"Багатогранний гібрид": в Іспанії придумали, як помітно заощадити на енергетиці

Про це повідомляє interestingengineering.com.

Іспанська інновація об'єднує фотоелектричні панелі, літій-іонні акумулятори, теплові батареї та теплові насоси. Окрім скорочення вартості сонячної енергії на 7%, вона ще й помітно збільшує власне споживання сонячної енергії — до 20%.

За допомогою цієї розробки дослідники спробували розв'язати проблему високих капітальних витрат і обмеженої ємності літій-іонних (Li-ion) акумуляторів, які є серйозною проблемою під час зберігання сонячної енергії.

Літій-іонні акумулятори можуть забезпечувати швидкі сплески потужності, але їхня висока вартість обмежує масштабованість і знижує власне споживання сонячної енергії. На думку команди, цю проблему можна вирішити за допомогою теплових акумуляторів.

Сонячні технології нового покоління

Фахівці інтегрувала в систему теплові батареї, які перетворюють електрику на тепло, зберігають його, а потім за потреби знову перетворюють на електроенергію.

Ці пристрої виявилися значно дешевшими в розрахунку на кіловат-годину зберігання, ніж літій-іонні батареї. До того ж, у них є і ще одна перевага — відпрацьоване тепло, що виділяється при перетворенні енергії, можна повторно використовувати для опалення будівель.

Використовуючи такі інструменти моделювання, як PVSyst і EnergyPlus, дослідники змоделювали повністю електрифіковану будівлю в Мадриді, що містить фотоелектричні панелі, літій-іонні акумулятори, теплові блоки (PHPS), теплові насоси і низькотемпературні накопичувачі енергії (LTES).

Вони порівняли цю гібридну систему LP з більш традиційною установкою, яка використовувала винятково фотоелектричні системи та літій-іонні акумулятори, що називається системою L.

Згідно з дослідженням, гібридна система з тепловим насосом продемонструвала вражаючі результати, досягнувши наведеної вартості енергії у 86 доларів за мегават-годину. Для порівняння: установка, що працює тільки на літії, за мегават-годину дає показники 87 доларів.

До того ж, гібридна конфігурація забезпечила істотне збільшення власного споживання фотоелектричних систем, тобто кількості сонячної енергії, що використовується безпосередньо будівлею, а не експортується в мережу.

Рівень власного споживання PV сягнув 68,3% у гібридній системі з тепловим насосом і лише 68,1% у версії лише на літії. У разі використання електричного нагрівача власне споживання зросло до 79,5% у гібридній установці порівняно з 68,6% у звичайній системі.

Гнучкий контроль енергоспоживання

У той час як літій-іонні батареї найкраще підходять для потужних короткочасних потреб, наприклад, для покриття вечірніх пікових навантажень, системи PHPS відмінно справляються із забезпеченням стабільної потужності базового навантаження протягом більш тривалих періодів. Ця додаткова функціональність забезпечує гнучкіше й ефективніше керування енергією.

За словами дослідників, низька вартість системи PHPS на одиницю потужності і споживаної потужності робить її ідеальною для зберігання великих надлишків сонячної енергії в години пікового виробництва, які потім можуть бути використані і для опалення, і для електропостачання. При цьому літій-іонна батарея краще підходить для ситуацій швидкого реагування.

Оскільки дедалі більше будинків і підприємств прагнуть перейти на повністю електричну систему, такі гібридні системи зберігання можуть стати нормою, пропонуючи шлях до зниження витрат на електроенергію та ефективнішого використання відновлюваної енергії.

Раніше Фокус писав, що дослідники з Сінгапуру знайшли спосіб отримувати електрику з дощової води. Вони змогли згенерувати електрику, просто направляючи краплі певним чином.

Також стало відомо, що вітряні турбіни можна істотно поліпшити завдяки новим технологіям. Поки що вітрова енергетика поступається сонячній за ефективністю та популярністю, але розкриття нового потенціалу турбін може з часом змінити ситуацію.