ระบบพลังงานลม-แสงอาทิตย์ผสมผสานมีความน่าสนใจอย่างไร 6 แอปพลิเคชันหลักและการวิเคราะห์ประโยชน์ทางเศรษฐกิจ

เนื่องจากพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ที่ผลิตโดยอิสระมีความไม่ต่อเนื่องภายใต้สภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวย เช่น วันที่ไม่มีลมหรือฝนตก การใช้เทคโนโลยีใดเทคโนโลยีหนึ่งเพียงอย่างเดียวในพื้นที่ไกลจากสายส่งไฟฟ้าจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์เก็บพลังงานขนาดใหญ่เพื่อให้การจ่ายไฟฟ้าต่อเนื่อง โดยการรวมแผงโซลาร์เซลล์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าลม และแบตเตอรี่เข้าด้วยกันอย่างมีประสิทธิภาพ ระบบไฮบริดลม-แสงอาทิตย์สามารถแก้ปัญหาการไม่ต่อเนื่องของแหล่งกำเนิดพลังงานเดี่ยวและให้ไฟฟ้าที่ค่อนข้างเสถียร เทคโนโลยีนี้ได้นำไปใช้ในด้านต่างๆ ในประเทศจีนดังนี้

ไฟฟ้าสำหรับที่อยู่อาศัยและการผลิตในพื้นที่ชนบทที่ไม่ได้เชื่อมต่อกับสายส่งไฟฟ้า

ประเทศจีนมีประชากรชนบท 800 ล้านคน ประมาณ 5% ยังไม่มีไฟฟ้าใช้ หมู่บ้านเหล่านี้มักตั้งอยู่ในพื้นที่ที่มีทรัพยากรลมและแสงอาทิตย์อุดมสมบูรณ์ ทำให้ระบบไฮบริดลม-แสงอาทิตย์เป็นทางออกที่น่าสนใจ การติดตั้งระบบไฮบริดมาตรฐานสามารถเร่งการพัฒนาเศรษฐกิจท้องถิ่นและปรับปรุงคุณภาพชีวิต การใช้ทรัพยากรทดแทนที่อุดมสมบูรณ์ผ่านระบบดังกล่าวสามารถให้บริการไฟฟ้าที่เหมาะสมและคุ้มค่าที่สุดสำหรับประชากรในพื้นที่ห่างไกล สนับสนุนการพัฒนาอย่างยั่งยืน

ปัจจุบัน ระบบพลังงานทดแทนที่ไม่ได้เชื่อมต่อกับสายส่งไฟฟ้าในประเทศจีนส่วนใหญ่ให้บริการเฉพาะแสงสว่างและเครื่องใช้ภายในบ้าน ไม่รวมโหลดการผลิต ซึ่งทำให้ความสามารถในการสร้างรายได้มีความยากลำบาก การบรรลุความยั่งยืนทางเศรษฐกิจประกอบด้วยปัจจัยที่ซับซ้อน เช่น การครอบครองระบบ กลไกการจัดการ โครงสร้างค่าไฟฟ้า การจัดการโหลดการผลิต และแหล่ง จำนวน และช่องทางการแจกจ่ายเงินอุดหนุนจากรัฐบาล แต่โมเดลที่ยั่งยืนนี้มีความสำคัญอย่างมากสำหรับประเทศกำลังพัฒนาเช่นจีน

การใช้งานไฟ LED กลางแจ้ง

การใช้ไฟกลางแจ้งใช้พลังงานไฟฟ้าประมาณ 12% ของโลก ภายใต้ภาวะขาดแคลนพลังงานและความกังวลเรื่องสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มขึ้น เทคโนโลยีไฟ LED ไฮบริดลม-แสงอาทิตย์ได้รับความสนใจทั่วโลก ระบบทำงานโดยชาร์จแบตเตอรี่ผ่านคอนโทรลเลอร์โดยใช้พลังงานลมและแสงอาทิตย์ที่เสริมกัน กลางคืน ไฟ LED จะเปิด-ปิดโดยอัตโนมัติตามระดับแสงแวดล้อม คอนโทรลเลอร์อัจฉริยะมีการเชื่อมต่อไร้สายสำหรับการตรวจสอบ การควบคุม และการรวบรวมข้อมูล (การส่งข้อมูล การควบคุมระยะไกล และการสื่อสาร) ยังรองรับการจัดการด้วยคอมพิวเตอร์ขั้นสูง รวมถึงการตรวจจับข้อผิดพลาด การแจ้งเตือนการโจรกรรม และการตรวจสอบสถานะการทำงาน ตัวอย่างการใช้งานที่สำคัญ ได้แก่:

• ไฟถนน (ทางหลวง พื้นที่หลัก ถนนรอง และถนนเล็ก)

• ไฟชุมชน (ไฟถนน ไฟสนามหญ้า ไฟฝังพื้น ไฟติดผนัง)

โครงการที่พัฒนาแล้วรวมถึงไฟถนน LED ไฮบริดลม-แสงอาทิตย์ ระบบไฟชุมชน ไฟภูมิทัศน์ และไฟอุโมงค์

อุปกรณ์นำทางทะเล

บางอุปกรณ์นำทางในประเทศจีนได้ใช้ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ เช่น หอส่องสัญญาณ แต่เผชิญกับปัญหาเมื่อมีสภาพอากาศไม่ดีนานๆ ทำให้การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ไม่เพียงพอ ส่งผลให้แบตเตอรี่ปล่อยประจุเกินและหลอดไฟเสีย กระทบต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่

