Энергия адам өндірісі мен өмірінің маңызды негізі болып табылады, және жаһандық энергияға деген сұраныстың артуы және климаттың өзгеруінің шиеленісуімен, экологиялық таза, тұрақты энергия баламаларын іздеу бүгінгі қоғамда өзекті мәселеге айналды. Осыған байланысты, нөлдік көміртекті энергия жүйесін энергиямен жабдықтаудың жаңа түрі ретінде біріктіруге көп көңіл бөлінеді және зерттеледі. Әсіресе, көп мөлшерде энергия тұтынылатын индустриалды парктерде интеграцияланған фотоэлектрлік энергия сақтау жүйесін қолдану энергияның өзін-өзі қамтамасыз ету деңгейін арттырып қана қоймай, сонымен қатар көміртегі шығарындыларын азайта алады, бұл үлкен әлеуетке және практикалық маңызға ие. Сондықтан, бұл мақалада индустриалды парктегі интеграцияланған фотоэлектрлік энергия сақтаудың нөлдік көміртекті энергия жүйесі зерттеу нысаны ретінде алынады, оны қолдану және дамыту талқыланады, мақсаты - нөлдік көміртекті энергияны жүзеге асыруды ілгерілету және индустриалды парктерде энергияны басқаруды оңтайландыру үшін пайдалы анықтамалық және анықтамалық материалдар беру.
Біріншіден, фотоэлектрлік және энергия сақтау технологиясының принципі және даму мәртебесі
1. Фотоэлектрлік технологияның принципі және дамуы
Фотоэлектрлік технология - күн сәулесін тұрақты токқа айналдыру үшін жартылай өткізгіш материалдар тізімінің фотоэлектрлік әсерін пайдалану арқылы күн энергиясын электр энергиясына айналдыратын технология. Әртүрлі материалдардан жасалған екі жартылай өткізгіш қабаттан тұратын фотоэлектрлік элементте жарық екі қабат арасындағы шекараға түскен кезде, фотондар төмен энергия деңгейлерінен жоғары деңгейге дейін электрондарды ынталандырып, потенциалдар айырмашылығын тудырып, электр тогын түзе алады.
2. Энергия сақтау технологиясының принципі және даму мәртебесі
Энергияны сақтау технологиясы энергияны сақтау түріне, ал қажет болған жағдайда оны энергия технологиясына қайта түрлендіруді білдіреді. Оның негізгі қағидасы - электрлік, механикалық, химиялық және жылу энергиясын, мысалы, батареяларды, суперконденсаторларды, сығылған ауаны, гидравликалық және жылулық сақтауды сақтау түріне түрлендіру. Қазіргі уақытта энергияны сақтау технологиясы жаңартылатын энергия көздерін қолдаудың маңызды технологиясына айналды, негізінен энергиямен жабдықтау мен сұранысты теңестіруде, энергиямен жабдықтау сапасын жақсартуда, энергияны тиімді пайдалануды жақсартуда және энергияға деген сұраныстың шыңына төтеп беруде қолданылады. Технологияның дамуымен және қолдану сценарийлерінің дамуымен энергияны сақтау технологиясын қолдану перспективасы кеңейе түсуде.
Екіншіден, индустриалды парктерде нөлдік көміртекті энергия жүйесін құрудың қажеттілігі мен маңыздылығы
Индустриалды парк - бұл өнеркәсіп жетекші, орталықтандырылған, қарқынды және үйлестірілген даму болып табылатын аймақтық экономикалық ұйым нысаны. Индустриалды парк ауқымды, жоғары энергия тұтыну және шоғырланған энергия тұтыну сипаттамаларына ие болғандықтан, оның энергияға деген сұранысы өте жоғары. Көмірмен жұмыс істейтін электр энергиясын өндіру және мұнаймен жұмыс істейтін электр энергиясын өндіру сияқты дәстүрлі энергиямен жабдықтау әдістері энергияға деген өсіп келе жатқан сұранысты қанағаттандыра алмайды және қоршаған ортаға үлкен теріс әсер етеді, жаһандық климаттың өзгеруі мәселесін ушықтырады. Индустриалды парктердің тұрақты дамуына қол жеткізу, қоршаған ортаны қорғау, энергия тұтынуды азайту үшін нөлдік көміртекті энергия жүйесін құру қажетті таңдауға айналды. Нөлдік көміртекті энергия жүйелері индустриалды парктердің энергия қажеттіліктерін қанағаттандырып қана қоймай, сонымен қатар энергияны тиімді пайдалану мен экономикалық жұмысқа қол жеткізу үшін жаңартылатын энергияны, энергияны сақтауды, энергияны басқаруды және басқа технологияларды біріктіре алады, сонымен қатар парниктік газдар шығарындылары мен қоршаған ортаның ластануын азайтып, тұрақты дамуға қол жеткізе алады.
