Bu tədqiqat fotovoltaik enerji ilə hidrogen istehsalını məşqdən sonrakı bərpa xidmətinə çevirən kiçikmiqyaslı terminal sistemini araşdırır. Tədqiqatın mərkəzindəki sistem Photovoltaic-Hydrogen Coupled Atomization System yəni PHCAS adlandırılan fotovoltaik-hidrogen əlaqəli atomizasiya sistemidir. Sistem günəş panelindən elektrik istehsal edir, bu elektriklə suyun elektrolizi yolu ilə hidrogen yaradır, hidrogenlə zəngin su hazırlayır və bu suyu məşqdən sonrakı bərpa dəstəyi üçün incə sprey/atomizasiya formasında istifadə edir.

Tədqiqatın əsas məsələsi yalnız belə cihazın texniki cəhətdən işləyib-işləməməsi deyil. Araşdırma daha irəli bir suala fokuslanır: Bu cür mikro fotovoltaik-hidrogen terminalı istifadə olunduğu ssenariyə görə necə ölçüləndirilməlidir? Çünki parkda gəzən istifadəçilərin bərpa tələbi ilə fitnes mərkəzində müntəzəm məşq edən istifadəçilərin tələbi eyni deyil. Eyni şəkildə idman tədbirlərində qısamüddətli, lakin intensiv pik tələb yarana bilər. Buna görə sistemin elektrolizator gücü, nasos gücü, fotovoltaik sahəsi və enerji saxlama ehtiyacı tək bir orta istifadəçi fərziyyəsi ilə müəyyən edilə bilməz.

Wei Zhang və həmkarları bu problemi üç tipik tətbiq ssenarisi üzrə araşdırır: istirahət parkları, fitnes mərkəzləri və idman tədbirləri. Park ssenarisi açıq, dağınıq və aşağı sıxlıqlı xidmət mühitini təmsil edir. Fitnes mərkəzi daha nizamlı, təkrarlanan və davamlı bərpa tələbi olan mühitdir. İdman tədbiri isə qısamüddətli, təşkil olunmuş və pik tələb yaradan intensiv xidmət mühitidir.

Araşdırmada sorğu məlumatları, çoxsaylı xətti reqressiya, Bayes iki mərhələli klasterləşdirmə və parametrik sistem hesablamaları birlikdə istifadə olunub. İstifadəçilərin yaşı, cinsi, məşq tezliyi, məşq müddəti və sistemdən istifadə istəyi kimi dəyişənlər təhlil edilib. Daha sonra bu tələb xüsusiyyətləri hidrogen ehtiyacı, elektrolizator gücü, nasos gücü, ümumi sistem gücü və tələb olunan fotovoltaik sahə kimi mühəndislik parametrlərinə çevrilib.

Nəticələr üç ssenarinin sistem ölçüləndirilməsi baxımından aydın şəkildə fərqləndiyini göstərir. Park ssenarisi üçün ümumi sistem gücü 93 W, fitnes mərkəzi üçün 243,33 W, idman tədbiri üçün isə 323,33 W olaraq hesablanıb. Bu artım sistem ehtiyacının sadəcə istifadəçi istəyinə görə deyil; tələbin davamlılığı, intensivliyi, pik xarakteri və xidmət sərhədləri ilə müəyyən edildiyini göstərir. Elektrolizator gücü sistem yükünü müəyyən edən əsas parametr kimi önə çıxır. Fotovoltaik panel sahəsi isə ümumi güclə birbaşa proporsional artmır; çünki günəş radiasiyası, ssenari sərhədi və vahid sahəyə düşən istehsal gücü nəticəyə birbaşa təsir edir.

Tədqiqatın əsas töhfəsi hidrogen əsaslı mikro enerji terminallarının yalnız texniki cihaz kimi deyil, tələb tərəfindən istiqamətləndirilən xidmət sistemləri kimi layihələndirilməli olduğunu göstərməsidir. Başqa sözlə, sistemin düzgün ölçüsü yalnız elektrolizator kataloqundan və ya günəş panelinin gücündən çıxmır. İstifadəçinin kim olduğu, harada istifadə etdiyi, nə qədər tez-tez məşq etdiyi, bərpa ehtiyacının nə vaxt yarandığı və xidmətin fasiləsiz, yoxsa pik dəstək formasında olacağı birlikdə qiymətləndirilməlidir.

Tədqiqatın əsas problemi nədir?

Bu araşdırma bərpa olunan enerji ilə işləyən kiçikmiqyaslı hidrogen sistemlərinin ictimai və yarıictimai məkanlarda necə istifadə oluna biləcəyini müzakirə edir. Ənənəvi hidrogen sistemləri əsasən iri enerji saxlama, nəqliyyat, sənaye və bina enerji sistemləri kontekstində nəzərdən keçirilir. Bu tədqiqatda isə hidrogen texnologiyası xeyli kiçik istifadə sahəsinə daşınır: məşqdən sonrakı bərpa dəstəyi verən mikro terminal xidmətlərinə.

Bu yanaşmanın mühüm tərəfi enerji sistemini yalnız istehsal və saxlama baxımından deyil, son istifadəçi xidməti baxımından da qiymətləndirməsidir. Mikro terminalın uğurlu olması üçün yalnız hidrogen istehsal edə bilməsi kifayət deyil. Sistem məhdud sahədə quraşdırıla bilməli, günəş işığından asılı enerji istehsalını idarə etməli, istifadəçi tələbi dəyişdikdə xidməti davam etdirə bilməli və lazımsız böyük gücə yönəlmədən düzgün ölçüləndirilməlidir.

Tədqiqatın həll etməyə çalışdığı əsas problem budur: Fotovoltaik-hidrogen əlaqəli atomizasiya sistemi müxtəlif məşqdən sonrakı bərpa ssenarilərində eyni şəkildə layihələndirilə bilməz. Hər ssenarinin tələb intensivliyi, istifadə tezliyi, xidmət müddəti, pik yükü və enerji təchizatı sərhədi fərqlidir.

Buna görə araşdırma “orta istifadəçi” əsasında vahid tipli sistem dizaynının kifayət etmədiyini müdafiə edir. Parkda sistemi sınaqdan keçirən, fitnes mərkəzində müntəzəm istifadə edən və idman tədbirində qısa müddətdə intensiv xidmət tələb edən istifadəçilər eyni mühəndislik probleminə uyğun gəlmir. Tədqiqat bu fərqləri ölçülə bilən tələb parametrlərinə, sonra isə sistem tutumuna çevirməyə çalışır.

PHCAS sistemi necə işləyir?

Tədqiqatda təsvir edilən PHCAS üç əsas hissədən ibarət mikro paylanmış enerji terminalıdır:

• Enerji təchizatı tərəfi: Fotovoltaik panellər, idarəetmə blokları, güc çevirmə modulları, batareya və invertor kimi komponentlərdən ibarətdir.
• Hidrogen istehsalı tərəfi: Elektrolizator, su çəni, dövriyyə nasosu, qatran filtri, idarəetmə dövrəsi və hidrogenlə zəngin su hazırlama bölmələrini əhatə edir.
• Xidmət tərəfi: Hidrogenlə zəngin suyu incə spreyə çevirən atomizasiya ucluqları və nasos sistemindən ibarətdir.

