Koliko je obećavajuća hibridna vetro-suncana energetska sistema 6 ključnih primena i analiza ekonomskih prednosti
Zbog intermitentne prirode samostalne proizvodnje električne energije od vetra i sunca pod nepovoljnim vremenskim uslovima, poput bezvetrovnih ili kišnih dana, korišćenje bilo koje tehnologije pojedinačno u udaljenim regionima izvan mreže zahteva velike kapacitete za čuvanje energije kako bi se osigurala kontinuirana snabdevanja strujom. Efektivna integracija solarnih panela, vetrskih turbinica i baterija može rešiti problem intermitencije jedinstvene izvore proizvodnje i pružiti relativno stabilnu električnu energiju. Ova tehnologija se uglavnom primenjuje u sledećim oblastima u Kini.
Električna energija za stanovanje i proizvodnju u ruralnim područjima izvan mreže
U Kini živi 800 miliona ljudi na selu, od kojih oko 5% još uvek nema pristup električnoj energiji. Ovi neelektrificirani sela često su situirani u regionima bogatim na vetar i sunčevo zračenje, što čini hibridne vetro-suncane sisteme obećavajućim rešenjem. Uvođenje standardizovanih hibridnih sistema može ubrzati lokalni ekonomski razvoj i poboljšati standard života. Korišćenje obilnih obnovljivih resursa putem ovakvih sistema pruža najprikladniju i najekonomičniju uslugu snabdevanja strujom za udaljene populacije, promovišući održivi razvoj.
Trenutno, većina sistemata obnovljive energije izvan mreže u Kini snabdeva samo osvetljenje i potrebe kućanstava, isključujući proizvodne opterećenja, što umanjuje njihovu ekonomsku održivost. Postizanje ekonomske održivosti uključuje složene faktore kao što su vlasništvo nad sistemom, mehanizmi upravljanja, struktura tarifa, upravljanje proizvodnim opterećenjima i izvori, iznosi i kanali raspodele državnih subvencija. Međutim, ovaj održivi model ima dubok značaj za razvijajuće se zemlje poput Kine.
Primena LED osvetljenja na otvorenom
Osvetljenje na otvorenom potroši oko 12% globalne električne energije. Protiv pozadine rastućeg energetskog deficita i ekoloških briga, tehnologija hibridnog vetro-suncanog LED osvetljenja privukla je svetsku pažnju. Sistem radi tako što pametno puni baterije preko kontrolera koristeći komplementarne solarnu i vetarsku energiju. Noću, LED svetla automatski uključuju/isključuju zavisno od okoline. Pametni kontroleri imaju bežičnu mrežu za daljinsko nadzor, kontrolu i prikupljanje podataka (telemetriju, telekontrolu i telekomunikaciju). Takođe podržavaju napredno računarsko upravljanje, uključujući otkrivanje grešaka, alarme protiv krađe i provere operativnog stanja. Tipične primene uključuju:
Osvetljenje puteva (autoputevi, glavne ulice, sekundarne ulice i bočnice)
Osvetljenje zajednica (ulice, dvorišne svetlozi, travnjak svetlozi, zasipane svetlozi, steni svetlozi)
Razvijeni projekti uključuju pametne hibridne vetro-suncane LED ulice, sisteme osvetljenja zajednica, pejzažno osvetljenje i tunelno osvetljenje.
Pomorski navigacioni pomoćnici
Neki navigacioni pomoćnici u Kini su usvojili fotovoltaične solarni sisteme, posebno svetionice, ali suočavaju se sa izazovima tokom dugotrajnih loših vremenskih uslova kada je solarna proizvodnja nedovoljna, što dovodi do preopterećenja baterija i kvara lampi, što utiče na performanse baterija.
