부유식 PV와 압축 공기 에너지 저장 결합

이집트와 영국의 연구원들이 새로운 부유식 물체를 개발했습니다.PV 시스템에너지 저장을 위해 압축 공기를 활용하는 개념. 이 시스템의 왕복 효율은 34.1%, 에너지 효율은 41%입니다.

이집트의 포트사이드 대학교(Port Said University)와 영국의 스트래스클라이드 대학교(University of Strathclyde)의 과학자들은 새로운 에너지 관리 전략을 통해 압축 공기 에너지 저장(CAES)과 부유식 태양광 발전을 결합할 것을 제안했습니다.

“태양 에너지의 간헐성과 가용성 문제를 극복하기 위해 제안된 부유식 PV 시스템에는 허용치를 초과하지 않고 시스템 구성 요소 간의 전력 흐름을 효율적으로 관리하는 새로운 에너지 관리 전략으로 제어되는 환경 친화적인 하이브리드 압축 공기 에너지 저장 시스템이 장착되어 있습니다. 안전한 작동을 위한 작동 한계”라고 연구의 주요 저자인 Erkan Oterkus는 PV 매거진에 말했습니다. "이 제어 전략은 부하 요구 사항을 충족하고 낮은 등급의 PV 전력 생산도 활용하여 전력 낭비를 줄이고 시스템 효율성을 향상시키도록 설계되었습니다."

제안된 개념에서 에너지 관리 전략은 문제의 시스템의 연비 또는 배출 맵을 사용하여 규칙을 결정하는 결정론적 규칙 기반 접근 방식을 따릅니다. “이 접근 방식은 인간의 전문 지식, 직관, 경험적 방법, 수학적 모델을 활용하여 시스템 구성 요소의 작동을 제어하는 ​​미리 결정된 규칙 세트를 생성합니다.”라고 그룹은 강조했습니다. "이러한 규칙은 해석 가능하며 낮은 계산 부담으로 다양한 운영 시나리오의 더 나은 성능을 위해 조정할 수 있습니다."

5kW 프로토타입은 주변 물과 지속적으로 직접 접촉하는 부분적으로 부유하는 PV 패널을 활용하여 효율적이고 자유로운 냉각을 제공하고 주변 물과의 열 평형을 통해 PV 패널의 효율성을 향상시킵니다. 지지하는 데 사용되는 플로팅 플랫폼PV 시스템더 많은 태양 에너지 생산을 위해 햇빛을 자동으로 추적하고 플랫폼의 드래프트와 PV 패널의 기울기 각도를 조정하여 냉각을 제어하거나 쌓인 먼지로부터 패널을 청소하거나 손상을 방지하기 위해 PV 패널을 완전히 담그는 방식으로 침수 비율을 변경할 수 있습니다. 악천후 상황에서.

저장 시스템은 열 에너지 저장(TES)과 통합된 단열 CAES 시스템으로 설명됩니다. 이는 부유식 플랫폼 모서리에 배치된 4개의 보상되지 않은 공기 강철 탱크로 구성됩니다. “공기 저장에 앞서 뜨거운 압축 공기는 열교환기에서 냉각됩니다.”라고 연구진은 설명했습니다. "생성된 PV 전기가 공기 압축기에 필요한 전력보다 낮거나 높을 때마다 이 전기를 TES에 열 형태로 저장하는 것이 제안됩니다."

또한 온수 탱크에는 열 교환기가 통합되어 압축 공기가 팽창하기 전에 온도를 높입니다. 압축된 공기는 온수탱크를 통해 방출 및 가열된 후 팽창기에서 팽창하여 발전기를 통해 전기를 재생합니다.

일련의 시뮬레이션을 통해 연구팀은 시스템의 왕복 효율이 34.1%, 에너지 효율이 41%임을 확인했으며, 12월부터 1월 사이에 가장 강력한 시스템 성능이 관찰되었습니다. 연구진은 “기존 CAES 시스템과 비교해 제안된 하이브리드 CAES 시스템은 연간 천연가스 연료를 126.4배 절약할 수 있다”고 강조했다. "이러한 연료 절약은 연료비 연간 $27,690만큼 시스템 운영 비용을 절감함으로써 경제적 이익도 가져올 것입니다."

또한 그들은 시스템의 에너지 및 엑서지 효율성이 개별 구성 요소의 효율성에 의해 상당히 영향을 받을 수 있다는 사실을 발견했으며, 이는 오프 설계 및 부분 부하 작동 조건에서 감소할 수 있다고 말했습니다.

이 시스템은 Energy에 게재된 "부분 부유식 태양광 발전소를 위한 하이브리드 압축 공기 에너지 저장 시스템 및 제어 전략"에 설명되어 있습니다.

Egret Solar에서는 부유형 태양광 발전(PV) 시스템과 압축 공기 에너지 저장 장치(CAES)를 결합할 수 있는 잠재력에 대해 기쁘게 생각합니다. 이 혁신적인 접근 방식은 에너지 저장, 전력망 안정성, 효율적인 공간 사용 등 오늘날 재생 에너지 산업이 직면한 일부 주요 과제를 해결하는 데 엄청난 가능성을 갖고 있습니다. Egret Solar는 부유식 PV와 압축 공기 에너지 저장 장치를 결합하는 장기적인 잠재력에 대해 기대하고 있습니다. 이 결합은 보다 친환경적이고 지속 가능한 미래를 촉진하는 동시에 재생 에너지 산업에서 가장 시급한 과제를 해결하는 최첨단 솔루션을 나타냅니다.