Сонячні електромережі пустелі, створені для витримування екстремальних температур і затишшя
Ефективність відновлюваної енергетики у пустельних регіонах: забезпечення безперервного електропостачання для охолодження
Надійне постачання електроенергії у пустельних середовищах є критично важливим, оскільки системи охолодження повинні безперервно функціонувати під час хвиль спеки, щоб захищати здоров’я людей. Дослідники з King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) продемонстрували, що облік екстремальних погодних умов на етапі проектування відновлюваних енергетичних систем для спільнот може запобігти небезпечним перебоям в електропостачанні.
Зростаючий інтерес до переходу від електроенергії на викопних паливах до локальних відновлювальних мереж спонукає такі спільноти, як кампус KAUST, досліджувати повністю відновлювальні конфігурації. Проте стандартні підходи до проектування несуть приховані ризики. “Більшість існуючих проектів для відновлюваних енергетичних систем на рівні спільнот в гарячих пустельних регіонах, таких як Саудівська Аравія, оптимізують продуктивність для середніх погодних умов”, зазначає Farah Souayfane, дослідник у лабораторії Omar Knio, яка очолювала дослідження. “Цей підхід може привести до збоїв під час рідкісних, але критичних погодних подій”, додає вона.
Проблеми екстремальних погодних умов
Екстремальні дні в гарячих пустельних регіонах поєднують дуже високі температури, низькі швидкості вітру і зменшення сонячної інсоляції через хмарність. Це призводить до одночасного стрибка попиту на електроенергію для охолодження та зниження пропозиції від вітряної та сонячної генерації — невідповідність, яка може викликати збої в системах, не призначених для таких умов.
“Ми прагнули явно врахувати екстремальні погодні умови у відновлювальних енергетичних системах, призначених для гарячих пустельних спільнот, і кількісно оцінити вартісні наслідки, розробляючи стійку відновлювальну енергетичну систему для KAUST,” сказав Ricardo Lima, дослідник в групі Knio.
Рішення та переваги для спільноти KAUST
Команда базувала свій аналіз на 25-річному історичному записі погодних даних для сайту KAUST. “Система спочатку була оптимізована для одного року даних, а потім симульована протягом усього 25-річного періоду, щоб ідентифікувати події збою, коли постачання не задовольняло попит,” пояснює Souayfane. Ідентифіковані екстремальні умови потім поступово були включені в проектування з додатковим зберіганням електроенергії та генераційною потужністю, які додавалися ітеративно, поки система могла надійно покривати весь попит.
Отримана архітектура поєднує концентровану сонячну енергію, фотоелектричні панелі та вітряні турбіни з обома типами зберігання енергії:
