Integreeritud tuul-päikese ühendv toite lahendus eemarimatele saartele

Ülevaade

See ettepanek esitab innovaatilise integreeritud energiaülesannet, mis süvasti kombineerib tuuleenergia, päikeseenergia, pompvee varustamise ja merevedeliku desalineerimise tehnoloogiad. See pürib süstemaatiliselt lahendada eemarimate saarte silmitsi olevaid ümberkujundusi, sealhulgas raske võrgukatta, dieselgeneraatorite kasutuselevõtu kõrgeid kulusid, traditsiooniliste akude piiranguid ja soodsa vee puudust. Lahendus saavutab sinergia ja iseseisvuse "energiavarustus - energiavarustus - veearvestus" osas, pakkudes usaldusväärset, majanduslikku ja rohelist tehnoloogilist tuge saarte jätkusuutlikule arengule.

I. Tehniline valdkond ja taustapiirangud

1. Tehniline valdkond

See lahendus on mitmeteaduslik, kattuv tehnoloogia, mille peamised aspektid hõlmavad:

• Uue energia tootmine: tuule- ja päikeseenergia tootmine.
• Suurmaastikuline füüsiline energiavarustus: pompvee varustamine.
• Kaasaegne veevarude kasutamine: reserveeritud osmose merevedeliku desalineerimine.
• Efektiivne intelligentsed juhtimine: mitmeenergia koostöö ja energiaturg.
1. Taustapiirangud
• Energia varustuse probleem: Eemarimate saartel on kaugel suuremad võrgud ja need sõltuvad tavaliselt kõrgetest kulusid nõudvatest dieselgeneraatoritest. Kuna rahvusvaheliste naftahindade lõksedes ja kütuse transpordi raskustes, see viib kõrgetele elektrihindadele ja ebastabiilsesse varustuse, mis tõsiselt piirab kohalikku majandusarengut ja elanike elukvaliteeti.
• Traditsiooniliste varustuste piirangud: Tavalised tuule-päikese komplektid sõltuvad ainult akudest, mis näevad nelja suurema piirangu: lühike elu (sagedaste vahetuste vajadus), kõrge hind, potentsiaalsed keskkonnakuriteod ja piiratud varustus. Need piirangud muudavad raskeks saarte suurte, pikendatud stabiilsete energianõudluste toetamise.
• Ressursside nõuded vastuolu: Saared kannatavad soodsa vee puuduse all. Päevane veevarustus sõltub välise transpordi või väikese, kõrge energiatarbega desalineerimise ühikutest, mis on mõlemad väga kallid. Olemasolevad elektroenergia tootmise ja soodsa vee tootmise süsteemid töötavad eraldi, mitte saavutades energiaga ressursside sinergilist kasutust.

II. Üldine tehniline lahendus ja süsteemi koosseis

Süsteem koosneb kolmest üldisest moodulist, mis on orgaaniliselt kooskõlastatud intelligentsed juhid.

III. Süsteemi tööpõhimõtted (kolm üldist protsessi)

1. Intelligentne jõudluse jaotamine ja juhtimisloogika (juhi juhituse)

Süsteemi südameks on intelligentsed juhid, mis pidevalt võrdlevad "kogu tuule-päikese energia tootmist" ja "kogu laadi nõudlust (elanike tarbimine + desalineerimise üksuse tarbimine)":

• Stsenaarium 1: Tootmine ≥ Laadimine
• Eelistatakse väikeste akude laadimist, et täita nende laadimist.
• Kui akud on täis, aktiveeritakse automaatselt pompvee varustamise üksus pompimise režiimis, teisendades ülejäänud elektriajenduse potentsiaalseks energiaks.
• Kui ülejäänud jõud on alles, siis prioriteedina töötab merevedeliku desalineerimise üksus täis võimsusega, teisendades elektri väärtuslikuks soodsa vee ressursiks.
• Stsenaarium 2: Tootmine < Laadimine
• Pompvee varustamise üksus aktiveeritakse automaatselt turbine režiimis hydroelektrilise tootmiseks.
• Samaaegselt laeb akud kiiresti, et käsitelda hetkelisi tippekärbi, töötades koos, et katta tootmise puudujääk ja tagada jätkuv elektrivarustus.
1. Pompvee varustamise tööprotsess
• Energia varustamise faas (väike laad / suur taastuv tootmine): Kasutab madalate või nullimüügihinna ülejäänud tuule/päikeseenergiat, pompid vett alumisest reservuaarist (nt, merepinnast) ülemisse reservuaari. See saavutab suuremahulise, pikendatud, kaotuseeta energia varustamise.
• Energia vabastamise faas (tipplaad / tuul või päike puudub): Kasutab kõrguse erinevust, vabastades vee, mis liigub alla, pöördväärtusliku pompi-turbini ja elektri tootmise. See protsess algab kiiresti ja reageerib kiiresti, efektiivselt suurendades taastuvenergia tootmise juhuslikkust ja sellest tulenevat segadust.
2. Merevedeliku desalineerimise sinergilise protsess

Merevee on intake d ja läbib järjest mitme meediumi filtri (eemaldab suuri osakesi) ja katridifilteri (kitsik filtreerimine). Seejärel pressurizeeritakse vesi kõrgepinge pomliga ja saadetakse reverse osmosis membraanmodulet, et toota soodsa vett, mis säilitatakse toote vee tankis. Kogu protsess on juhitav süsteemi elektriga. Töötades kui katkestatav, reguleeritav, kõrge kvaliteediga laad, see täiuslikult realiseerib "vee tootmine elektriga, vee tootmine implitsiitseks varustuseks" sinergilise mõistet.

IV. Lahenduse eelised

• Maksimeeritud ressursside kasutamine: Täielikult kasutab saare palju tuule- ja päikeseenergiat, täielikult asendades või oluliselt vähendades importeeritud diesel sõltuvust, alandades energiakulusid allikas, ja saavutades energia iseseisvuse.
• Revolutionaarne varustuse optimeerimine: "Pompvee varustamine kui esmane + väikesed akud kui abivaldaja" hybridvarustuse mudel, mis põhjalikult ületab traditsiooniliste akude nelja suuremat puudust. See pakub absoluutseid eeliseid: suuremahuline varustus, pikk elu (aastakümned), keskkonnasõbralikkus ja madal koguhind.
• Otseselt tugevdatud süsteemi elektrivarustuse stabiilsus ja usaldusväärsus: Pompvee varustamine võimaldab kiiresti reageerida laadi muutustele, pakkudes tugevat tippekärbe ja sageduse reguleerimine. Koos akudega, mis käsitleda hetkelisi fluctuaatsioone, annab see saarel võrgu stabiilsuse ja elektri kvaliteedi, mis on võrreldav traditsiooniliste võrkudega.
• Mitme vajaduse sinergiline rahuldamine, lõpetades mitu lindad ühega kivid: Innovatiivselt integreerib merevedeliku desalineerimise süsteemi laadina, samal ajal lahendades kaks kriitilist saarte elluviivamise ja arengu väljakutset "puudus elektris" ja "puudus vee". See saavutab kõrge integratsiooni taseme "energia tootmine - energia varustus - soodsa vee tootmine", andes olulisi kogu eeliseid.
• Oluline keskkonna- ja roheline madala süsiniku eelised: Kogu protsess põhineb taastuvenergial, mis tuletab null süsinikuheitmeid. See drastiliselt vähendab blei-happeainede kasutamist ja saastamist. See pakkub jätkusuutlikku rohelise arenguteed saarte kogukondadele, pakkudes olulisi ökosüsteemilisi eeliseid.