Bu tədqiqat, yüksək nisbətda külək və fotovoltaik istehsale sahip böyük bir yenilənə bilən enerji bazasınde hangi istehsal, elektrik saxlama, istilik saxlama və elektrikdən istiliyə çevrilmə tutumlerinin birlikte məzənnəulması gerektiğini araşdırmaktadır. Sistemin merkezinde əvvəlden belirlenmiş bir parabolik novlu konsentrləşdirilmiş günəş enerjisi santrali bulunmakta; külək turbinləri, fotovoltaik kapasitə, istilik enerji saxlama dumantemi (TES), batareya enerji saxlama dumantemi (BESS) və elektrik qızdırıcistilik və ya yüksək temperaturlu istilik nasosu tutumleri birlikte optimallaşdırmaq edilmektedir.

Araşdırmanın əsas bilimsel sualsu, güc bloku və istilik nasosu gibi transformasiya cihazlarının her yük seviyesinde eyni səmərəlilikle çalıştığının kabul edilmesinin tutum planlamasını ne ölçüde değiştirebiləceğidir. Araşdırmacılar bu nedenle sabit səmərəlilik fərziyyəsini, güc blokunun qismən yük davranışını və istilik nasosunın yüke bşəbəkəlı performans əmsalını temsil eden parçalı xətti modellərle qarşılaştırmıştır.

Üst seviyede elektrik istehsalının səviyyələndirilmiş xərci (LCOE) ilə güc təchizatı itkisi ehtimalı (LPSP) birlikte NSGA-II istifadə edilərək minimize edilmekte; alt səviyyəde isə her aday tutum portfeli üçün təmsilçi günlərde qarışıq tamədədli xətti proqramlaşdırma (MILP) ilə istismar çizelgesi hesaplanmaktadır. Böylece yalnızca “kaç MW məzənnəulmalı?” sualsu değil, seçilən tutumnin gerçekçi yük, saxlama, transformasiya, rampa və qismən yük kistiliktları altında nasıl çalışabiləceği də optimallaşdırmaun üçüne girmektedir.

Pareto həll dəstləri düzeyinde dizayndan kənar iş davranışının hesaba katılması, sabit səmərəlilik modeline kıyasla median LCOE'yi %3,3–%5,1 artırırken median LPSP'yi %8,3–%19,9 azaltmışdır. Bununla belə araşdırmacılar bu sonucu eyni inamılirlik noktasında birbaşa bir iyiləşme kimi yorumlamamaktadır; iki model fərqli tutum portfelləri oluşturduğu üçün söz konusu yüzdeler Pareto klastərlerinin dşəbəkəılımlarındaki kaymayı göstərir. Aynı LPSP düzeylerinde strukturlan eşleştirilmiş müqayisəda ortalama mutlak LCOE farkı yalnızca təxminən %1,35–%1,74 aralığındadır.

En mühüm planlama sonucu, dizayndan kənar davranışların məqsəd funksiyası dəyərlərini görəce məhdud değiştirmesine rşəbəkəmen məzənnəulacak teknolojilərin dşəbəkəılımını ciddi biçimde değiştirebilmesidir. Özellikle BESS içeren konfiqurasiyalarda parçalı xətti model, portföyü genel kimi külək turbinlərinden fotovoltaik və batareya tutumsine doğru kaydırmıştır. Bunun əksinə TES tutumsi daha məhdud değişmiştir.

Tədqiqat eyni zamanda BESS ilə TES'in birbirinin yerine geçen iki ekvivalent saxlama teknolojisi olmadığını göstərir. Modelde BESS 5 dəqiqəlık istismar çözünürlüğünde qısamüddətli elektriksel dalğalanmalara yanıt verebilirken TES üçün 1 saatlik vəziyyət gilidləmə müddəti tətbiq edilmişdir. Sonuçlarda BESS qısamüddətli elektrik dengesini sşəbəkəlarken TES daha yavaş tərmal enerji kaydırma görəvini üstlenmiştir.

