Енергијата е важна основа за човечкото производство и живот, а со зголемената глобална побарувачка за енергија и влошувањето на климатските промени, потрагата по позелени, поодржливи енергетски алтернативи стана итно прашање во денешното општество. Во овој контекст, интеграцијата на фотоволтаичниот систем за складирање на енергија во нула јаглеродна енергија како нов вид опции за снабдување со енергија, бара големо внимание и истражување. Особено во индустриските паркови, каде што се троши голема количина на енергија, примената на интегриран фотоволтаичен систем за складирање на енергија не само што може да ја зголеми стапката на енергетска самоодржливост, туку и да ги намали емисиите на јаглерод, што има голем потенцијал и практично значење. Затоа, овој труд го зема нула јаглеродниот систем за интегрирано фотоволтаично складирање на енергија во индустриски парк како предмет на истражување, дискутира за неговата примена и развој, со цел да се обезбеди корисна референца и референца за промовирање на реализацијата на нула јаглеродна енергија и оптимизација на управувањето со енергијата во индустриските паркови.
Прво, принцип и развојна состојба на фотоволтаичната технологија и технологијата за складирање на енергија
1. Принципот и развојот на фотоволтаичната технологија
Фотоволтаичната технологија е технологија што ја претвора сончевата енергија во електрична енергија со користење на фотоелектричниот ефект на Листа на полупроводнички материјали за претворање на сончевата светлина во еднонасочна струја. Во фотоволтаична ќелија, која се состои од два слоја полупроводници од различни материјали, кога светлината ќе го погоди интерфејсот помеѓу двата слоја, фотоните можат да стимулираат електрони од ниски до високи енергетски нивоа, што резултира со потенцијална разлика, за да формираат електрична струја.
2. Принципот и статусот на развој на технологијата за складирање на енергија
Технологијата за складирање на енергија се однесува на претворање на енергијата во складирана форма, а кога е потребно и на нејзина повторна конверзија во енергија. Нејзиниот главен принцип е претворање на електричната, механичката, хемиската и топлинската енергија во складирана енергија, како што се батерии, суперкондензатори, компримиран воздух, хидраулично и термичко складирање. Во моментов, технологијата за складирање на енергија стана важна поддржувачка технологија за обновлива енергија, главно користена за балансирање на понудата и побарувачката на енергија, подобрување на квалитетот на снабдувањето со енергија, подобрување на ефикасното користење на енергијата и справување со врвната побарувачка на енергија. Со развојот на технологијата и развојот на сценарија за примена, перспективата за примена на технологијата за складирање на енергија е сè поширока.
Второ, неопходноста и важноста од изградба на енергетски систем со нула јаглерод во индустриските паркови
Индустрискиот парк е регионална економска организациска форма со индустријата како водечка, централизирана, интензивна и координирана развојна гранка. Бидејќи индустрискиот парк има карактеристики на големи размери, висока потрошувачка на енергија и концентрирана потрошувачка на енергија, неговата побарувачка за енергија е многу голема. Традиционалните методи на снабдување со енергија, како што се производството на електрична енергија на јаглен и нафта, не можат да ја задоволат зголемената побарувачка за енергија и ќе имаат големо негативно влијание врз животната средина, влошувајќи го глобалниот проблем со климатските промени. За да се постигне одржлив развој на индустриските паркови, заштита на животната средина, намалување на потрошувачката на енергија, изградбата на нула јаглероден енергетски систем стана неопходен избор. Нула јаглеродните енергетски системи не само што можат да ги задоволат енергетските потреби на индустриските паркови, туку и да интегрираат обновлива енергија, складирање на енергија, управување со енергија и други технологии за да се постигне ефикасно користење на енергијата и економично работење, а исто така може да ги намали емисиите на стакленички гасови и загадувањето на животната средина и да постигне одржлив развој.
Трето, планирање на систем за енергија со нула јаглеродни емисии со интегрирано фотоволтаично складирање на енергија во индустриски парк
1. Планирање на фотоволтаични системи за производство на енергија
За инсталација на фотоволтаичен систем, инсталацијата на земја е генерално погодна за индустриски парк со повеќе земјиште, а инсталацијата на покривот може ефикасно да го искористи просторот на покривот на постројката во индустрискиот парк, заштедувајќи земјишни ресурси. Покрај тоа, сончевите фотоволтаични системи интегрирани во зградите можат да се користат за интегрирање на сончеви ќелии во надворешните ѕидови на зградата или кровната конструкција, овозможувајќи интеграција на фотоволтаична енергија и подобрување на ефикасноста на просторот во зградата. Според изборот на систем за складирање на енергија, интегрираниот фотоволтаичен систем за складирање на енергија во индустрискиот парк може да користи различни видови опрема за складирање на енергија, како што се батерии, суперкондензатори. Батеријата има висока густина на енергија и долгорочен капацитет за складирање, додека суперкондензаторот има карактеристики на брзо полнење, долг век на траење и едноставно одржување. При дизајнирањето на системот за складирање на енергија, потребно е да се земе предвид побарувачката на излезна моќност и оптоварувањето на фотоволтаичниот систем за производство на енергија, и да се избере соодветна опрема за складирање на енергија и капацитет за складирање на енергија со цел да се постигне оптимална состојба на работа на интегрираниот фотоволтаичен систем за складирање на енергија. За избор на систем за следење и управување, потребно е да се избере опрема за следење со висока сигурност и висока прецизност, како што се беспилотни летала, интернет на интернет, големи податоци итн. Во исто време, потребно е да се дизајнира разумна шема за управување со работењето, вклучувајќи одржување на опремата, решавање проблеми, распоред на операции итн., за да се обезбеди ефикасно функционирање на системот.