Sistemin iş zəncirini belə ümumiləşdirmək olar: Günəş işığı fotovoltaik panellərdə elektrikə çevrilir. Alınan elektrik su elektrolizi üçün elektrolizatoru və köməkçi nasos-idarəetmə bloklarını qidalandırır. Elektroliz nəticəsində hidrogen yaranır və hidrogenlə zəngin su hazırlanır. Bu su daha sonra atomizasiya ucluqları vasitəsilə məşqdən sonrakı bərpa dəstəyi üçün istifadəçilərə incə sprey şəklində təqdim olunur.

Tədqiqatın sistem sxemləri bu zənciri aydın şəkildə göstərir. Funksional sxemdə günəş paneli, idarəedici, batareya, invertor, su çəni, elektrolizator, filtr, dövriyyə nasosu, hidrogenlə zəngin su çəni, su nasosu və yüksək təzyiqli atomizasiya ucluqları birlikdə göstərilir. İnteqrasiya olunmuş cihaz təsvirində isə bu komponentlərin daşına bilən və ya yarımdaşına bilən terminal gövdəsi daxilində necə bir araya gətirilə biləcəyi göstərilir. Beləliklə, araşdırma yalnız abstrakt enerji modelini deyil, fiziki olaraq quraşdırıla bilən mikro xidmət terminalını təsəvvür edir.

Bu sistem niyə “tələb yönümlü” layihələndirilməlidir?

PHCAS kimi mikro sistemlərdə səhv marjası böyük sistemlərə nisbətən daha azdır. Böyük mikroşəbəkədə saxlama, ehtiyat mənbə və ya əlavə güc layihəyə daxil edilə bilər. Lakin kiçik, mobil və ya məhdud sahəyə malik terminalda hər vatt, hər kvadratmetr panel sahəsi və hər nasosun iş müddəti vacibdir.

Buna görə sistemin tutumu yalnız texniki komponent kataloqlarına görə deyil, xidmətin real istifadə ritminə görə müəyyən edilməlidir. Sistem parkda quraşdırılacaqsa, tələb daha dağınıq və aşağı intensivlikli ola bilər. Bu halda çox böyük elektrolizator və nasos seçmək lazımsız enerji sərfiyyatı, xərc və sahə ehtiyacı yarada bilər. Sistem fitnes mərkəzində istifadə olunacaqsa, istifadəçilər daha müntəzəm gəlir, məşqdən sonrakı bərpa tələbi daha davamlı olur və sistem daha yüksək tezlikdə işləməli olur. İdman tədbirlərində isə qısa müddət ərzində çoxlu sayda istifadəçinin sistemə yönəlməsi mümkündür; bu halda pik yük və sürətli xidmət daha müəyyənedici olur.

Bu yanaşmanı gündəlik həyatdan da anlamaq olar. Məhəllə parkındakı içməli su fəvvarəsi ilə marafon finiş zonasındakı su paylama məntəqəsi eyni tutumda layihələndirilmir. Hər ikisi su verir; lakin tələb ritmi, istifadəçi sıxlığı, xidmət müddəti və pik ehtiyac tamamilə fərqlidir. Bu tədqiqatda oxşar məntiq hidrogenlə zəngin su atomizasiyasına tətbiq edilir.

Üç tətbiq ssenarisi necə fərqlənir?

Araşdırma üç əsas ssenari seçib: istirahət parkları, fitnes mərkəzləri və idman tədbirləri. Bu üç sahənin ortaq cəhəti məşq və ya fiziki fəaliyyətlə əlaqəli ictimai/istifadəçiyönümlü xidmət mühitləri olmasıdır. Lakin hər biri sistem dizaynı baxımından fərqli sərhədlər yaradır.

Bu fərq tədqiqatın bütün modelləşdirmə məntiqini müəyyən edir. Park ssenarisi “əsas təcrübə” səviyyəsinə uyğundur. Fitnes mərkəzi “yüksək tezlikli bərpa” səviyyəsini təmsil edir. İdman tədbiri isə “pik dəstək” ssenarisidir. Bu üç ssenari eyni cihaz ailəsindən istifadə etsə də, sistemin elektrolizator gücü, nasos gücü, fotovoltaik sahəsi və saxlama davranışı fərqlənir.

İstifadəçi tələbi necə ölçülüb?

Araşdırmada istifadəçi tələbini anlamaq üçün strukturlaşdırılmış sorğu metodundan istifadə olunub. Sorğu demoqrafik xüsusiyyətləri, məşq vərdişlərini, sistemdən istifadə istəyini, funksional üstünlükləri və ssenari uyğunluğunun qiymətləndirilməsini əhatə edir. İstifadə istəyi 0-10 şkalası ilə ölçülüb.

Üç ssenaridə istifadəçi profilləri aydın şəkildə fərqlənir:

Bu cədvəl mühüm məqamı göstərir: Məşq tezliyi ən yüksək olan qrup idman tədbiri istifadəçiləridir; lakin ən yüksək istifadə istəyi fitnes mərkəzi istifadəçilərində görülür. Bu nəticə sistem tələbinin yalnız fiziki fəaliyyət intensivliyi ilə izah oluna bilməyəcəyini göstərir. İstifadəçinin xidməti harada görməsi, nə qədər müntəzəm istifadə etməsi, mühitdə qalma müddəti və xidməti nə dərəcədə mənimsəməsi də tələbin yaranmasında rol oynayır.

Reqressiya təhlili nəyi göstərir?

Tədqiqatda istifadə istəyini izah etmək üçün çoxsaylı xətti reqressiyadan istifadə olunub. Əsas reqressiya məntiqi MathJax ilə belə yazıla bilər:

\[ Y_i = \beta_0 + \sum_{j=1}^{n} \beta_j X_{ij} + \varepsilon_i \]

Bu formulda \(Y_i\) \(i\) nömrəli istifadəçinin sistemdən istifadə istəyi balını ifadə edir. \(\beta_0\) sabit termindir. \(\beta_j\) müvafiq müstəqil dəyişənin reqressiya əmsalıdır. \(X_{ij}\) yaş, cins, məşq tezliyi, məşq növü və ya məşq müddəti kimi izahedici dəyişənləri təmsil edir. \(\varepsilon_i\) isə modelin izah edə bilmədiyi təsadüfi xəta komponentidir.

Reqressiya nəticələri üç ssenari arasında mühüm fərqlər olduğunu göstərir. Fitnes mərkəzi modeli ən güclü izahediciliyə malikdir. Bu modeldə \(R^2 = 0,746\), düzəldilmiş \(R^2 = 0,735\) kimi verilib. Bu, yaş və məşq tezliyi kimi dəyişənlərin fitnes mərkəzi istifadəçilərinin sistemdən istifadə istəyini böyük ölçüdə izah edə bildiyini göstərir.

İstirahət parkı ssenarisində izahedicilik orta səviyyədədir. Bu modeldə \(R^2 = 0,201\), düzəldilmiş \(R^2 = 0,167\) tapılıb. Park istifadəçilərində tələb daha geniş yaş aralığı və təcrübə gözləntilərindən asılıdır. İdman tədbiri modelində isə \(R^2 = 0,048\), düzəldilmiş \(R^2 = 0,008\) səviyyəsindədir. Bu çox aşağı izahedicilik idman tədbirlərində tələbin yaş və məşq tezliyi ilə kifayət qədər izah oluna bilmədiyini göstərir. Tədbirin atmosferi, izdihamın təşkili, yarış ritmi, gözləmə müddəti, sosial təsir və ani qərar davranışı kimi amillər burada daha müəyyənedici ola bilər.