Türkiyə baxımından şərh həddi: Bulgular Türkiyə məlumatlariyle elde edilmemiştir; tədqiqat şimal Zhangjiakou bölgesinin meteorolojik və dumantem fərziyyəlarına dayanmaktadır. Bununla belə külək, PV, elektrik saxlama, istilik saxlama və CSP'nin birlikte planlandığı dumantemler açistilikndan metodoloji bir çərçivə təqdim edir. Türkiyə'ye uyguləsasbilmesi üçün yerli DNI və GHI profilleri, külək şərtlərı, elektrik yükleri, xərclər, şəbəkə gereksinimleri, teknoloji qiymətlərı və istismar şərtlərıyla yeniden modellenmesi lazımdır. Bu tədqiqatdan Türkiyə üçün birbaşa optişam MW və ya MWh tutumsi çıqarılamaz.

Araşdırmanın əsas problemi nedir?

Rüzgâr və fotovoltaik istehsalinin yüksək olduğu bir elektrik dumanteminde yalnızca toplam yıllık enerji miqdarını qarşılamak yetərli değildir. Güneş ışınımı, külək, elektrik talebi və ilətim ihtiyacı günün və yılın fərqli zamanlarında değişmektedir. Bu nedenle bir dumantem yıllık toplamda yetərli enerji üretirken belirli saatlerde elektrik damşmazlığı yaşayabilir və ya başka zamanlarda kulləsasmayacşəbəkəı kadar artıq enerji üretebilir.

Tədqiqat bu problemi istehsal və saxlama teknolojilərini birbirinden bşəbəkəımsız boyutlandırmak yerine tek bir bşəbəkəlı dumantem kimi ele almaktadır. Sistemde külək turbinləri və PV birbaşa elektrik üretirken, parabolik novlu CSP günəş şüalanmasını əvvəl yüksək temperaturlı istilikya dönüştürmektedir. Bu istilik birbaşa güc blokuna gönderiləbilir və ya TES içerisinde daha sonra kullanılmak üzere sakləsasbilir.

Fazla külək və PV elektriği də yalnızca batareyaya gönderilmek zorunda değildir. Elektrikli istiliktıcı (EH) və ya istilik nasosu (HP) istifadə edilərək yeniden istilikya dönüştürülebilir, TES'e aktarılabilir və daha sonra güc bloku üzərindən tekrar elektrik istehsalinde kullanılabilir. Böylece elektriksel və tərmal enerji yolları birbirine bşəbəkəlanmaktadır.

Tədqiqat hangi litəratür boşluğunu hədəfliyor?

Önceki tutum planlama tədqiqatlarının mühüm bir bölümünde transformasiya cihazlarının səmərəliliki sabit kabul edilmektedir. Oysa güc bloku tam yükte və qismən yükte eyni tərmal-elektrik çevrilmə səmərəliliyine sahip değildir. Benzer biçimde bir istilik nasosunın COP dəyəri də yük nisbətina görə değişebilir.

Araşdırmacıların sorguladığı nokta şudur: Bir tutum planlama modeli güc blokunu və ya istilik nasosunı gerçekte olduğundan daha ideal temsil ederse, toplam xərc və inamılirlik dəyərləri birbirine yaxınn görünse bilə yanlış teknoloji kombinasyonunu seçebilir mi?

Tədqiqatın tapıntıları bu sualya olumlu yönde işaret etmektedir. Amaç fondksionu uzayındaki farklar çoğu durumda məhdud olmakla birlikte külək, PV, BESS, TES və PtH arasında seçilən tutum dşəbəkəılımları mühüm ölçüde değişebilmektedir.

Sistemin fiziki strukturu nasıl məzənnəulmuş?

Tədqiqatdaki dumantem şeması PV dizisini, külək fermasıni, BESS'i, parabolik novlu günəş sahəsinı, sıcak və soğuk TES tanklarını, power-to-heat birimini və güc blokunu ortak bir AC bara və tərmal dövr etrafında bir araya getirmektedir.

CSP alt dumanteminde günəş sahəsi (SF) və güc bloku (PB) əvvəlden belirlenmiş bir nüvə kimi kabul edilmiştir. Ana planlama probleminde bunların tutumsi optimallaşdırmaq edilmemektedir. Bunun əksinə TES genişletiləbilir durumdadır; çünki hem günəş sahəsindan gelen istiliyi hem də elektrikdən istiliyə çevrilmə biriminin ürettiği istiliyi saxlamaktadır.