สภาพอากาศไม่ดีมักจะมาพร้อมกับลมแรง—เมื่อพลังงานแสงอาทิตย์ต่ำ พลังงานลมมักจะอุดมสมบูรณ์ ดังนั้น ระบบไฮบริดลมเป็นหลัก แสงอาทิตย์เป็นรอง สามารถแทนที่ระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบเดิม ระบบไฮบริดเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ไม่ทำลายสิ่งแวดล้อม ไม่ต้องบำรุงรักษา ติดตั้งและใช้งานง่าย—ตอบสนองความต้องการพลังงานของอุปกรณ์นำทาง ระบบทำงานด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ในช่วงฤดูใบไม้ผลิ/ฤดูร้อน เมื่อสภาพอากาศหนาวเย็น ฝนตกนานๆ หรือพลังงานแสงอาทิตย์ไม่เพียงพอ ระบบจะเปลี่ยนเป็นการผลิตพลังงานไฮบริดลม-แสงอาทิตย์

การจ่ายไฟฟ้าสำหรับอุปกรณ์ตรวจสอบบนทางหลวง

กล้องวงจรป้อนทางหลวงมักทำงานตลอด 24 ชั่วโมง แม้พลังงานที่ใช้ของแต่ละตัวจะต่ำ แต่จำนวนของตัวกล้องที่มากทำให้ใช้พลังงานรวมมาก ระบบไฟฟ้าแบบเชื่อมต่อกับสายส่งไม่มีประสิทธิภาพ ทั้งนี้ การขโมยสายไฟบ่อยครั้งทำให้เกิดความสูญเสียสูงและค่าบำรุงรักษาเพิ่มขึ้น

เนื่องจากจุดตรวจสอบกระจายอยู่อย่างกว้างขวางและเรียงตัวเป็นเส้น การเชื่อมต่อกับสายส่งไฟฟ้าเป็นเรื่องยากและมีค่าใช้จ่ายสูง ขณะที่ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ยังมีราคาแพง ระบบพลังงานลมมีราคาถูกกว่า ความสอดคล้องของพลังงานลมและแสงอาทิตย์ทำให้ระบบไฮบริดมีความได้เปรียบในการใช้งานแบบกระจายและไม่เชื่อมต่อกับสายส่ง เช่น ระบบตรวจสอบทางหลวง การใช้ระบบไฮบริดทำให้ไม่ต้องใช้สายไฟ ลดความเสี่ยงจากการขโมย ในสภาพอากาศที่ฝนตกนานๆ มีแสงอาทิตย์น้อยและลมไม่เพียงพอ ระบบสายส่งไฟฟ้าที่มีอยู่สามารถชาร์จแบตเตอรี่โดยอัตโนมัติเพื่อให้การดำเนินงานไม่หยุดชะงัก เนื่องจากแต่ละจุดตรวจสอบทำงานแยกกัน การเสียหายที่จุดหนึ่งจะไม่กระทบจุดอื่น

ฐานสถานีโทรคมนาคม

เกาะและภูเขาหลายแห่งอยู่ห่างจากสายส่งไฟฟ้า แต่ต้องการโครงสร้างพื้นฐานการสื่อสารสำหรับการท่องเที่ยว การประมง และกิจกรรมทางทะเล ฐานสถานีเหล่านี้มีความต้องการพลังงานไม่มาก การขยายสายส่งไฟฟ้ามีค่าใช้จ่ายสูง ในขณะที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลมีค่าขนส่งเชื้อเพลิงสูง ความน่าเชื่อถือน้อย และบำรุงรักษาได้ยาก

การแก้ไขปัญหาพลังงานที่เชื่อถือได้และยาวนานต้องพึ่งพาทรัพยากรธรรมชาติในท้องถิ่น พลังงานลมและแสงอาทิตย์มีความอุดมสมบูรณ์และสอดคล้องกันในเวลาและพื้นที่บนเกาะ ระบบไฮบริดลม-แสงอาทิตย์นำเสนอทางออกพลังงานที่เชื่อถือได้และประหยัดสำหรับฐานสถานี ด้วยเจ้าหน้าที่บำรุงรักษาที่อยู่ในพื้นที่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลสามารถนำมาใช้เป็นสำรอง ลดความต้องการของแผงโซลาร์เซลล์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าลม ลดต้นทุนระบบโดยรวม และเพิ่มความน่าเชื่อถือ

โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำแบบปั๊มน้ำ

โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำไฮบริดลม-แสงอาทิตย์ใช้พลังงานลมและแสงอาทิตย์โดยตรงในการขับเคลื่อนปั๊มน้ำเพื่อเก็บพลังงาน หลีกเลี่ยงการใช้แบตเตอรี่ น้ำที่เก็บไว้จะถูกใช้ในการผลิตไฟฟ้าอย่างมั่นคง วิธีการนี้รวมพลังงานน้ำแบบดั้งเดิมกับพลังงานลมและแสงอาทิตย์ ใช้ประโยชน์จากความสอดคล้องในเวลาและพื้นที่ ระบบเหมาะสำหรับพื้นที่ห่างไกลที่ไม่ได้เชื่อมต่อกับสายส่งและสนับสนุนการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมในการพัฒนาพลังงาน ข้อกำหนดสำคัญ ได้แก่:

• การประหยัดพลังงานตลอดกระบวนการแปลง

• ความสมดุลของน้ำในระบบปั๊มน้ำที่หมุนเวียนเอง

แม้จะมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำแบบดั้งเดิมเล็กน้อย แต่ระบบสามารถแก้ปัญหาการไม่สามารถทำงานในฤดูหนาวของโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขนาดเล็ก ดังนั้น โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำไฮบริดลม-แสงอาทิตย์มีข้อได้เปรียบทางเทคนิคและเศรษฐกิจที่โดดเด่น และสามารถเป็นทางออกพลังงานที่เหมาะสมสำหรับพื้นที่ที่เหมาะสม