Əmsallar daha ətraflı araşdırıldıqda fitnes mərkəzində məşq tezliyinin istifadə istəyi üzərində güclü və statistik baxımdan əhəmiyyətli müsbət təsir göstərdiyi görünür. Məşq tezliyi əmsalı \(B = 1,422\), standartlaşdırılmış əmsal \(\beta = 0,864\) və əhəmiyyətlilik dəyəri \(p < 0,001\) kimi verilib. Bu nəticə müntəzəm məşq edən fitnes mərkəzi istifadəçilərinin bərpa dəstəyinə daha güclü ehtiyac duyduğunu göstərir.

İstirahət parkı ssenarisində yaşın mənfi və əhəmiyyətli təsiri diqqət çəkir. Yaş əmsalı \(B = -0,877\), \(\beta = -0,445\) və \(p = 0,002\) kimi verilib. Bu, park ssenarisində yaş artdıqca sistemdən istifadə istəyinin azaldığını düşündürür. Lakin bu nəticə yaşlı istifadəçilərin bərpa ehtiyacı olmadığı demək deyil. Daha çox yeni hidrogen-atomizasiya xidmətini mənimsəmə, texnologiyanın qəbulu, təcrübə gözləntisi və istifadə vərdişi kimi mövzularla əlaqəli ola bilər.

İdman tədbiri ssenarisində yaş və məşq tezliyi statistik baxımdan əhəmiyyətli deyil. Buna görə idman tədbirləri üçün sistem dizaynında yalnız istifadəçi demoqrafiyasına baxmaq kifayət deyil. Belə mühitlərdə əsas müəyyənedici amil tədbirin proqramı və qısamüddətli intensiv tələb ola bilər.

İstifadəçi klasterləri nəyi göstərir?

Tədqiqat istifadəçiləri yalnız orta dəyərlərlə qiymətləndirməyib. Bayes iki mərhələli klasterləşdirmə metoduyla hər ssenari daxilində fərqli tələb qrupları müəyyən edilib. Bu mühüm addımdır; çünki eyni fitnes mərkəzində və ya eyni park mühitində olan istifadəçilər belə bərpa xidmətini eyni intensivlikdə istəməyə bilər.

İstirahət parkında üç fərqli tələb səviyyəsi var. Bu, park mühitinin daha heterogen olduğunu göstərir. Bəzi istifadəçilər sistemi daha yüksək istəklə qəbul etdiyi halda, digərləri aşağı və ya orta səviyyədə maraq göstərir. Buna görə park ssenarisində vahid intensivlikdə xidmət vermək əvəzinə, aşağı enerjili və pilləli xidmət dizaynı daha uyğundur.

Fitnes mərkəzində iki klaster yaranıb. Bir qrup daha müntəzəm və uzunmüddətli məşq edən, daha yüksək istifadə istəyinə malik istifadəçiləri təmsil edir. Bu ssenaridə tələb daha intensiv və daha proqnozlaşdırıla bilən olduğu üçün sistemin davamlı xidmət tutumu əhəmiyyət qazanır.

İdman tədbirində isə iki klasterin istifadə istəyi demək olar ki, eynidir; lakin məşq müddəti və iştirak strukturu fərqlənir. Bu, idman tədbirində tələbin istifadəçi niyyətindən daha çox tədbirin zamanlaması və pik yük tərəfindən formalaşdığını göstərir. Buna görə idman tədbirlərində sistemin əsas problemi orta tələb deyil, qısamüddətli intensiv xidmətdir.

Hidrogenli atomizasiyanın bərpa təsiri necə dəstəklənir?

Araşdırma əvvəllər aparılmış hidrogenlə zəngin su atomizasiyası təcrübələrini dəstəkləyici sübut kimi istifadə edir. Bu təcrübələr birbaşa sistem parametrlərini hesablamaq üçün istifadə edilməyib; lakin tələb heterogenliyinin praktik əsası olduğunu göstərir.

Bərpa təcrübələrində istifadəçilərin subyektiv yorğunluq və əzələ ağrısı qavrayışları qiymətləndirilib. RPE, yəni qavranılan səy səviyyəsi və VAS, yəni ağrı/narahatlıq qavrayışı kimi göstəricilər istifadə olunub. Cins qruplarında həm qadınlarda, həm kişilərdə bərpa qavrayışında yaxşılaşma meyli görülüb; lakin yaxşılaşma intervalları eyni deyil. Qadın qrupunda RPE və VAS azalmasının daha aydın olduğu bildirilib.

Məşq vərdişinə görə aparılan müqayisədə müntəzəm məşq vərdişi olan iştirakçıların bərpa dəstəyinə daha həssas olduğu görülüb. Məşq vərdişi olmayanlarda da yaxşılaşma var; lakin təsir daha məhduddur. Bu nəticə müntəzəm aktivlik göstərən istifadəçilərin bərpa xidmətini daha güclü qavraya biləcəyini dəstəkləyir.

Məşq edilən nahiyəyə görə də fərqlər tapılıb. Aşağı ətraf məşqlərindən sonra RPE və VAS dəyərlərinin ümumən daha yüksək olması aşağı bədən məşqlərinin daha güclü yorğunluq və ağrı hissi yaratdığını göstərir. Bu da xidmət müddəti və intensivliyinin tək sabit dəyər kimi müəyyən edilməməli olduğunu düşündürür.

Bu bölmənin mühüm mesajı budur: Bərpa tələbi yalnız ssenaridən deyil, istifadəçi qrupundan, məşq vərdişindən və məşqin növündən də təsirlənir. Buna görə mikro enerji terminalının dizaynında insan amili nəzərdən qaçırılmamalıdır.

Tələb sistem parametrlərinə necə çevrilir?

Tədqiqatın ən mühüm töhfəsi istifadəçi tələbini mühəndislik parametrlərinə çevirən çərçivə qurmasıdır. Araşdırma əvvəlcə ssenari sərhədlərini, istifadəçi istəyini, məşq tezliyini və xidmət müddətini müəyyən edir. Daha sonra bu tələb göstəriciləri xidmət səviyyəsinə, hidrogen ehtiyacına, sprey tezliyinə və sistem gücünə çevrilir.

Xidmət səviyyəsi aşağıdakı konseptual formulla ifadə olunur:

\[ L_s = f(I, F, T, B) \]

Burada \(L_s\) \(s\) ssenarisində xidmət səviyyəsini və ya ekvivalent tələb dərəcəsini göstərir. \(I\) istifadə istəyini; \(F\) məşq tezliyini; \(T\) fəaliyyət müddətini; \(B\) ssenari sərhədlərini təmsil edir. Bu formulun mühüm tərəfi istifadə istəyinin birbaşa elektrik gücünə çevrilmədiyini göstərməsidir. Yəni 8 ballıq istək birbaşa 8 vahid güc demək deyil. İstək, davranış və ssenari şərtləri birlikdə xidmət səviyyəsini müəyyən edir.

Ekvivalent tələb belə müəyyən olunur:

\[ Q_s = \lambda_s \cdot L_s \]

Burada \(Q_s\) \(s\) ssenarisinin ekvivalent tələbini və ya xidmət yükünü ifadə edir. \(\lambda_s\) ssenariyə xas tələb çevirmə əmsalıdır. Bu əmsal ssenari sərhədləri, xidmət hədəfləri və istifadəçi davranışı xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilir.