Güç bloğunun nominal elektrik tutumsi 50 MW kimi alınmıştır. Güneş alanı, güc blokuna görə 2,6 solar multiple referansıyla boyutlandırılmıştır. Parabolik oluk kolektörü kimi LS-2, istilik ötürmə mayesi kimi Therminol VP-1 kullanılmış və günəş sahəsi çıkış temperaturu 390 °C kimi hədəflenmiştir.

Güneş alanı nasıl modellenmiş?

Parabolik oluk kolektörlerinin yararlı soğurulan istilik axını; birbaşa normal şüalanmaın (DNI), düşmə bucşəbəkəının, düşmə bucşəbəkəı düzəltmə əmsalının, ardıcıllıq kölgələnməsinin, uc itgilərinın, günəş sahəsi səmərəlilikinin və istilik toplama elementi səmərəlilikinin ortak etkisiyle hesaplanmaktadır:

\[ Q_{absorb}=DNI \cdot \cos\theta \cdot K_{IAM}\cdot R_{shadow}\cdot R_{endloss}\cdot \eta_{field}\cdot \eta_{HCE} \]

Burada DNI W/m² cinsinden birbaşa normal günəş şüalanmasını, θ düşmə bucşəbəkəını, K_IAM düşmə bucşəbəkəı değiştiricisini, R_shadow kollektor ardıcıllıqları arasındaki kölgələnmə etkisini, R_endloss uc itgilərinı, η_field günəş sahəsi səmərəlilikini və η_HCE istilik toplama elementi səmərəlilikini temsil etmektedir.

Modelde soğurulan istilik axını 60 W/m²'nin altında olduğunda günəş sahəsinın işletilmediği kabul edilmektedir. Bu hədd peyəndldığında istilik transfer yşəbəkəının sərfsi, çıkış temperaturunı 390 °C'də tutacak şəgilde ayarlanmaktadır.

Güç bloğunda “dizayndan kənar iş” ne anlama geliyor?

Tədqiqatdaki en mühüm modelləşdirmə ayrımlarından biri güc blokunda ortaya çıkmaktadır. Güç bloğu 50 MW nominal tutumli bir buharlı Rankine çevrimi kimi modellenmiştir. Gerçek istismarde güc bloku her zaman %100 yükte tədqiqatdığından çevrilmə səmərəsi yük nisbətina bşəbəkəlıdır.

Araşdırmada güc blokunun dizayndan kənar səmərəliliki şu polinomla temsil edilmektedir:

\[ \eta_{t-el}(x)=\eta^{0}_{t-el}(-0.7644x^4+2.3391x^3-2.7709x^2+1.5971x+0.5991) \]

Burada x, gerçek güç çıkışının nominal güce nisbətidır və modelde 0,2 ≤ x ≤ 1 aralığında kullanılmaktadır. η⁰_t-el nominal dizayn nöqtəsindaki elektrik çevrilmə səmərəsidir.

İstilik giriş ilə elektrik çıkışı arasındaki əsas ilişki:

\[ P_{PB,t}=\eta_{t-el}(x)\cdot Q_{PB,t} \]

şeklindedir. Q_PB,t MW cinsinden güc blokuna giren tərmal gücü, P_PB,t isə üretilən elektrik gücünü temsil eder.

Bu ilişki birbaşa xətti değildir. Alt seviye problemin MILP kimi çözülebilmesi üçün araşdırmacılar əyrıyi parçalara ayırıp her yük aralığını xətti bir tənlikle təxminən kimi temsil etmiştir. İgili değişkenler, güc blokunun hangi yük bölgesinde çalıştığını müəyyən etməktedir.

Güç bloğu üçün minişam tədqiqat və durma müddətleri də modele dâhil edilmiştir. Minişam açık kalma müddəti 2 saat, minişam kapalı kalma müddəti 1 saat kimi müəyyən edilmişdir. Rampa sınırı isə her 5 dəqiqəlık aralıkta nominal elektrik gücünün 0,20 p.u.'su kimi istifadə edilmişdir.

Isı nasossının performansı neden sabit kabul edilmedi?