Үшіншіден, индустриалды паркте интеграцияланған фотоэлектрлік энергия сақтаудың нөлдік көміртекті энергия жүйесін жоспарлау
1. Фотоэлектрлік электр энергиясын өндіру жүйелерін жоспарлау
Фотоэлектрлік жүйені орнату үшін жер үсті қондырғысы, әдетте, жері көбірек индустриалды парк үшін қолайлы, ал шатыр қондырғысы индустриалды парк зауытының шатыр кеңістігін тиімді пайдалана алады, бұл жер ресурстарын үнемдейді. Сонымен қатар, күн энергиясымен жұмыс істейтін ғимаратқа интеграцияланған фотоэлектрлік жүйелер күн батареяларын ғимараттың сыртқы қабырғаларына немесе шатыр құрылымына біріктіру үшін пайдаланылуы мүмкін, бұл фотоэлектрлік қуат пен ғимараттың кеңістік тиімділігін арттыру үшін біріктіруге мүмкіндік береді. Энергия сақтау жүйесін таңдауға сәйкес, индустриалды парктегі интеграцияланған фотоэлектрлік энергия сақтау жүйесі батарея блогы, супер конденсатор сияқты әртүрлі энергия сақтау жабдықтарын пайдалана алады. Батарея блогы жоғары энергия тығыздығына және ұзақ мерзімді сақтау сыйымдылығына ие, ал супер конденсатор жылдам зарядтау, ұзақ қызмет ету мерзімі және қарапайым техникалық қызмет көрсету сипаттамаларына ие. Энергия сақтау жүйесін жобалау кезінде фотоэлектрлік энергия өндіру жүйесінің шығыс қуаты мен жүктемесіне деген сұранысты ескеру, сондай-ақ интеграцияланған фотоэлектрлік энергия сақтау жүйесінің оңтайлы жұмыс күйіне қол жеткізу үшін тиісті энергия сақтау жабдықтары мен энергия сақтау сыйымдылығын таңдау қажет. Мониторинг және басқару жүйесін таңдау үшін жоғары сенімділік пен жоғары дәлдіктегі бақылау жабдықтарын, мысалы, UAV, IOT, Big Data және т.б. таңдау қажет. Сонымен қатар, жүйенің тиімді жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін жабдыққа техникалық қызмет көрсету, ақаулықтарды жою, жұмыс кестесін жасау және т.б. қоса алғанда, тиімді жұмысты басқару схемасын жасау қажет.
2. Энергия сақтау жүйесін жоспарлау
Энергия сақтау жүйесі жүйенің қажет болған жағдайда энергияны сақтай және босата алатынына, сондай-ақ өнеркәсіптік парктердің қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін фотоэлектрлік энергия өндірудің тұрақсыздығын теңестіруге арналған. Энергия сақтау жүйесін жоспарлау кезінде энергия сақтау жүйесінің түрі, энергия сақтау сыйымдылығы, энергия сақтау тиімділігі және энергия сақтау уақыты сияқты көптеген факторларды ескеру қажет. Энергия сақтау жүйелерінің түрлерін қуат жүктемесі мен парктің сипаттамаларына сәйкес таңдауға болады, мысалы, батарея сақтау, ультраконденсатор сақтау, сығылған ауа сақтау, гидравликалық сақтау және т.б. Энергия сақтау жүйелерінің әртүрлі түрлерінің әртүрлі сипаттамалары мен қолданылатын сценарийлері бар, олар нақты сұранысқа негізделуі керек. Фотоэлектрлік қуат тапшылығы жағдайында сақтау жүйесі жеткілікті электр энергиясын бере алатынына көз жеткізу үшін сақтау сыйымдылығы парктің максималды жүктемесін қанағаттандыру үшін жеткілікті болуы керек. Энергия сақтау тиімділігі энергияны сақтау мен босатудың жоғалуын анықтайды, сондықтан энергия сақтау жүйесінің тиімділігін арттыру үшін тиімді энергия сақтау жабдықтары мен басқару жүйесін таңдау қажет. Энергия сақтау уақыты энергия сақтау жүйесінің парктің энергияға деген сұранысын қанағаттандыра алатынына көз жеткізу үшін қуат жүктемесінің және фотоэлектрлік энергия өндірудің сипаттамаларына сәйкес анықталуы керек. Жоғарыда аталған факторлардан басқа, энергия сақтау жүйесін жоспарлау кезінде жүйенің сенімділігін, қауіпсіздігін, құнын және техникалық қызмет көрсетуін де ескеру қажет. Жүйенің ұзақ мерзімді тұрақты жұмысын қамтамасыз ету үшін жоғары сенімділікке, жақсы қауіпсіздікке, төмен бағаға және техникалық қызмет көрсетуге оңай энергия сақтау жүйесінің жабдықтары мен басқару жүйесін таңдау керек. Қорытындылай келе, энергия сақтау жүйесін жоспарлау күрделі процесс болып табылады, парктің электр жүктемесі мен энергияға деген сұранысына негізделуі керек, сонымен бірге энергия сақтау жүйесінің түрін, қуатын, тиімділігін, уақытын, сенімділігін, қауіпсіздігін, құнын және техникалық қызмет көрсетуін анықтау жүйенің ұзақ мерзімді тұрақты жұмысын қамтамасыз ету, өнеркәсіптік парктер үшін тиімді және сенімді нөлдік көміртекті энергия қызметтерін ұсыну үшін қарастырылады.