Tələbin gün ərzində paylanması isə belə modelləşdirilir:

\[ q_s(t) = Q_s \cdot p_s(t) \]

\[ \sum_t p_s(t) = 1 \]

Bu ifadədə \(q_s(t)\) \(t\) zamanındakı ekvivalent tələb intensivliyini; \(p_s(t)\) tipik gün ərzində tələbin zaman üzrə paylanma əmsalını göstərir. Park ssenarisində tələb daha dağınıq, fitnes mərkəzində daha nizamlı və davamlı, idman tədbirində isə qısamüddətli pik xarakterlidir.

Enerji balansı necə qurulur?

PHCAS sisteminin əsas enerji balansı aşağıdakı kimi ifadə olunur:

\[ P_{\mathrm{pv}} + P_{\mathrm{sup}} = P_{\mathrm{ele}} + P_{\mathrm{pump}} + P_{\mathrm{aux}} \]

Burada \(P_{\mathrm{pv}}\) fotovoltaik sistemdən gələn gücdür. \(P_{\mathrm{sup}}\) xarici enerji dəstəyini və ya saxlama dəstəyini göstərir. \(P_{\mathrm{ele}}\) elektrolizator gücüdür. \(P_{\mathrm{pump}}\) nasos gücüdür. \(P_{\mathrm{aux}}\) idarəetmə və köməkçi avadanlıqların enerji sərfiyyatını ifadə edir.

Bu tənlik sistemin əsas məntiqini verir: Günəşdən və varsa saxlama sistemindən gələn güc elektrolizator, nasos və köməkçi cihazların sərfiyyatını qarşılamalıdır. Fotovoltaik istehsal kifayət etmirsə, saxlama və ya xarici dəstək lazımdır. İstehsal artıqdırsa, batareya və ya hidrogen saxlama sistemi qısamüddətli tarazlaşdırma edə bilər.

Elektrolizator gücü necə hesablanır?

Elektrolizator sistemin hidrogen istehsal tutumunu müəyyən etdiyi üçün ən kritik komponentdir. Tədqiqatda elektrolizator gücü hidrogen istehsalı ehtiyacı və vahid hidrogen istehsalı üçün tələb olunan enerji sərfiyyatı əsasında hesablanır:

\[ P_{\mathrm{ele}} = \dot{m}_{H_2} \times SEC \]

Burada \(P_{\mathrm{ele}}\) elektrolizatorun ani güc ehtiyacıdır. \(\dot{m}_{H_2}\) saatlıq hidrogen istehsalı ehtiyacını göstərir. \(SEC\) elektrolizatorun xüsusi enerji sərfiyyatıdır. Tədqiqatda kommersiya qələvi və ya PEM elektrolizatorları üçün tipik dəyər kimi \(SEC = 50{,}000 \, \mathrm{Wh/kg}\), yəni \(50 \, \mathrm{kWh/kg}\) götürülüb.

Bu formul çox birbaşa mühəndislik mesajı verir: Hidrogen ehtiyacı artdıqda elektrolizator gücü sürətlə artır. Buna görə sistem ölçüləndirilməsində ən həssas parametrlərdən biri hidrogen tələbidir. Fitnes mərkəzi və idman tədbiri kimi daha intensiv xidmət ssenarilərində elektrolizator gücünün yüksəlməsi gözlənilir.

Nasos gücü necə hesablanır?

Atomizasiya xidmətində nasos hidrogenlə zəngin suyu sprey sisteminə daşıyır. Nasos gücü yalnız nasosun nominal gücündən deyil, nə qədər müddət işlədiyindən də asılıdır. Buna görə orta nasos gücü iş dövrü ilə hesablanır:

\[ P_{\mathrm{pump}} = P_{\mathrm{rated}} \cdot D \]

Burada \(P_{\mathrm{pump}}\) orta nasos gücüdür. \(P_{\mathrm{rated}}\) nasosun nominal gücüdür. \(D\) iş dövrüdür və 0 ilə 1 arasında dəyişir. Əgər \(D = 0,75\) olarsa, nasosun müəyyən dövr ərzində vaxtın %75-də işlədiyi qəbul edilir.

Bu formul xidmət intensivliyi ilə enerji sərfiyyatı arasındakı əlaqəni izah edir. İdman tədbirlərində və ya yüksək intensivlikli məşqdən sonrakı bərpada sprey tezliyi artarsa, nasosun iş dövrü də yüksəlir. Bu da orta nasos gücünü artırır.

Ümumi sistem gücü və fotovoltaik sahə necə hesablanır?

Elektrolizator və nasos gücləri müəyyən edildikdən sonra sistem itkiləri nəzərə alınaraq ümumi güc hesablanır. Tədqiqatda sistem səmərəliliyi üçün ehtiyatlı dəyər kimi \(\eta_{\mathrm{sys}} = 0,85\) istifadə olunub:

\[ P_{\mathrm{total}} = \frac{P_{\mathrm{ele}} + P_{\mathrm{pump}}}{\eta_{\mathrm{sys}}} \]

Burada \(P_{\mathrm{total}}\) sistemin qarşılamalı olduğu ümumi güc tələbidir. \(\eta_{\mathrm{sys}}\) invertor və xətt itkiləri kimi itkiləri təmsil edən sistem səmərəliliyidir. Səmərəlilik 1-dən kiçik olduğu üçün real ümumi güc ehtiyacı elektrolizator və nasos güclərinin sadə cəmindən daha yüksək olur.

Fotovoltaik panelin real vahid sahə gücü standart sınaq şəraitindəki panel gücünün mövcud günəş radiasiyasına görə düzəldilməsi ilə hesablanır:

\[ P_{\mathrm{actual}} = P_{\mathrm{stc}} \cdot \frac{G}{G_{\mathrm{stc}}} \]

Burada \(P_{\mathrm{actual}}\) real şəraitdə vahid sahəyə düşən fotovoltaik güc istehsalıdır. \(P_{\mathrm{stc}}\) standart sınaq şəraitində vahid sahə gücüdür. \(G\) real günəş radiasiyasıdır. \(G_{\mathrm{stc}} = 1000 \, \mathrm{W/m^2}\) standart günəş radiasiyasıdır.

Tələb olunan panel sahəsi isə belə hesablanır:

\[ A_{\mathrm{pv}} = \frac{P_{\mathrm{total}}}{P_{\mathrm{actual}}} \]

Burada \(A_{\mathrm{pv}}\) tələb olunan fotovoltaik panel sahəsidir. Bu formul ümumi güc artımının panel sahəsinə həmişə xətti şəkildə əks olunmadığını göstərir. Çünki panel sahəsi yalnız yükdən deyil, eyni zamanda günəş radiasiyasından asılıdır. Günəş radiasiyası yüksəkdirsə, daha yüksək güc ehtiyacı daha məhdud sahə artımı ilə qarşılana bilər. Radiasiya aşağıdırsa, aşağı güc ehtiyacı belə daha böyük panel sahəsi tələb edə bilər.

Üç ssenaridə sistem ölçüləri necə dəyişir?

Tədqiqatın ssenari əsaslı sistem hesablamaları üç tətbiq sahəsi arasında pilləli tutum artımı olduğunu göstərir.