Isı nasossı elektrik tüketərek aşşəbəkəı temperaturlı bir mənbətan istilik alıp daha yüksək temperaturtaki istilik transfer çevrimin aktarmaktadır. Bu nedenle ürettiği tərmal enerji elektrik girişinden daha yüksək olabilir və performansı COP ilə ifade edilir:

\[ Q_{HP,t}=COP_{HP,t}\cdot P_{HP,t} \]

P_HP,t MW cinsinden elektrik girişi, Q_HP,t MW cinsinden tərmal çıkış, COP_HP,t isə boyutsuz performans əmsalıdır.

Isı nasossı Aspen Plus ilə modellenmiştir və dolpeyəndm axışkanı kimi argon istifadə edilmişdir. Simülasyonda COP dəyəri yük nisbətina görə sabit kalmamaktadır.

COP'nin %100 yük civarında ən yüksək dəyəre ulpeyəndp daha yüksək yüklerde yeniden azalması, istilik nasosunı yalnızca “sabit COP'lu bir çarpan” kimi modelləşdirmənin neden tutum və istismar nəticələrinı değiştirebiləceğini göstərir.

Elektrikli istiliktıcı ilə istilik nasosu arasındaki fark nedir?

Elektrikli istiliktıcı üçün elektrikdən istiliyə çevrilmə səmərəliliki normal tədqiqat bölgesinde sabit kabul edilmiştir:

\[ Q_{EH,t}=\eta_{EH}P_{EH,t} \]

Isı nasossı isə eyni elektrik girdisi bpeyəndna daha fazala tərmal enerji sşəbəkəlayabilmektedir; lakin COP dəyəri yük nisbətina bşəbəkəlıdır və istismar elastikliği EH'den fərqlidır.

Sonuçlarda HP, qarşılaştırılan uzlaşma portföylerinde EH'ye görə daha aşşəbəkəı quraşdırılmış güclə yetərli tərmal transformasiya sşəbəkəlayabilmiştir. Bunun əksinə EH daha sürətli devreye girebilmekte və qısamüddətli külək/PV fazalasını daha elastik biçimde izləmə esərflmektedir. Tədqiqat bu nedenle “HP her durumda daha yaxşıdir” sonucuna ulaşmamaktadır; iki teknolojinin çevrilmə səmərəsi ilə dinamik istismar elastikliği arasında bir değiş tokuş bulunduğunu göstərir.

BESS və TES neden fərqli zaman miqyaslerinde modellenmiş?

Tədqiqatda hibrid saxlamanın yalnızca iki fərqli saxlama xərci anlamına gelmemesi xüsusilə vurgulanmaktadır. BESS elektrik tarafında sürətli yanıt veren saxlama; TES isə daha uzunmüddətli tərmal enerji sürüşdürmə aracı kimi modellenmiştir.

Temel zaman ayırdetməsi 5 dəqiqədır. BESS üçün ek bir vəziyyət gilidləmə müddəti uygulanmadığından şarj/deşarj vəziyyəti her 5 dəqiqəlık aralıkta değişebilir. TES üçün isə istismar inamliği və O&M gereksinimleri gerekçe göstərilərek 1 saatlik vəziyyət gilidləmə aralığı tətbiq edilmişdir.

Sonuç kimi model BESS'i qısamüddətli külək, PV və yük dalğalanmalarına yanıt veren elektrik balanslaşdırması kaynşəbəkəı; TES'i isə günəş sahəsi, PtH və güc bloku arasında daha yavaş enerji aktarımı yapan tərmal saxlama kimi kullanmaktadır.

Optimizasyonun iki seviyesi nasıl çalışıyor?

Tədqiqatın çözüm şeması iki geribildirimli seviyeden oluşmaktadır. Üst seviyede NSGA-II fərqli tutum portfelləri üretməktedir. Karar vektörü genel kimi şu biçimdedir:

\[ X=[N_{WT},N_{PV},E_{TES},E_{BESS},P_{EH},P_{HP}]^T \]

N_WT külək turbini sayistiliknı, N_PV PV modulü sayistiliknı, E_TES və E_BESS MWh cinsinden saxlama enerjisini, P_EH və P_HP isə MW cinsinden power-to-heat məzənnəulu gücünü temsil etmektedir.

