Menggabungkan PV terapung dengan penyimpanan energi udara bertekanan

Peneliti dari Mesir dan Inggris mengembangkan alat terapung barusistem PVkonsep yang memanfaatkan udara terkompresi untuk penyimpanan energi. Sistem ini memiliki efisiensi bolak-balik sebesar 34,1% dan efisiensi energi sebesar 41%.

Para ilmuwan dari Universitas Port Said di Mesir dan Universitas Strathclyde di Inggris telah mengusulkan untuk menggabungkan penyimpanan energi udara terkompresi (CAES) dengan fotovoltaik terapung melalui strategi manajemen energi baru.

“Untuk mengatasi masalah intermiten dan ketersediaan energi surya, sistem PV terapung yang diusulkan dilengkapi dengan sistem penyimpanan energi udara tekan hibrida yang ramah lingkungan dan dikendalikan oleh strategi manajemen energi baru untuk mengelola aliran daya antar komponen sistem secara efisien tanpa melebihi batas yang diizinkan. batas operasional untuk pengoperasian yang aman,” kata penulis utama penelitian tersebut, Erkan Oterkus, kepada majalah pv. “Strategi pengendalian ini dirancang untuk memastikan terpenuhinya persyaratan beban dan memanfaatkan produksi listrik PV tingkat rendah, sehingga mengurangi pemborosan listrik dan meningkatkan efisiensi sistem.”

Dalam konsep yang diusulkan, strategi pengelolaan energi mengikuti pendekatan berbasis aturan deterministik, yang menentukan aturan dengan bantuan penghematan bahan bakar atau peta emisi dari sistem yang bersangkutan. “Pendekatan ini memanfaatkan keahlian manusia, intuisi, heuristik, dan model matematika untuk menghasilkan seperangkat aturan yang telah ditentukan sebelumnya yang mengontrol pengoperasian komponen sistem,” kelompok tersebut menekankan. “Aturan-aturan ini dapat ditafsirkan dan disesuaikan untuk kinerja yang lebih baik dalam berbagai skenario operasional dengan beban komputasi yang rendah.”

Prototipe 5 kW ini menggunakan panel PV terapung sebagian yang terus menerus bersentuhan langsung dengan air di sekitarnya, sehingga memberikan pendinginan yang efisien dan bebas serta meningkatkan efisiensi panel PV sebagai hasil dari keseimbangan termal dengan air di sekitarnya. Platform terapung yang digunakan untuk mendukungsistem PVmampu melacak sinar matahari secara otomatis untuk menghasilkan lebih banyak energi matahari dan mengubah rasio perendaman dengan menyesuaikan draft platform dan sudut kemiringan panel PV untuk mengontrol pendinginan atau membersihkannya dari akumulasi debu atau merendam panel PV sepenuhnya untuk menghindari kerusakan. selama kondisi cuaca buruk.

Sistem penyimpanan digambarkan sebagai sistem CAES adiabatik yang terintegrasi dengan penyimpanan energi termal (TES). Ini terdiri dari empat tangki baja udara tanpa kompensasi yang ditempatkan di sudut platform terapung. “Sebelum penyimpanan udara, udara bertekanan panas didinginkan di penukar panas,” jelas para peneliti. “Setiap kali listrik PV yang dihasilkan lebih rendah atau lebih tinggi dari daya yang dibutuhkan kompresor udara, maka diusulkan untuk menyimpan listrik ini dalam bentuk panas di TES.”

Tangki air panas juga terintegrasi dengan penukar panas untuk menaikkan suhu udara bertekanan sebelum mengembang. Udara bertekanan dilepaskan dan dipanaskan melalui tangki air panas sebelum diekspansi di expander untuk menghasilkan listrik menggunakan generator.

Melalui serangkaian simulasi, tim peneliti menemukan bahwa sistem tersebut memiliki efisiensi bolak-balik sebesar 34,1% dan efisiensi energi sebesar 41%, dengan kinerja sistem terkuat diamati antara bulan Desember dan Januari. “Dibandingkan dengan sistem CAES konvensional, sistem CAES hibrida yang diusulkan memiliki penghematan bahan bakar tahunan sebesar 126,4 gas alam,” para akademisi menekankan. “Penghematan bahan bakar ini juga akan menghasilkan manfaat ekonomi dengan mengurangi biaya operasional sistem sebesar $27,690/tahun dari biaya bahan bakar.”

Mereka juga menemukan bahwa efisiensi energi dan eksergi sistem dapat sangat dipengaruhi oleh efisiensi masing-masing komponen, yang menurut mereka dapat menurun pada kondisi operasi di luar desain dan beban parsial.

Sistem ini dijelaskan dalam “Sistem penyimpanan energi udara terkompresi hibrida dan strategi pengendalian untuk pembangkit listrik fotovoltaik terapung sebagian,” yang diterbitkan di Energy.

Di Egret Solar, kami sangat antusias dengan potensi penggabungan sistem fotovoltaik terapung (PV) dengan penyimpanan energi udara terkompresi (CAES). Pendekatan inovatif ini sangat menjanjikan untuk mengatasi beberapa tantangan utama yang dihadapi industri energi terbarukan saat ini, seperti penyimpanan energi, stabilitas jaringan listrik, dan penggunaan ruang yang efisien. Egret Solar sangat antusias dengan potensi jangka panjang dari penggabungan PV terapung dengan penyimpanan energi udara bertekanan. Pasangan ini mewakili solusi mutakhir yang mengatasi beberapa tantangan paling mendesak dalam industri energi terbarukan sekaligus mempromosikan masa depan yang lebih hijau dan berkelanjutan.