2. Планирање на систем за складирање на енергија
Системот за складирање на енергија е планиран да обезбеди дека системот може да складира и ослободува енергија кога е потребно, и да ја балансира нестабилноста на производството на фотоволтаична енергија за да ги задоволи потребите на индустриските паркови. Планирањето на системот за складирање на енергија треба да земе предвид многу фактори, вклучувајќи го видот на системот за складирање на енергија, капацитетот за складирање на енергија, ефикасноста на складирање на енергија и времето на складирање на енергија. Видовите системи за складирање на енергија можат да се изберат според оптоварувањето на енергија и карактеристиките на паркот, како што се складирање на батерии, складирање со ултракондензатори, складирање со компримиран воздух, хидраулично складирање итн. Различните видови системи за складирање на енергија имаат различни карактеристики и применливи сценарија, треба да се изберат врз основа на реалната побарувачка. Капацитетот за складирање треба да биде доволен за да се задоволи максималното оптоварување на паркот, за да се осигури дека системот за складирање може да обезбеди доволно електрична енергија во случај на недостиг на фотоволтаична енергија. Ефикасноста на складирањето на енергија ја одредува загубата на складирање и ослободување на енергија, па затоа е потребно да се избере ефикасна опрема за складирање на енергија и систем за контрола за да се подобри ефикасноста на системот за складирање на енергија. Времето на складирање на енергија треба да се определи според карактеристиките на оптоварувањето на енергија и производството на фотоволтаична енергија за да се осигури дека системот за складирање на енергија може да ги задоволи барањата за енергија на паркот. Покрај горенаведените фактори, планирањето на системот за складирање на енергија треба да ги земе предвид и сигурноста, безбедноста, трошоците и одржувањето на системот. Опремата и системот за контрола на системот за складирање на енергија треба да бидат избрани со висока сигурност, добра безбедност, ниска цена и лесно одржување за да се обезбеди долгорочно стабилно работење на системот. Како заклучок, планирањето на системот за складирање на енергија е сложен процес, кој треба да се базира на оптоварувањето со електрична енергија и побарувачката на енергија на паркот за да се утврди, а во исто време, се земаат предвид видот, капацитетот, ефикасноста, времето, сигурноста, безбедноста, трошоците и одржувањето на системот за складирање на енергија за да се обезбеди долгорочно стабилно работење на системот, како и да се обезбедат ефикасни и сигурни енергетски услуги со нула јаглерод за индустриските паркови.
3. Планирање на систем за управување со енергија
Интелигентниот систем за управување со енергија е неопходен дел од интегрираниот систем за складирање на енергија со нула јаглерод. Може да оствари оптимална контрола на системот преку следење и анализа во реално време на фотоволтаичниот систем за производство и складирање на енергија, како и да ја подобри ефикасноста на работењето и ефикасноста на користењето на енергијата на системот. Главните функции на системот за управување со енергија вклучуваат собирање податоци, анализа на податоци, регулирање на контролата, дијагностицирање на грешки и управување со одржувањето. Во аспект на собирање податоци, системот за управување со енергија може да реализира следење во реално време и собирање податоци на фотоволтаичниот систем за производство на енергија и системот за складирање на енергија, и да добие податоци за статусот на работењето на системот, производството на енергија, потрошувачката на енергија и така натаму. Во аспект на анализата на податоци, системот за управување со енергија може да ги обработува и анализира податоците, да ги открива проблемите во системот и да го оптимизира просторот, како и да обезбеди основа за донесување одлуки за работењето и управувањето со системот. Во аспект на контрола и регулирање, системот за управување со енергија може да реализира координирана работа помеѓу фотоволтаичниот систем за производство на енергија и системот за складирање на енергија, како и да управува и диспечира со производството, складирањето, дистрибуцијата и користењето на енергијата. Во аспект на дијагностицирање на грешки и управување со одржувањето, системот за управување со енергија може да реализира дијагностицирање на грешки и управување со одржувањето, како и да ја подобри сигурноста и безбедноста на системот. Покрај основните функции споменати погоре, системот за управување со енергија може да реализира и далечинско следење и работење, како и далечинско следење и управување со фотоволтаични системи за складирање енергија низ целиот свет преку cloud computing и интернет на нештата технологија. Во исто време, системот за управување со енергија може да ги подобри и перформансите на системот и енергетската ефикасност преку вештачка интелигенција, анализа на големи податоци и други напредни технологии.
Во овој труд се проучува примената на интегриран систем за складирање на енергија со нула јаглерод во индустриски парк, а клучните технологии и методите за имплементација на производство на енергија од фотоволтаични извори, систем за складирање на енергија и систем за управување со енергија се анализирани систематски, а техничката реализација, дизајнот на системот и методите за оптимизација се дискутирани детално. Веруваме дека идеите за планирање и дизајн презентирани во овој труд можат да обезбедат нови идеи и методи за развој на чиста енергија под слични сценарија на примена. Во иднина, дополнително ќе го подобриме истражувањето за интеграција на складирање на енергија од фотоволтаични извори со системи за енергија со нула јаглерод, ќе ја зајакнеме интеграцијата со практични проекти и ќе ја промовираме примената и промоцијата на чиста енергија, со цел да дадеме поголем придонес кон одржливиот развој на глобалната енергија.