Üst seviyenin iki amaçlı problemi:

\[ \min F(X)=[LCOE(X),LPSP(X)] \]

şeklindedir. LCOE, efektif kimi tedarik edilən elektrik bpeyəndna səviyyələndirilmiş xərci; LPSP isə qarşıləsasmayan elektrik enerjisinin toplam talebe nisbətinı temsil etmektedir. Bir amaç xərci azaltmaya, diğeri arz inamılirliğini artırmaya çalıştığından tek bir mutlak optişam yerine bir Pareto cəbhəsi oluşmaktadır.

Alt seviye isə üst səviyyəden gelen her tutum kombinasyonu üçün elektrik və istilik axınşlarını, BESS və TES şarj/deşarj durumlarını, PtH istismarsini, güc blokunun devreye girme durumunu, yenilənə bilən enerji məhdudlaşdırılmasını və qarşılanmayan yükü MILP ilə hesablamaktadır.

Alt seviye nəticələri tekrar üst səviyyəye gönderilmekte və portföyün LCOE ilə LPSP dəyəri hesaplanmaktadır. Şegilde göstərilən çözüm döngüsü bu nedenle tutum planlaması ilə gerçekçi istismar programını birbirine bşəbəkəlamaktadır.

Hangi proqram təminatılar kullanıldı?

Tüm hesablamalar MATLAB R2024b ortamında gerçekleştirilmiştir. Üst seviye NSGA-II, alt səviyyə isə YALMIP üzərindən Gurobi 12.0.3 istifadə edilərək çözülmüştür.

Hesaplama dumanteminde iki adet AMD EPYC 7542 prosessor, toplam 64 fiziki nüvə və 256 GB RAM istifadə edilmişdir. NSGA-II populyasiya ölçüsü 80, maksişam nəsil sayı 100 kimi belirlenmiş; çözümü sürətlandırmak üçün 25 nüvəte paralel hesablama tətbiq edilmişdir.

Meteorolojik məlumat nasıl seçildi?

Sayısal tədqiqat şimal Zhangjiakou, Çin bölgesine ait meteoroloji məlumatlere dayanmaktadır. Veri klastərsi Solargis tarafından MTSAT və Himawari uydu məlumatlariyle ECMWF və NOAA atmosfer məlumatlari istifadə edilərək oluşturulmuş və 1 Temmuz 2006–31 Temmuz 2016 dəhəmiyyətini kapsamıştır.

Tipik meteorolojik yılı seçmek üçün Finkelstein–Schafer istatistiği tətbiq edilmişdir. GHI və DNI üçün 0,35'er; külək sürəti və temperatur üçün 0,15'er çəki məlumatlmiştir. En aşşəbəkəı kapsamlı sapma skoru 0,1800 olduğu üçün 2013 tipik yıl kimi seçilmiştir.

Tam yılın 5 dəqiqəlık MILP hesablamasını azaltmak amacıyla günler K-means ilə klastərlenmiştir. Dört təmsilçi gün əldə edilmişdir.

Dört klastərli çözümün ortalama silhouette əmsalı 0,4995 kimi raporlanmıştır; bu, tədqiqatçıların ifadesiyle klastərler arasında orta düzeyde ayrım bulunduğunu göstərir. Farklı təsadüfi başlanğıclarla tekrarləsasn klastərləşdirməde ortalama adjusted Rand index dəyəri 0,9957 olup klastərləşdirmə sonucunun yüksək sabitlığını göstərir.

Beş fərqli dumantem konfiqurasiyau neyi qarşılaştırıyor?

Sabit səmərəlilik ilə dizayndan kənar model arasında ne fark çıktı?

Pareto fasadlarinin genel şekli iki modelde də benzerdir: LPSP'yi düşürmek, yani inamılirliği artırmak üçün daha fazala istehsal və ya saxlama tutumsi gerektiğinden LCOE çoğunlukla yükselmektedir.

Aynı LPSP düzeylerinde Pareto fasadlari qarşılaştırıldığında ortalama mutlak LCOE sapmaları yalnızca %1,3537–%1,7400 aralığındadır. Case 2, Case 3 və Case 5'te maksişam yerli sapmalar %3,34'ün altında qalırken, BESS bulunmayan Case 1 və Case 4'ün aşşəbəkəı-LPSP uçlarında ardıcıllıqsıyla təxminən %11,12 və %12,81 yerli sapmalar görülmüştür.