Bu cədvəldə ilk baxışda diqqət çəkən nəticə ümumi gücün park ssenarisindən idman tədbirinə doğru aydın şəkildə artmasıdır. Parkda sistem daha aşağı güclü və əsas təcrübə yönümlüdür. Fitnes mərkəzində elektrolizator gücü 160 W səviyyəsinə qalxır; çünki davamlı və təkrarlanan xidmət ehtiyacı var. İdman tədbiri isə ən yüksək ümumi gücü tələb edir; çünki qısa müddətdə intensiv tələb və pik dəstək gözlənilir.

Lakin fotovoltaik sahə dəyərləri ümumi güclə eyni ardıcıllıqla artmır. Park ssenarisində ümumi güc aşağı olsa da fotovoltaik sahə 1,85 m² göstərilib. Fitnes mərkəzində ümumi güc daha yüksək olsa da sahə 0,99 m²-dir. Bu vəziyyət ssenari şəraitindəki günəş radiasiyasının və vahid sahəyə düşən istehsal fərziyyələrinin panel sahəsinə təsir etdiyini göstərir. Buna görə sistem dizaynında yalnız ümumi güc deyil, yerli günəş resursu da kritik rol oynayır.

Üç ssenarinin istismar davranışı necə fərqlənir?

Sistem yalnız statik tutumla deyil, gündəlik istismar profili ilə də qiymətləndirilib. Dinamik güc bölgüsü və tələb uyğunluğu təhlili yay, keçid mövsümü və qış şəraitində sistemin necə davrandığını göstərir.

İstirahət parkı ssenarisi ən aşağı yük səviyyəsinə malikdir. Ümumi gündəlik yük təxminən 397,79-439,50 Wh aralığındadır. Elektrolizator və köməkçi yüklər dominant olsa da, dövriyyə və su nasosu yükləri kiçikdir. Bu ssenaridə sistem kiçikmiqyaslı quruluş sayəsində ümumən yüksək özünü təminetmə və yaxşı yük uyğunluğu göstərə bilər. Saxlama daha çox qısamüddətli tamponlama və artıq enerjinin udulması rolunu oynayır.

Fitnes mərkəzi ssenarisində ümumi yük təxminən 1248-1763 Wh aralığına yüksəlir. Elektrolizator yükü 665-1180 Wh aralığında göstərilib. Özünü təminetmə yayda %83,41 olduğu halda, keçid mövsümündə %75,70 səviyyəsinə, qışda isə %45,80 səviyyəsinə enir. Bu nəticə fitnes mərkəzinin müntəzəm və davamlı tələb səbəbindən mövsümi günəş dəyişikliklərinə daha həssas olduğunu göstərir.

İdman tədbiri ssenarisi ən yüksək yükü yaradır. Ümumi yük təxminən 2139-2440 Wh aralığındadır. Özünü təminetmə yayda %96,20, keçid mövsümündə %90,53, qışda isə %54,82 kimi göstərilib. Bu ssenari yayda və əlverişli radiasiya şəraitində güclü performans göstərə bilər; lakin aşağı radiasiya şəraitində saxlama və əlavə dəstək ehtiyacı aydınlaşır.

Bu nəticələr PHCAS dizaynında saxlamanın yalnız artıq enerjini saxlamaq üçün deyil, xidmət etibarlılığını təmin etmək üçün də lazım olduğunu göstərir. Xüsusilə fitnes mərkəzi və idman tədbiri kimi daha intensiv ssenarilərdə batareya və ya hidrogen saxlama dəstəyi xidmətin fasiləsizliyi baxımından daha kritik olur.

Fitnes mərkəzi niyə ayrıca araşdırılıb?

Fitnes mərkəzi ssenarisi müntəzəm istifadəçi strukturu, yüksək istifadə istəyi və reqressiya modelinin yüksək izahediciliyi səbəbindən tipik şərait təhlili üçün seçilib. Bu ssenari tələb intensivliyi ilə günəş radiasiyası arasındakı uyğunlaşma problemini yaxşı göstərir.

Tədqiqatda fitnes mərkəzi üçün üç tipik şərait müqayisə edilib:

• S1: Məşqdən sonrakı gündəlik normal bərpa,
• S2: Yüksək intensivlikli məşqdən sonrakı dərin bərpa,
• S3: Yağışlı və ya zəif radiasiyalı hava şəraitində əsas xidmət.

S1 müntəzəm məşqdən sonrakı orta intensivlikli bərpanı təmsil edir. Bu halda sistem bərpa təsiri ilə enerji sərfiyyatı arasında tarazlı struktur qurur. S2-də hidrogen tələbi artır və elektrolizator gücü 270 W səviyyəsinə qalxır. Ümumi güc S1-lə müqayisədə təxminən %62,73 artır. Buna baxmayaraq, fotovoltaik sahə yalnız təxminən %11,61 artır; çünki S2-də günəş radiasiyası daha yüksəkdir və vahid sahəyə düşən istehsal artımı yük artımının bir hissəsini kompensasiya edir.

S3 yağışlı və ya zəif radiasiyalı şəraitdə əsas xidməti davam etdirmə vəziyyətidir. Hidrogen tələbi və nasosun iş tezliyi azaldılıb. Ümumi güc 127,06 W-a enir. Lakin fotovoltaik sahə 4,21 m² səviyyəsində qalır; çünki günəş radiasiyası aşağı olduğu üçün vahid sahəyə düşən istehsal da azalır. Bu, sistem dizaynında “aşağı tələb = çox kiçik panel sahəsi” fərziyyəsinin həmişə doğru olmadığını göstərir.

Fitnes mərkəzi təhlilində ən mühüm dərs nədir?

Fitnes mərkəzi nümunəsi sistem parametrlərinin xətti davranmadığını göstərir. Elektrolizator gücü tələb intensivliyinə çox həssasdır. S1-dən S2-yə keçdikdə hidrogen tələbi %68,75 artır və elektrolizator gücü 160 W-dan 270 W-a yüksəlir. Lakin fotovoltaik sahə eyni nisbətdə artmır. Bunun səbəbi S2 şəraitində günəş radiasiyasının daha yüksək olmasıdır.

S1-dən S3-ə keçdikdə tələb və ümumi güc azalır; lakin günəş radiasiyası da azaldığı üçün fotovoltaik sahə məhdud dərəcədə azalır. Bu vəziyyət PHCAS dizaynında üç parametrin birlikdə düşünülməli olduğunu göstərir:

• Tələb intensivliyi: Elektrolizator və nasos yükünü müəyyən edir.
• Günəş radiasiyası: Eyni yük üçün tələb olunan panel sahəsini müəyyən edir.
• Saxlama dəstəyi: Tələb və istehsal arasındakı zaman uyğunsuzluğunu tarazlaşdırır.

Buna görə sistem üçün vahid “ən yaxşı” sabit konfiqurasiya yoxdur. Müntəzəm bərpa, yüksək intensivlikli bərpa və zəif işıq şəraiti fərqli işləmə məntiqi tələb edir. Gələcəkdə belə sistemlər hava proqnozu, istifadəçi sıxlığı proqnozu və saxlama vəziyyətinə görə dinamik şəkildə idarə oluna bilər.

Tədqiqatın vizual və qrafik dili nəyi göstərir?

Araşdırmadakı sistem sxemləri PHCAS-ın fotovoltaik paneldən atomizasiya ucluqlarına qədər uzanan inteqrasiya olunmuş enerji-xidmət zənciri olduğunu göstərir. Funksional diaqram sistemin yalnız hidrogen istehsal edən cihaz olmadığını; enerji istehsalı, elektroliz, su dövriyyəsi, filtrasiya, saxlama və sprey xidmətini birlikdə əhatə etdiyini izah edir.

İnteqrasiya olunmuş cihaz təsviri sistemin real terminal kimi necə qurula biləcəyini göstərir. Çərçivəyə yerləşdirilmiş fotovoltaik panel, hidrogen istehsal sistemi, batareya, invertor, nasos və ucluq kimi komponentlər tədqiqatın tətbiq hədəfinin mikro və daşına bilən xidmət terminalı olduğunu göstərir.

Üç ssenari vizualında cihazın park, fitnes mərkəzi və idman tədbiri kontekstində necə yerləşdirilə biləcəyi göstərilir. Bu vizuallar tədqiqatın əsas mesajını dəstəkləyir: Eyni texnologiya müxtəlif istifadə kontekstlərində fərqli tutum və istismar məntiqi tələb edir.

Bərpa cavabı qrafiklərində RPE və VAS kimi subyektiv göstəricilərin cins, məşq vərdişi və məşq nahiyəsinə görə dəyişdiyi görünür. Bu qrafiklər istifadəçi tərəfindəki heterogenliyin yalnız nəzəri olmadığını; real bərpa qavrayışında da fərqlər olduğunu dəstəkləyir.

Dinamik güc bölgüsü qrafikləri üç ssenarinin mövsümi şəraitdə necə fərqləndiyini göstərir. Park ssenarisində yüklər daha kiçik və sabit olduğu halda, fitnes mərkəzində davamlı enerji istifadəsi daha aydındır. İdman tədbirlərində isə pik yüklər önə çıxır. Bu qrafiklər sistem ölçüləndirilməsinin yalnız ümumi güc dəyərindən ibarət olmadığını, gündəlik yük əyrisinin və mövsümi günəş şəraitinin də kritik olduğunu göstərir.

Fitnes mərkəzi üçün verilən radar və sütun qrafikləri S1, S2 və S3 şəraitində elektrolizator gücü, nasos gücü, ümumi güc və PV sahəsinin fərqli istiqamətlərdə dəyişdiyini göstərir. Tələb artdıqda elektrolizator gücü sürətlə yüksəldiyi halda, PV sahəsi günəş radiasiyasından asılı olaraq daha məhdud dəyişir. Bu vizuallar sistemin qeyri-xətti və çoxqatlı dizayn problemi olduğunu açıq şəkildə göstərir.

Gündəlik həyat baxımından bu tədqiqat nə ifadə edir?

Bu tədqiqat bərpa olunan enerji texnologiyalarının yalnız böyük elektrik stansiyaları və ya şəhər şəbəkələri üçün deyil, kiçik xidmət nöqtələri üçün də layihələndirilə biləcəyini göstərir. Parklarda, idman sahələrində və ya fitnes mərkəzlərində istifadə olunan mikro enerji terminalları gələcəkdə aşağı karbonlu ictimai xidmət infrastrukturunun bir hissəsi ola bilər.

Gündəlik həyatda belə sistem məşqdən sonra qısamüddətli bərpa dəstəyi verən, öz enerjisini günəşdən təmin edən və hidrogenlə zəngin suyu atomizasiya edərək xidmət göstərən kiçik stansiya kimi düşünülə bilər. İstifadəçi qaçışdan, məşqdən və ya idman tədbirindən sonra bu terminaldan istifadə edə bilər. Lakin sistemin uğurlu olması üçün düzgün yerdə düzgün tutumla qurulması lazımdır.

Parkda çox böyük sistem həm lazımsız xərc, həm də artıq sahə istifadəsi yarada bilər. Fitnes mərkəzində aşağı tutumlu sistem kifayət etməyə bilər. İdman tədbirində isə aşağı pik tutum istifadəçi sıxlığını qarşılaya bilməz. Bu tədqiqat məhz bu dizayn fərqlərini elmi və parametrik çərçivəyə yerləşdirməyə çalışır.

Tədqiqatın keçmiş, bu gün və gələcək baxımından əhəmiyyəti

Keçmiş baxımından hidrogen sistemləri daha çox böyük enerji infrastrukturları, sənaye, nəqliyyat və yanacaq elementi tətbiqləri ilə əlaqələndirilib. Mikro miqyasda, istifadəçi davranışına həssas və xidmət terminalı kimi işləyən fotovoltaik-hidrogen sistemləri daha məhdud şəkildə araşdırılıb. Bu tədqiqat hidrogen texnologiyasını ictimai xidmət və məşqdən sonrakı bərpa kimi daha kiçikmiqyaslı sahəyə daşıması baxımından diqqət çəkir.

Bu gün baxımından şəhərlərdə aşağı karbonlu və istifadəçiyönümlü mikro enerji sistemlərinə maraq artır. Parklar, idman sahələri, kampuslar, ağıllı bina ətrafları və aşağı karbonlu icmalar artıq yalnız istehlakçı deyil, kiçikmiqyaslı enerji istehsalı və xidmət nöqtələri kimi də düşünülə bilər. PHCAS bu transformasiya daxilində günəş enerjisi, hidrogen istehsalı və sağlamlıq/bərpa xidmətini birləşdirən özünəməxsus nümunə təqdim edir.

Gələcək baxımından bu tədqiqat mikro hidrogen terminallarının yalnız sabit tutumla deyil, real vaxtlı tələb, günəş radiasiyası, saxlama vəziyyəti və istifadəçi davranışına görə idarə oluna biləcəyini düşündürür. Gələcəkdə zaman sıralı istifadəçi məlumatları, proqnoza əsaslanan idarəetmə alqoritmləri, batareya-hidrogen saxlama optimallaşdırması və dinamik xidmət səviyyələri sistemə əlavə edilə bilər. Beləliklə, terminal yalnız əvvəlcədən ölçüləndirilmiş passiv cihaz deyil, dəyişən tələbə uyğun özünü tənzimləyən ağıllı mikro enerji-xidmət sisteminə çevrilə bilər.

Tədqiqatın güclü tərəfləri hansılardır?

Tədqiqatın güclü tərəflərindən biri texniki sistem dizaynını istifadəçi tələbi ilə birbaşa əlaqələndirməsidir. Bir çox enerji sistemi tədqiqatı yükü sabit və ya orta dəyər kimi qəbul edir. Bu araşdırma isə istifadəçi istəyini, məşq tezliyini, fəaliyyət müddətini, ssenari sərhədini və xidmət hədəfini sistem parametrləri ilə əlaqələndirməyə çalışır.

İkinci güclü tərəf üç fərqli tətbiq ssenarisinin müqayisə edilməsidir. Park, fitnes mərkəzi və idman tədbiri arasındakı fərqlər yalnız sözlə izah edilməyib; istifadəçi məlumatları, reqressiya, klasterləşdirmə və sistem parametrləri ilə dəstəklənib.

Üçüncü güclü tərəf tələb heterogenliyinin qəbul edilməsidir. Tədqiqat bütün istifadəçilərin eyni bərpa ehtiyacına və eyni texnologiya qəbul səviyyəsinə malik olmadığını göstərir. Cins, məşq vərdişi, məşq nahiyəsi və ssenari mühiti xidmət tələbinə təsir göstərə bilər.

