Seberapa Menjanjikannya Sistem Kuasa Hibrid Angin-Solar? Analisis 6 Aplikasi Utama dan Manfaat Ekonomi
Akibat sifat intermiten pembangkitan tenaga angin dan suria yang berdiri sendiri di bawah keadaan cuaca yang tidak menguntungkan seperti hari tanpa angin atau hujan, penggunaan teknologi ini secara terpisah di kawasan terpencil tanpa sambungan elektrik memerlukan peralatan penyimpanan tenaga berkapasiti besar untuk memastikan bekalan tenaga yang berterusan. Dengan mengintegrasikan panel suria, turbin angin, dan bateri secara efektif, sistem tenaga angin-suria hibrid dapat menyelesaikan isu intermitensi generasi sumber tunggal dan menyediakan tenaga elektrik yang relatif stabil. Teknologi ini sebahagian besarnya digunakan dalam bidang-bidang berikut di China.
Tenaga Elektrik untuk Kebutuhan Rumah Tangga dan Produktif di Kawasan Pedalaman Tanpa Sambungan
China mempunyai 800 juta penduduk pedalaman, kira-kira 5% daripadanya masih belum mempunyai akses kepada elektrik. Kampung-kampung yang tidak mempunyai elektrik sering kali terletak di kawasan yang kaya dengan sumber angin dan suria, menjadikan sistem hibrid angin-suria sebagai penyelesaian yang menjanjikan. Penerapan sistem hibrid piawaian boleh mempercepatkan pembangunan ekonomi tempatan dan meningkatkan standard hidup. Penggunaan sumber-sumber boleh diperbaharui yang melimpah melalui sistem-sistem ini menawarkan perkhidmatan tenaga paling sesuai dan kos efektif untuk populasi terpencil, mendorong pembangunan lestari.
Pada masa kini, kebanyakan sistem tenaga boleh diperbaharui tanpa sambungan di China hanya menyediakan pencahayaan dan keperluan rumah tangga, tidak termasuk beban produktif, yang merosakkan kelayakan ekonominya. Mencapai kelestarian ekonomi melibatkan faktor-faktor kompleks seperti pemilikan sistem, mekanisme pengurusan, struktur tarif, pengurusan beban produktif, serta sumber, jumlah, dan saluran subsidi kerajaan. Walau bagaimanapun, model lestari ini mempunyai makna mendalam bagi negara-negara berkembang seperti China.
Aplikasi Pencahayaan LED Luar
Pencahayaan luar mengambil kira-kira 12% daripada tenaga elektrik global. Menentang latar belakang kekurangan tenaga dan kebimbangan alam sekitar, teknologi pencahayaan LED hibrid angin-suria telah mendapat perhatian dunia. Sistem ini berfungsi dengan mengisi bateri secara pintar melalui pengawal menggunakan tenaga suria dan angin yang saling melengkap. Pada waktu malam, lampu LED akan hidup/mati secara automatik berdasarkan tahap cahaya persekitaran. Pengawal pintar mempunyai rangkaian nirkabel untuk pemantauan, kawalan, dan pengambilan data (telemetri, telekontrol, dan komunikasi) dari jarak jauh. Ia juga menyokong pengurusan komputerisasi canggih, termasuk deteksi kesalahan, alat anti pencurian, dan pemeriksaan status operasi. Aplikasi biasa termasuk:
Pencahayaan jalan raya (lebuhraya, jalan utama, jalan kedua, dan jalan samping)
Pencahayaan komuniti (lampu jalan, lampu halaman, lampu taman, lampu terbenam, lampu dinding)
Projek-projek yang telah dibangunkan termasuk lampu jalan LED hibrid angin-suria pintar, sistem pencahayaan komuniti, pencahayaan landskap, dan pencahayaan terowong.
Bantuan Navigasi Laut
Beberapa bantuan navigasi di China telah mengadaptasi sistem fotovoltaik suria, terutamanya mercusuar, tetapi menghadapi cabaran semasa cuaca buruk yang panjang apabila generasi suria tidak mencukupi, menyebabkan bateri over-discharge dan lampu gagal, yang memberi kesan kepada prestasi bateri.