Lakin tutum dşəbəkəılımları çox daha fazala değişmiştir. Parçalı xətti model bütün beş durumda da median PV tutumsini artırmışdır. Case 2'də median PV modulü sayistilik 23.224'ten 56.959,5'e, yani təxminən %145,3 artmışdır. Case 5'te 25.050'den 51.237'ye çıkmıştır.

BESS tutumsinde də aydın dəyişiklikler vardır. Case 2'də median BESS 92,33 MWh'den 98,92 MWh'ye, Case 3'te 118,07 MWh'den 161,65 MWh'ye, Case 5'te isə 88,34 MWh'den 112,52 MWh'ye yüksəlmişdir.

Bu nəticə tədqiqatın əsas mesajlarından birini dəstəkləyir: dumantem xərcinin toplam dəyəri çox fazala değişmese bilə daha gerçekçi transformasiya modeli “hangi teknolojiden ne kadar məzənnəulmalı?” sualsuna fərqli cevap verebilir.

TOPSIS uzlaşma həlləri ne göstəriyor?

Pareto cəbhəsinden tek bir qarşılaştırılabilir çözüm seçebilmek üçün inamılirlik kistiliktlı TOPSIS tətbiq edilmişdir. LPSP üst sınırı 0,4, LCOE və LPSP çəgilərı isə eşit biçimde 0,5–0,5 kimi müəyyən edilmişdir.

Tablonun doğru yorumlanması mühümdir. Parçalı xətti model her tegil TOPSIS çözümünde mutlaka daha aşşəbəkəı LPSP və ya daha aşşəbəkəı LCOE üretmemektedir. Araşdırmanın “median LPSP azalıyor” tapıntısu bütün Pareto dşəbəkəılımına ilişkindir; tek bir seçilmiş çözümle qarıştırılmamalıdır.

Maliyet strukturu nasıl değişiyor?

Seçilən uzlaşma həllərinde toplam LCOE təxminən 0,951–1,002 CNY/kWh aralığındadır. BESS bulunmayan Case 1 və Case 4'te külək turbinləri toplam LCOE'nin təxminən %54–%59'unu yaratmaqtadır.

BESS eklendiğinde küləkın xərc payı azalırken PV və batareyanın payı büyümektedir. Case 2'də parçalı xətti modele geçildiğinde PV payı %3,3'ten %7,7'ye çıqarken WT payı %45,4'ten %38,6'ya düşmektedir. Case 5'te PV payı %6,1'den %10,3'e yükselirken WT payı %41,0'dan %34,4'e geriləmektedir.

Case 3'te parçalı xətti model altında BESS'in LCOE üçündeki töhfəsi təxminən %24,8'e ulaşmaktadır. Bunun nedeni bu konfiqurasiyada PtH bulunmadığından fazala külək və PV elektriğinin zaman kaydırması üçün əsas yolun batareya olmasıdır.

Kapasite duyarlılığı ne göstərdi?

Şegil 16'da her komponent diğerleri sabit tutulurken tek tek miqyaslendirilmiştir. En aydın nəticələrdan biri külək tutumsinde görülmektedir. WT tutumsi benchmark'ın 0,5 p.u.'suna düşürüldüğünde LPSP beş durumda təxminən 0,10–0,21'e yüksəlmişdir; benchmark LPSP dəyərləri təxminən 0,009–0,064 aralığındadır.

Rüzgâr tutumsini iki katına çıqarmak LPSP'yi bütün durumlarda 0,024'ün altına indirebilmiş, lakin LCOE'yi təxminən %31–%49 artırmışdır. Buna görə daha fazala külək tutumsi inamılirliği artırsa da iqtisadi getirisi giderek azalmaktadır.

TES üçün aydın bir “yetərsizlik–doyma” davranışı görülmektedir. Yaklpeyəndk 0,6–1,0 p.u. aralığı LCOE açistilikndan ən aşşəbəkəı bölgeyi oluştururken, daha fazala TES inamılirliğe çox az töhfə sşəbəkəlamaktadır. TES'in 2,0 p.u.'ya çıqarılması benchmark'a görə LCOE'yi təxminən %7–%10 artırmaktadır.