3. Энергияны басқару жүйесін жоспарлау
Ақылды энергияны басқару жүйесі фотоэлектрлік энергияны сақтау интеграциясының нөлдік көміртекті энергия жүйесінің ажырамас бөлігі болып табылады. Ол фотоэлектрлік энергия өндіру және энергия сақтау жүйесін нақты уақыт режимінде бақылау және талдау арқылы жүйені оңтайлы басқаруды жүзеге асыра алады және жүйенің жұмыс тиімділігі мен энергияны пайдалану тиімділігін арттыра алады. Энергияны басқару жүйесінің негізгі функцияларына деректерді жинау, деректерді талдау, басқаруды реттеу, ақаулықтарды диагностикалау және техникалық қызмет көрсетуді басқару кіреді. Деректерді жинау тұрғысынан энергияны басқару жүйесі фотоэлектрлік энергия өндіру жүйесі мен энергия сақтау жүйесін нақты уақыт режимінде бақылау және деректерді жинауды жүзеге асыра алады, жүйенің жұмыс күйі, энергия шығыны, энергия тұтыну және т.б. туралы деректерді ала алады. Деректерді талдау тұрғысынан энергияны басқару жүйесі деректерді өңдеп, талдай алады, жүйедегі мәселелерді анықтап, кеңістікті оңтайландыра алады, жүйенің жұмысы мен басқаруы үшін шешім қабылдау негізін қамтамасыз ете алады. Бақылау және реттеу тұрғысынан энергияны басқару жүйесі фотоэлектрлік энергия өндіру және энергия сақтау жүйесі арасындағы үйлесімді жұмысты жүзеге асыра алады, энергияны өндіруді, сақтауды, таратуды және пайдалануды басқара алады және жібере алады. Ақауларды диагностикалау және техникалық қызмет көрсетуді басқару тұрғысынан энергияны басқару жүйесі ақауларды диагностикалау және техникалық қызмет көрсетуді басқаруды жүзеге асыра алады, сондай-ақ жүйенің сенімділігі мен қауіпсіздігін жақсарта алады. Жоғарыда аталған негізгі функциялардан басқа, энергияны басқару жүйесі қашықтан бақылау мен пайдалануды жүзеге асыра алады, сондай-ақ бұлтты есептеулер және Заттар интернеті технологиясы арқылы бүкіл әлем бойынша фотоэлектрлік энергия сақтау жүйелерін қашықтан бақылау мен басқаруды жүзеге асыра алады. Сонымен қатар, энергияны басқару жүйесі жасанды интеллект, үлкен деректерді талдау және басқа да озық технологиялар арқылы жүйенің өнімділігі мен энергия тиімділігін жақсарта алады.
Бұл мақалада индустриалды паркте фотоэлектрлік энергияны сақтаудың интеграцияланған нөлдік көміртекті энергия жүйесін қолдану зерттеледі, фотоэлектрлік энергия өндірудің, энергия сақтау жүйесінің және энергияны басқару жүйесінің негізгі технологиялары мен енгізу әдістері жүйелі түрде талданады, техникалық жүзеге асыру, жүйені жобалау және оңтайландыру әдістері егжей-тегжейлі талқыланады. Біз осы мақалада ұсынылған жоспарлау және жобалау идеялары ұқсас қолдану сценарийлерінде таза энергияны дамыту үшін жаңа идеялар мен әдістерді ұсына алады деп санаймыз. Болашақта біз нөлдік көміртекті энергия жүйелерімен фотоэлектрлік энергияны сақтауды интеграциялау бойынша зерттеулерді одан әрі жетілдіреміз, практикалық жобалармен интеграцияны күшейтеміз және таза энергияны қолдану мен ілгерілетуді ілгерілетеміз, бұл жаһандық энергетиканың тұрақты дамуына үлкен үлес қосады.
