Integrirano rješenje hibridne vjetro-sunčane energije za udaljene otoke

2yrs + staff 1000+m² US$300,000,000+ China

Sažetak

Ova propozicija predstavlja inovativno integrirano rješenje za energiju koje duboko kombinira tehnologije vjetroenergetike, fotovoltaične proizvodnje električne energije, pumpiranog hidroenergetske pohrane i destilacije morske vode. Cilj je sustavno riješiti ključne izazove s kojima se suočavaju udaljeni otoci, uključujući teško dostupnost mreže, visoke troškove proizvodnje električne energije na naftu, ograničenja tradicionalnih baterijskih pohrana i nedostatak svježih vodnih resursa. Rješenje postiže sinergiju i samoodrživost u "snabdijevanju strujom - pohrani energije - snabdijevanju vodom", pružajući pouzdan, ekonomski i zeleni tehnološki put za održivi razvoj otoka.

I. Tehničko područje i pozadinski izazovi

Tehničko područje

Ovo rješenje je multidisciplinarno, kompleksno tehnološko, primarno obuhvaća:

Proizvodnja obnovljive energije: Vjetroenergetika i solarna fotovoltaična proizvodnja električne energije.
Fizička pohrana energije velikog opsega: Tehnologija pumpiranog hidroenergetske pohrane.
Kompleksna uporaba vodnih resursa: Tehnologija destilacije morske vode obrnutim osmotreskim procesom.
Učinkovita pametna kontrola: Kooperativna kontrola više vrsta energije i upravljanje energijom.

Pozadinski izazovi

Dilema snabdijevanja energijom: Udaljeni otoci su daleko od glavnokontinentalnih mreža i tipično se oslanjaju na skupo proizvedenu naftnu energiju. Ovisnost o međunarodnim cijenama nafte i teškoćama pri prijevozu goriva rezultira visokim cijenama struje i nestabilnim snabdijevanjem, što ozbiljno ograničava lokalni ekonomski razvoj i kvalitetu života stanovnika.
Ograničenja tradicionalne pohrane: Konvencionalni sustavi komplementarnosti vjetra i sunca koriste samo baterijsku pohranu, koja se suočava s četiri glavna grla: kratki životni vijek (zahtijeva često zamjenjivanje), visoki troškovi, potencijalni rizici za okoliš i ograničena kapacitet pohrane. Ova ograničenja čine teškim podržati veliki, dugoročno stabilni potrebe otoka za energijom.
Protusutvanje potreba za resursima: Otoci trpe nedostatkom svježih vodnih resursa. Svakodnevno snabdijevanje vodom ovisi o vanjskom prijevozu ili malim, visoko energetskim jedinicama za destilaciju, oba vrlo skupa. Postojeći sustavi proizvodnje struje i instalacije za proizvodnju svježe vode funkcioniraju izolirano, ne ostvaruju sinergijsku uporabu energije i resursa.

II. Ključno tehničko rješenje i sastav sustava

Sustav sastoji se od tri ključna modula, organički koordinirana preko pametnog kontrolera.

Sistemski modul	Komponente	Glatka funkcija
Osnovni modul komplementarnosti vjetra i sunca	Vjetroturbine, fotelektrocelijske polja, kontroler, baterije male kapacitete	1. Pretvorba energije: Pretvara vjetar i sunčevu energiju u električnu energiju. 2. Pametna regulacija: Kontroler u stvarnom vremenu praćenja obnovljivih resursa i opterećenja sustava, dinamički raspoređuje snagu. 3. Trenutno buferiranje: Baterije male kapacitete koriste se samo za izglađivanje trenutnih fluktuacija snage, poboljšavanje stabilnosti sustava i proširenje njihovog životnog vijeka.
Jedinica za proizvodnju struje iz pumpiranog hidroenergetske pohrane	Donji bazen (može se iskoristiti more), gornji bazen (konstruiran), spojne cjevove, reverzibilni pumpa-turbina	1. Dualni način rada: - Način pumpiranja (pohrana): Kada postoji višak struje, pumpa vodu iz donjeg bazena u gornji bazen, pretvarajući električnu energiju u gravitacijsku potencijalnu energiju. - Turbina način (proizvodnja): Tijekom nedostatka struje, otpušta vodu iz gornjeg bazena kako bi proizvela električnu energiju, vraćajući potencijalnu energiju nazad. 2. Regulacija sustava: Pruža funkcije obrezivanja vrha, regulacije frekvencije i hitne rezervne funkcije, djelujući kao "stabilizator" i "power bank" sustava.
Jedinica za destilaciju morske vode	Bakar za uzimanje, pumpa za pripremu, multimedijski filter, patron filter, pumpa visokog tlaka, membranske module obrnutog osmosa, bakar za produkt vode	1. Dubinsko čišćenje: Više stupnjeva filtracije uklanja suspendirane tvari i nečistoće iz morske vode. 2. Destilacija obrnutim osmotreskim procesom: Pritisak vode preko pompe visokog tlaka prisiljava molekule vode da prođu kroz RO membrane, ostvarujući destilaciju. 3. Proizvodnja vode i implicitna pohrana: Proizvedena svježa voda pohranjena je u bakri za upotrebu. Ključno je, ovaj modul djeluje kao visokokvalitetni, prilagodljiv opterećenje za sustav, učinkovito apsorbirajući višak struje.

III. Principi rada sustava (tri ključna procesa)

Pametna distribucija struje i logika kontrole (voditelj kontrolera)

Jezgra sustava je pametni kontroler, koji neprekidno uspoređuje "ukupnu proizvodnju vjetra i sunca" s "ukupnim potrebama za opterećenjem (potrošnja stanovnika + potrošnja jedinice za destilaciju)":

Scenarij 1: Proizvodnja ≥ Potreba za opterećenjem

Prioritetno se puni baterije male kapacitete kako bi se obnovila njihova napunjava.
Kada su baterije puni, automatski se aktivira jedinica za pumpiranu hidroenergetske pohranu u načinu pumpiranja, pretvarajući višak struje u potencijalnu energiju.
Ako preostane višak struje, jedinica za destilaciju morske vode ima prioritet da radi na maksimalnoj kapacitetu, pretvarajući struju u vrijedne svježe vodne resurse.

Scenarij 2: Proizvodnja < Potreba za opterećenjem

Jedinica za pumpiranu hidroenergetske pohranu automatski se aktivira u načinu turbina za hidroelektričnu proizvodnju.
U isto vrijeme, baterije ispuštaju struju kako bi se obradili trenutni vrhuni opterećenja, radom zajedno da pokriju nedostatak proizvodnje i osiguraju kontinuiranu snabdijevanje strujom.

Proces rada pumpirane hidroenergetske pohrane

Faza pohrane energije (nisko opterećenje / visoka proizvodnja obnovljive energije): Koristi niskotrošne ili besplatne višak vjetra/suncane struje za pumpiranje morske vode iz donjeg bazena (npr., nivo mora) u dizan gornji bazen. To postiže veliku, dugotrajnu, bezgubitnu pohranu energije.
Faza oslobađanja energije (vrhuno opterećenje / nema vjetra ili sunca): Koristi razliku u visini za otpuštanje vode, koja teče niz dolje da rotira reversibilnu pumpu-turbinu i proizvede električnu energiju. Taj proces brzo započinje i brzo reagira, učinkovito gladko slučajnost i intermitentnost proizvodnje obnovljive energije.

Sinergijski proces destilacije morske vode

Morska voda se uzima i redom prolazi kroz multimedijski filter (uklanja velike čestice) i patron filter (fini filtriranje). Zatim se pressurizira pompa visokog tlaka i šalje na membranske module obrnutog osmosa za proizvodnju svježe vode, koja se pohranjuje u bakar za produkt vode. Cijeli ovaj proces pokreće se strujom sustava. Djelujući kao prekidljiva, prilagodljiva, visokokvalitetna opterećenja, savršeno ostvaruje koncept sinergije "proizvodnja vode strujom, korištenje proizvodnje vode za implicitnu pohranu."

IV. Prednosti rješenja

Maksimalno iskorištavanje resursa: Potpuno iskorištava obilne vjetarske i sunčane resurse otoka, potpuno zamjenjuje ili značajno smanjuje ovisnost o uvozu naftnog goriva, smanjuje troškove energije na izvornoj razini i ostvaruje samoodrživost energije.
Revolutivna optimizacija rješenja za pohranu: Hibridni model pohrane, "Pumpirana hidroenergetska pohrana kao primarna + Baterije male kapacitete kao pomoćne", temeljito prevlada četiri glavna nedostataka tradicionalnih baterija. Nudi apsolutne prednosti: ogroman kapacitet pohrane, dug životni vijek (desetljeća), prijateljstvo prema okolišu i niske ukupne troškove.
Značajno poboljšana stabilnost i pouzdanost snabdijevanja strujom: Pumpirana hidroenergetska pohrana može brzo reagirati na promjene opterećenja, pružajući snažne mogućnosti obrezivanja vrha i regulacije frekvencije. Kombinirana s baterijama koje obrađuju trenutne fluktuacije, daje stabilnost i kvalitetu struje otoku srodnim tradicionalnim mrežama.
Sinergijsko zadovoljavanje višestrukih potreba, ubijanje više ptica jednim metom: Inovativno integriše destilaciju morske vode kao opterećenje sustava, istodobno rješavajući dvije ključne izazove preživljavanja i razvoja "nedostatak struje" i "nedostatak vode" na otocima. Postiže visoku razinu integracije u "proizvodnji struje - pohrani energije - proizvodnji svježe vode", rezultirajući značajnim kompozitnim prednostima.
Izrazite prednosti za okoliš i zeleni niskougljični: Cijeli proces temelji se na obnovljivoj energiji, rezultirajući nultim emisijama ugljičnog dioksida. Drastično smanjuje upotrebu i onesvaženje vezano uz olovne-kiselik baterije. Pruža održivi zeleni put razvoja za otoksku zajednicu, pružajući značajne ekološke prednosti.