Ученые из Портсмутского университета (Великобритания) нашли, по их словам, лучшую комбинацию возобновляемых источников для обеспечения бесперебойного и надежного производства энергии с экономией в 25%.
Основным препятствием для широкого внедрения ВИЭ является их нестабильность. В новом исследовании были проанализированы гибридные системы, которые вырабатывают электроэнергию из двух или более возобновляемых источников, обеспечивая более стабильное энергоснабжение.
Исследователи протестировали четыре комбинации возобновляемых источников энергии, а также интеграцию обычных солнечных панелей с экологически чистым фазопереходным материалом, который увеличивает общую производительность системы.
Материалы с фазовым переходом (PCM) это вещества, способные накапливать тепловую энергию, что позволяет стабилизировать температуру. Они могут поглощать или выделять большое количество так называемого скрытого тепла при изменении своего физического состояния, например, в процессе плавления или замораживания.
Ветряные и солнечные электростанции производят энергию только тогда, когда дует ветер или светит солнце, что означает резкие изменения в генерации. Поскольку сами по себе эти формы энергии ненадежны, мы должны объединить их вместе, - говорит доктор Сурав Ханна, который является автором-корреспондентом научной статьи. - Объединив их, мы можем повысить надежность и найти наиболее эффективное и экономичное сочетание возобновляемых источников.
Эксперты британского университета пришли к выводу, что объединение теплоаккумулирующего материала с фотоэлектрическими панелями, установками на энергии ветра, биогаза и аккумулятором является лучшим сочетанием возобновляемых источников с экономией до 25%.
Обычные фотопанели могут преобразовывать только 20% солнечной энергии в электричество. Остальные 80% теряются, превращаясь в тепло. Новым подходом стало то, что мы исследовали, как хранить это тепло в материале с фазовым переходом, а это означает, что 80%, которые обычно теряются, загружаются в накопитель тепловой энергии. Эту тепловую энергию можно преобразовать в отопление помещений и нагрев воды, на что обычно уходит больше всего энергии в домашнем хозяйстве, - поясняет Ханна.
Комбинации возобновляемых источников энергии были протестированы в индийском городе Ченнаи в жарком и влажном климате, но ученые намерены найти способ оптимизации выработки электроэнергии и экономии денежных средств в других местах, добиваясь полной автономии.
Была построена система из фотоэлектрического блока, оснащенного PCM на задней стороне солнечных панелей, ветряка, аккумулятора и биогазовой установки. В качестве PCM использовался гексагидрат хлорида кальция с температурой плавления около 30 градусов Цельсия и скрытой теплоемкостью 191 кДж/кг.
Ветровая турбина, фотоэлектрическая система и аккумуляторная батарея подключены к шине постоянного тока, а биогазовый генератор, а электрическая нагрузка подключена к шине переменного тока. Преобразователь необходим для преобразования переменного тока в постоянный или наоборот.
Для максимального увеличения выработки энергии ветра и солнца, уменьшения использования батарей и минимизации операций с биогазом и уменьшения выбросов углерода был создан специальный алгоритм управления. Оптимальная конфигурация системы была предоставлена комбинацией фотоэлектрической системы мощностью 224 кВт, оснащенной PCM, ветряной турбины мощностью 206 кВт, биогазового генератора мощностью 420 кВт, батареи на 633 Ач и преобразователя мощностью 170 кВт.
Чистая текущая стоимость этой конфигурации составила 1,43 миллиона долларов, а приведенная стоимость энергии (LCOE) была оценена исследовательской группой в 0,094 доллара за 1 кВтч. Эти значения сравнивались со значениями той же конструкции системы без хранилища PCM, и было обнаружено, что они значительно ниже.
Полное описание конструкции системы приводится в статье, которая недавно была опубликована в журнале Energies.
Источник: port.ac.uk
|
|
|
|
|
|
Европейские ученые объявили о значительном прорыве на пути создания коммерческого термоядерного реактора, энергия в котором вырабатывается в результате таких же процессов, которые происходят внутри звезд.
Британская лаборатория JET побила собственный мировой рекорд по количеству энергии, которую смогли выделить, соединяя вместе две формы водорода.
В ходе эксперимента удалось получить
Американский стартап Helion Energy готовит к коммерческому производству Polaris первый в мире термоядерный реактор, который, как заявляется, начнет промышленное производство электроэнергии уже в 2024 году. На завершение его строительства и запуска компания получила рекордные инвестиции.
Раунд финансирования серии E возглавил известный инвестор Сэм Альтман, бывший президент Y Combinator и ны
По мнению большинства участников климатического саммита ООН COP26, проходящем сейчас в штландском Глазго, стратегия декарбонизации энергетики является одной из приоритетных тем. Однако, критики возобновляемых источников энергии сомневаются в надежности систем, полагающихся на ресурсы с нестабильной генерацией
Сфера производства и использования водородного топлива интенсивно развивается по всему миру: швейцарско-канадский консорциум разрабатывает новый процесс производства зеленого водорода, итальянская Snam заключила соглашение с IRENA, а французский консорциум планирует развернуть высокопроизводительные
До конца этой недели премьер-министр Великобритании Борис Джонсон официально объявит на ежегодной конференции партии консерваторов в Манчестере, что уже с 2035 года все электричество страна будет получать из возобновляемых источников. Это известие обрадовало не всех защитников окружающей среды, поскольку закрывать атомные электростанции правительство не собирается.
Желая снизить