Dördüncü güclü tərəf mühəndislik hesablamalarının başadüşülən və şərh edilə bilən formullarla qurulmasıdır. Elektrolizator gücü, nasos gücü, ümumi güc və PV sahəsi kimi parametrlər sadə, lakin izahedici əlaqələrlə hesablanır. Bu, tədqiqatı həm elmi, həm də ilkin dizayn baxımından yararlı edir.

Beşinci güclü tərəf sistemin gələcək inkişaf istiqamətinin açıq saxlanmasıdır. Araşdırma mövcud modelin tam dinamik idarəetmə və ya tək hədəfli optimallaşdırma aparmadığını bildirir. Bunun əvəzinə ssenariyə əsaslanan tutum ölçüləndirmə məntiqini ortaya qoyur. Bu, tədqiqatın iddialarını daha ehtiyatlı və məhdud edir.

Tədqiqatın məhdudiyyətləri hansılardır?

Birinci məhdudiyyət tədqiqatın hakəm qiymətləndirməsindən keçməmiş ilkin nəşr olmasıdır. Buna görə nəticələr diqqətlə oxunmalı və yekun hakəmli nəşr nəticəsi kimi qiymətləndirilməməlidir.

İkinci məhdudiyyət sistem konfiqurasiyasının qayda əsaslı və parametrik çərçivəyə söykənməsidir. Araşdırma xərc, etibarlılıq, həyat dövrü emissiyası, optimal saxlama tutumu və ya idarəetmə strategiyası üçün hərtərəfli optimallaşdırma təqdim etmir. Buna görə nəticələr qəti optimum kimi deyil, ssenari əsaslı ölçüləndirmə üçün istinad kimi oxunmalıdır.

Üçüncü məhdudiyyət sorğu və istifadəçi məlumatlarının müəyyən nümunə və kontekstlərə əsaslanmasıdır. Müxtəlif şəhərlərdə, fərqli mədəni mühitlərdə, fərqli yaş qruplarında və ya fərqli idman vərdişlərinə malik icmalarda istifadə istəyi və tələb strukturu dəyişə bilər.

Dördüncü məhdudiyyət hidrogenlə zəngin su atomizasiyasının bərpa təsirlərinə dair tədqiqatın dəstəkləyici təcrübələrdən istifadə etməsinə baxmayaraq, bu məqalənin əsas fokusunun biomedikal təsirin sübutu deyil, sistem ölçüləndirilməsi olmasıdır. Yəni tədqiqat hidrogen atomizasiyasının klinik effektivliyini qəti şəkildə sübut etmir; daha çox tələb fərqlərini və sistem konfiqurasiyasını araşdırır.

Beşinci məhdudiyyət saatlıq dinamik simulyasiya və real vaxtlı idarəetmənin aparılmamasıdır. Tələbin zaman üzrə paylanması sadələşdirilmiş tipik gündəlik əyrilərlə təmsil edilib. Real istifadədə qəfil izdiham, hava dəyişməsi, batareyanın doluluq vəziyyəti, panel kölgələnməsi və ya texniki xidmət vəziyyəti sistem davranışını dəyişə bilər.

Altıncı məhdudiyyət iqtisadi təhlil və sahədə dayanıqlılıq ölçülərinin məhdud olmasıdır. Mikro terminalın xərci, texniki xidmət tələbi, su sərfiyyatı, elektrolizatorun ömrü, hidrogen təhlükəsizliyi, ucluqların gigiyenası və istifadəçi təhlükəsizliyi kimi mövzular tətbiqə keçid üçün ayrıca araşdırılmalıdır.

Bu tədqiqat nə deyir, nə demir?

Bu tədqiqat fotovoltaik-hidrogen əlaqəli atomizasiya sistemlərinin məşqdən sonrakı bərpa dəstəyi üçün mikro paylanmış enerji terminalı kimi layihələndirilə biləcəyini bildirir. Lakin bu dizaynın vahid tipdə olmamalı olduğunu vurğulayır. Park, fitnes mərkəzi və idman tədbiri kimi fərqli istifadə mühitlərində tələb strukturu dəyişdiyi üçün sistem gücü, elektrolizator tutumu, nasos gücü və PV sahəsi də fərqlənməlidir.

Tədqiqat elektrolizator gücünün ümumi sistem yükünü müəyyən edən ən dominant parametr olduğunu göstərir. Nasos gücü xidmət tezliyi və atomizasiya intensivliyi ilə əlaqəlidir. Fotovoltaik sahə isə yalnız güc ehtiyacından deyil, günəş radiasiyasından da asılıdır. Buna görə sistem parametrləri xətti və təkdəyişənli şəkildə düşünülməməlidir.

Tədqiqat fitnes mərkəzi kimi müntəzəm istifadə sahələrində istifadəçi tələbinin yaş və məşq tezliyi ilə daha yaxşı izah edilə bildiyini; idman tədbirlərində isə pik tələb və kontekstual amillərin daha müəyyənedici olduğunu göstərir.

Bunun əvəzində tədqiqat PHCAS üçün universal və vahid optimal dizayn verdiyini demir. Həmçinin sistemin hər mühitdə iqtisadi, klinik cəhətdən effektiv və ya kommersiya baxımından hazır olduğunu da sübut etmir. Nəticələr mikro fotovoltaik-hidrogen terminallarının ssenari əsaslı ilkin ölçüləndirilməsi və tələb-parametr uyğunlaşdırılması üçün çərçivə təqdim edir.

Tədqiqatın Metodu və Nəticələri

Bu araşdırma fotovoltaik-hidrogen əlaqəli atomizasiya sisteminin müxtəlif terminal xidmət ssenarilərində necə ölçüləndirilə biləcəyini araşdıran tələb yönümlü parametrik təhlil tədqiqatıdır. Sistem günəş enerjisini elektrikə, elektriki hidrogen istehsalına, hidrogenlə zəngin suyu isə atomizasiya xidmətinə çevirən mikro paylanmış enerji terminalı kimi müəyyən edilib.

Tədqiqatın üç tətbiq ssenarisi bunlardır:

• İstirahət parkı: aşağı intensivlikli, dağınıq və əsas təcrübə yönümlü xidmət mühiti,
• Fitnes mərkəzi: müntəzəm, təkrarlanan və davamlı bərpa tələbi olan xidmət mühiti,
• İdman tədbiri: qısamüddətli, intensiv və pik tələb yaradan xidmət mühiti.

İstifadəçi tələbini müəyyən etmək üçün sorğu məlumatları, çoxsaylı xətti reqressiya və Bayes iki mərhələli klasterləşdirmədən istifadə olunub. İstifadə istəyi 0-10 şkalası ilə ölçülüb. Fitnes mərkəzi istifadəçiləri ən yüksək orta istək dəyərinə malikdir:

• İstirahət parkı: 7,12 ± 2,02,
• Fitnes mərkəzi: 8,20 ± 0,88,
• İdman tədbiri: 7,60 ± 1,63.

Reqressiya təhlilində fitnes mərkəzi modeli ən güclü izahediciliyi göstərib:

• Fitnes mərkəzi: \(R^2 = 0,746\), düzəldilmiş \(R^2 = 0,735\),
• İstirahət parkı: \(R^2 = 0,201\), düzəldilmiş \(R^2 = 0,167\),
• İdman tədbiri: \(R^2 = 0,048\), düzəldilmiş \(R^2 = 0,008\).

Bu nəticə fitnes mərkəzlərində tələbin istifadəçi davranışı ilə daha nizamlı şəkildə izah edilə bildiyini; idman tədbirlərində isə yaş və məşq tezliyi kimi dəyişənlərin kifayət etmədiyini göstərir.

Tədqiqatda istifadə olunan əsas MathJax formulları bunlardır:

\[ Y_i = \beta_0 + \sum_{j=1}^{n} \beta_j X_{ij} + \varepsilon_i \]

Bu reqressiya ifadəsi istifadəçinin sistemdən istifadə istəyini izahedici dəyişənlərlə əlaqələndirir.

\[ L_s = f(I, F, T, B) \]

Bu formul ssenari üzrə xidmət səviyyəsinin istifadə istəyi, məşq tezliyi, fəaliyyət müddəti və ssenari sərhədləri ilə müəyyən edildiyini göstərir.

\[ Q_s = \lambda_s \cdot L_s \]

Bu ifadə xidmət səviyyəsinin ekvivalent tələbə çevrilməsini izah edir.

\[ q_s(t) = Q_s \cdot p_s(t) \]

\[ \sum_t p_s(t) = 1 \]

Bu tənliklər tələbin tipik gün ərzində necə paylandığını göstərir.

\[ P_{\mathrm{pv}} + P_{\mathrm{sup}} = P_{\mathrm{ele}} + P_{\mathrm{pump}} + P_{\mathrm{aux}} \]

Bu tənlik sistemin əsas enerji balansıdır.

\[ P_{\mathrm{ele}} = \dot{m}_{H_2} \times SEC \]

Bu formul elektrolizator gücünü hidrogen istehsalı ehtiyacı və xüsusi enerji sərfiyyatı əsasında hesablayır. Tədqiqatda \(SEC = 50{,}000 \, \mathrm{Wh/kg}\) götürülüb.

\[ P_{\mathrm{pump}} = P_{\mathrm{rated}} \cdot D \]

Bu formul nasosun orta gücünü nominal güc və iş dövrü ilə əlaqələndirir.

\[ P_{\mathrm{total}} = \frac{P_{\mathrm{ele}} + P_{\mathrm{pump}}}{\eta_{\mathrm{sys}}} \]

Bu ifadə sistem səmərəliliyi nəzərə alındıqda ümumi güc ehtiyacını verir. Tədqiqatda \(\eta_{\mathrm{sys}} = 0,85\) istifadə olunub.

\[ P_{\mathrm{actual}} = P_{\mathrm{stc}} \cdot \frac{G}{G_{\mathrm{stc}}} \]

\[ A_{\mathrm{pv}} = \frac{P_{\mathrm{total}}}{P_{\mathrm{actual}}} \]

Bu tənliklər real günəş radiasiyasına görə vahid sahə PV istehsalını və tələb olunan fotovoltaik sahəni hesablayır.

Üç ssenari üçün əsas sistem konfiqurasiyaları belədir:

• İstirahət parkı: 60 W elektrolizator, 9,75 W su nasosu, 93 W ümumi güc, 1,85 m² fotovoltaik sahə.
• Fitnes mərkəzi: 160 W elektrolizator, 22,5 W su nasosu, 243,33 W ümumi güc, 0,99 m² fotovoltaik sahə.
• İdman tədbiri: 205 W elektrolizator, 37,5 W su nasosu, 323,33 W ümumi güc, 1,38 m² fotovoltaik sahə.

Fitnes mərkəzi üçün üç tipik şərait ayrıca təhlil edilib:

• S1 gündəlik məşq bərpası: 376 W/m² günəş radiasiyası, 0,0032 kg/h hidrogen tələbi, 214,71 W ümumi güc, 5,08 m² PV sahəsi.
• S2 yüksək intensivlikli məşqdən sonra: 548 W/m² günəş radiasiyası, 0,0054 kg/h hidrogen tələbi, 349,41 W ümumi güc, 5,67 m² PV sahəsi.
• S3 yağışlı/zəif işıq şəraiti: 268 W/m² günəş radiasiyası, 0,0018 kg/h hidrogen tələbi, 127,06 W ümumi güc, 4,21 m² PV sahəsi.

Bu nəticələr elektrolizator gücünün tələb intensivliyinə ən həssas parametr olduğunu göstərir. Lakin PV sahəsi ümumi güclə xətti artmır; çünki günəş radiasiyası panel sahəsi ehtiyacını birbaşa dəyişir. S2-də ümumi güc S1-lə müqayisədə təxminən %62,73 artsa da PV sahəsi yalnız təxminən %11,61 artıb. Bunun səbəbi S2-də günəş radiasiyasının daha yüksək olmasıdır.

Tədqiqatın ümumi nəticəsi budur: PHCAS sistemləri müxtəlif terminal xidmət ssenariləri üçün eyni tutumda layihələndirilməməlidir. Parklar aşağı güclü və asan quraşdırılan əsas xidmət sistemləri üçün uyğundur. Fitnes mərkəzləri davamlı xidmət tutumu və orta-yüksək hidrogen istehsalı tələb edir. İdman tədbirləri isə pik yük, sürətli cavab və saxlama dəstəyi baxımından daha güclü sistemlər tələb edir.

Mənbə və Metod Qeydi

Bu məzmun Wei Zhang, Jiahong Guo, Pengxu Chen, Zhangyu Li, Kun Yang, Ruiwen Zou, Xuhong Wang, Chenyang Zhang və Yi Zhang tərəfindən hazırlanmış “Demand-Driven Configuration of a Photovoltaic-Hydrogen Coupled Micro-System for Terminal Service Scenarios” adlı araşdırma mətninə əsaslanaraq hazırlanıb. Müəlliflərin institusional əlaqəsi Sichuan University, College of Architecture and Environment, Chengdu, China kimi göstərilib.

Tədqiqat mətnində açıq şəkildə “This preprint research paper has not been peer reviewed” ifadəsi yer alır. Bundan əlavə, SSRN elektron nüsxə məlumatı var. Buna görə bu məzmunda tədqiqat hakəm qiymətləndirməsindən keçməmiş preprint / ilkin nəşr araşdırma mətni kimi qiymətləndirilib.

Bu məqalə hazırlanarkən tədqiqatın xülasəsi, giriş, sistem təsviri, üç ssenarinin sərhədləri, sorğu metodu, reqressiya təhlili, istifadəçi klasterləşdirmə nəticələri, tələb-parametr uyğunlaşdırılması, enerji balansı formulları, elektrolizator və nasos gücü hesablamaları, fotovoltaik sahə hesablamaları, üç ssenarinin konfiqurasiya cədvəli, fitnes mərkəzi üçün tipik şərait təhlili, vizual sistem sxemləri və nəticə bölməsi əsas götürülüb.

Tədqiqatda olmayan kommersiya məhsulu uğuru, klinik effektivlik zəmanəti, yekun iqtisadi fizibilite və ya hər mühitdə birbaşa tətbiq oluna bilən standart dizayn iddiası əlavə edilməyib. Araşdırmanın nəticələri tələb yönümlü mikro fotovoltaik-hidrogen terminalının ölçüləndirilməsi üçün ilkin dizayn və ssenari müqayisəsi səviyyəsində qiymətləndirilməlidir.