Loše vremenske uslove često idu uz jak vetar—kada je solarna energija niska, vetarska energija je obično obilna. Stoga, vetrodominantni, solarno pomoćni hibridni sistem može zameniti tradicionalne solarni sisteme. Hibridni sistemi su ekološki prihvatljivi, bez zagađenja, nemaju potrebu za održavanjem, lako se instaliraju i koriste—ispunjavajući energetske potrebe navigacionih pomoćnika. Sistem radi na solarnoj energiji tokom povoljnih uslova u proleće/ljeto; aktivira hibridnu vetro-suncanu proizvodnju tokom zime, proleća ili dužeg perioda kiše kada je solarni unos nedovoljan.
Snabdevanje strujom opreme za nadzor autocesta
Kamere za nadzor autocesta obično rade 24/7. Iako je individualna potrošnja energije niska, ukupan broj jedinica rezultira značajnom potrošnjom energije. Tradicionalna mrežna struja nije energetski efikasna. Takođe, česte krađe kablova za struju dovode do visokih gubitaka i porasta troškova održavanja.
Uz široko rasprostranjene i linearno raspoređene tačke nadzora, povezivanje sa mrežom je teško i skupo. Dok je solarni PV još uvijek skup, vetarska energija je relativno jeftinija. Komplementarna priroda vetra i sunca čini hibridne sisteme jedinstveno prednostima za distribuirane, izvanmrežne primene poput nadzora autocesta. Korišćenje hibridnih sistema eliminira potrebu za kablove, smanjujući rizik od krađe. U ekstremnim vremenskim uslovima—duži period kiše sa niskim sunčevim zračenjem i nedovoljnim vetrom—postojeće mrežne linije mogu automatski puniti baterije kako bi se osigurala neprekidna radnja. Budući da svaka tačka nadzora radi nezavisno, kvar na jednoj lokaciji ne utiče na druge.
Telekomunikacione bazne stanice
Mnogi otoci i planinska područja su udaljeni od mreže, ali zahtevaju komunikacijsku infrastrukturu za turizam, ribarstvo i pomorske aktivnosti. Ove bazne stanice imaju umjerene potrebe za energijom. Proširenje mreže je predragoceno, dok dizelski generatori zahtevaju visoke troškove transporta goriva, nisu pouzdani i teško se održavaju.
Pouzdan, dugoročni energetski rešenje mora da se oslanja na lokalne prirodne resurse. Solarna i vetarska energija su obilne i visoko komplementarne u vremenu i prostoru na otocima. Hibridni vetro-suncani sistemi pružaju pouzdano i ekonomično izvanmrežno rešenje za bazne stanice. Sa održavajućim osobljem na mestu, dizelski generatori mogu biti uključeni kao rezervni izvor, smanjujući potrebnu kapacitet solarnih polja i vetrskih turbinica, smanjujući ukupne troškove sistema i poboljšavajući pouzdanost.
Hidroelektrane sa pumpiranim skladištenjem
Hibridne vetro-suncane hidroelektrane sa pumpiranim skladištenjem koriste vetar i sunčevo zračenje direktno za pokretanje pumpi za čuvanje energije, preskačući baterije. Skladištena voda se zatim koristi za stabilnu proizvodnju električne energije. Ovaj pristup integriše konvencionalnu hidroenergiju sa vetrom i sunčevom energijom, iskoristivši njihove komplementarne spatio-temporalne distribucije. Pogoduje za udaljena područja izvan dosega mreže i podržava ekološku zaštitu u razvoju energije. Ključni zahtevi uključuju:
Štednja energije tokom procesa pretvaranja
Balans vode unutar samopohtrebnog sistema pumpiranja
Iako je malo skuplji od konvencionalnih hidroelektrana, ovaj sistem rešava problem sezonskog ne-rada koji su prisutni male hidroelektrane tokom zime. Stoga, hibridne vetro-suncane hidroelektrane sa pumpiranim skladištenjem nude jedinstvene tehničke i ekonomske prednosti i mogu poslužiti kao prihvatljivo energetska rešenja za prikladne lokacije.
