerőművek

A hibrid szélnapenergia-vízvisszaforgató tárolóerőművek közvetlenül szél- és napenergiát használnak vízvisszaforgató pumpák meghajtására energia tárolására, anélkül, hogy akkumulátorokat használnának. A tárolt víz majd stabil villamos energiatermelésre használható. Ez a megközelítés a hagyományos vízerőműveket integrálja a szél- és napenergiával, kihasználva a komplementer időbeli és térbeli eloszlásukat. Megfelel a hálózattól messze elhelyezkedő területek számára, és támogatja az energia-fejlesztésben a környezetvédelmet. A kulcsfontosságú követelmények a következők:

• Energia megtakarítás a konverziós folyamat során

• Vízegyensúly a saját ciklusú pumpázó rendszerben

Bár kissé drágább, mint a hagyományos vízerőmű, ez a rendszer megoldja a kis vízerőművek szezonálisan nem működő problémáját télen. Így, a hibrid szélnapenergia-vízvisszaforgató tárolóerőműek egyedi technikai és gazdasági előnyöket kínálnak, és alkalmas helyeken megoldható energiaforrásként szolgálhatnak.