Cuaca buruk sering kali bertepatan dengan angin yang kuat—ketika tenaga suria rendah, tenaga angin biasanya melimpah. Oleh itu, sistem hibrid dominan angin, disokong oleh suria, boleh menggantikan sistem suria sahaja tradisional. Sistem hibrid adalah mesra alam, bebas polusi, tidak memerlukan pemeliharaan, mudah dipasang dan digunakan—memenuhi permintaan tenaga bantuan navigasi. Sistem ini beroperasi pada tenaga suria semasa musim bunga/musim panas; ia mengaktifkan generasi hibrid angin-suria semasa musim sejuk, musim bunga, atau tempoh hujan yang panjang apabila input suria tidak mencukupi.
Bekalan Tenaga untuk Peralatan Pemantauan Lebuhraya
Kamera pengawasan lebuhraya biasanya beroperasi 24/7. Walaupun penggunaan tenaga individu rendah, jumlah unit yang banyak menghasilkan penggunaan tenaga yang signifikan. Tenaga grid tradisional tidak efisien dari segi tenaga. Selain itu, pencurian kabel tenaga yang sering menyebabkan kerugian tinggi dan kos pemeliharaan yang meningkat.
Mengingat persebaran luas dan linear titik-titik pemantauan, sambungan grid sukar dan mahal. Walaupun PV suria masih mahal, tenaga angin relatif lebih murah. Sifat melengkap antara angin dan suria membuat sistem hibrid uniknya lebih berkelebihan untuk aplikasi tersebar, tanpa sambungan seperti pemantauan lebuhraya. Menggunakan sistem hibrid menghapuskan keperluan untuk kabel, mengurangkan risiko pencurian. Dalam cuaca ekstrem—hujan yang panjang dengan cahaya suria rendah dan angin yang tidak mencukupi—garis grid sedia ada boleh mengisi bateri secara automatik untuk memastikan operasi tidak terputus. Sejak setiap titik pemantauan beroperasi secara bebas, kegagalan di satu tapak tidak mempengaruhi yang lain.
Stesen Pangkalan Telekomunikasi
Banyak pulau dan kawasan pergunungan jauh dari grid tetapi memerlukan infrastruktur komunikasi untuk pelancongan, perikanan, dan aktiviti maritim. Stesen pangkalan ini mempunyai permintaan tenaga yang sederhana. Perluasan grid sangat mahal, manakala generator diesel melibatkan kos pengangkutan bahan api yang tinggi, kebolehpercayaan yang rendah, dan pemeliharaan yang sukar.
Penyelesaian tenaga yang boleh dipercayai dan jangka panjang harus bergantung pada sumber semula jadi tempatan. Tenaga suria dan angin melimpah dan sangat melengkap dalam aspek masa dan ruang di pulau. Sistem hibrid angin-suria menawarkan penyelesaian tenaga tanpa sambungan yang boleh dipercayai dan ekonomi untuk stesen pangkalan. Dengan kakitangan pemeliharaan di tapak, generator diesel boleh disertakan sebagai cadangan, mengurangkan kapasiti yang diperlukan untuk array suria dan turbin angin, menurunkan kos sistem secara keseluruhan, dan meningkatkan kebolehpercayaan.
Loji Penyimpanan Tenaga Hidro Pompa
Loji penyimpanan tenaga hidro pompa hibrid angin-suria menggunakan tenaga angin dan suria secara langsung untuk menggerakkan pam air untuk penyimpanan tenaga, melepasi bateri. Air yang disimpan kemudiannya digunakan untuk penjanaan tenaga elektrik yang stabil. Pendekatan ini mengintegrasikan tenaga hidro konvensional dengan angin dan suria, memanfaatkan taburan spasio-temporal mereka yang saling melengkap. Ia sesuai untuk kawasan terpencil di luar jangkauan grid dan menyokong pemuliharaan ekologi dalam pembangunan tenaga. Keperluan utama termasuk:
Penghematan tenaga sepanjang proses penukaran
Keseimbangan air dalam sistem pemompaan self-circulating
Walaupun sedikit lebih mahal daripada tenaga hidro konvensional, sistem ini menyelesaikan masalah tidak beroperasi secara musiman yang dihadapi oleh loji tenaga hidro kecil pada musim sejuk. Oleh itu, sistem penyimpanan tenaga hidro pompa hibrid angin-suria menawarkan kelebihan teknikal dan ekonomi yang unik dan boleh menjadi penyelesaian tenaga yang layak untuk lokasi yang sesuai.