BESS tutumsinin yalnızca 0,1 p.u.'ya düşürülmesi Case 2, Case 3 və Case 5'te LPSP'yi təxminən 0,12–0,16'ya yükseltmektedir. BESS benchmark seviyesine yaklpeyəndrken inamılirlik sürətla iyiləşmektedir; lakin tutumnin iki katına çıqarılması LPSP'yi yalnızca məhdud biçimde azaltırken LCOE'yi təxminən %18–%22 artırmaktadır.

Güç bloğu da benzer bir darboğaz-doyma davranışı göstərir. Küçük PB, TES'te bulunan istiliknın elektriğe çevrilmesini sınırlar. Lakin PB tutumsini 2,0 p.u.'ya yükseltmek tüm beş durumda hem LCOE hem LPSP'yi benchmark'ın üzerine çıqarmıştır. Araşdırmacılar bunu daha böyük güc blokunun yetərince uzun müddət yüksək yükte beslerütubətemesi və qismən yük səmərəlilikinin kötüleşmesiyle ilişgiləndirmektedir.

PV xərcinin tutum qararına etkisi neden güclü?

Maliyet həssaslıq əsaslizinde komponent yatırım xərcləri 0,25–1,50 kat arasında değiştirilmiş və iki səviyyəli optimallaşdırma her noktada yeniden çalıştırılmıştır.

Case 2'də PV xərci əsas dəyərin yalnızca 0,25 katına düşdükdə median PV tutumsi təxminən 5,90×10⁵ module çıqarken, xərc 1,50 kata yüksəldikdə təxminən 1,07×10⁴ module düşmektedir. Case 5'te qarşılık gelen dəyərler təxminən 5,28×10⁵ və 1,03×10⁴ moduldür.

Bu nedenle araşdırmacılar PV üçün aydın bir xərc qaynaqlı “deployment boundary” diaqnozmlamaktadır: PV ucuzladıkça həllər üst tutum sınırına yaklaşmakta, pahalılaştıkça alt planlama sınırına doğru çegilmektedir.

EH və HP xərcinde eyni ölçüde xətti bir tepki yoktur. Case 2'də EH medianı xərc katsayistilik 0,25 iken 24,6 MW, 1,50 iken 12,0 MW'tır. Case 5'te HP medianı 0,25 xərc katsayistiliknda 16,6 MW'a çıqarken əsas xərc və üzərində təxminən 10 MW'lık alt planlama sınırına yaxınn kalmaktadır.

Bu nəticə, PtH'nin iqtisadi dəyərinin yalnızca kendi cihaz xərciyle belirlenmediğini göstərir. Fazla yenilənə bilən elektrik miqdarı, TES'in şarj ihtiyacı, BESS elastikliği və güc blokunun istilik talebi birlikte sınırlayıcıdır.

Tədqiqatın güclü tərəfləri nelerdir?

Tədqiqatın mühüm güclü tərəfü tutum planlamasıyla qısa zaman miqyaslı istismar problemini eyni strukturda birləşdirməsidir. Üst seviyede iqtisadi və inamılirlik hədəfləri aranırken alt səviyyəde seçilən dumantemin 5 dəqiqəlık istismar şərtlərində gerçekten çalıştırılabilir olup olmadığı nəzarət edilmektedir.

İkinci güclü tərəf, güc bloku və istilik nasosunın yükdən asılı davranışlarının MILP'ye uygun parçalı xətti modellərle temsil edilmesidir. Böylece tamamen xətti və hesapləsasbilir bir çizelgeleme problemi korunurken sabit səmərəlilikin yaratabiləceği tutum yanlılığı da incelenebilmektedir.

Üçüncü mühüm töhfə BESS ilə TES'in yalnızca fərqli xərcli anbarlar kimi değil, fərqli istismar zaman miqyaslerine sahip mənbəlar kimi ele alınmasıdır.

Tədqiqatın məhdudiyyətlərı nelerdir?

Araşdırma detərministik təmsilçi gün cədvəlləməsine dayanmaktadır. Tam xronoloji yıl boyunca ardıcıl saxlama durumu izlenmemektedir. Dört təmsilçi gün, yıllık meteorolojik davranışı azaltılmış bir biçimde temsil etmektedir; bu yaklpeyəndm hesablama yükünü düşürürken günlərarası uzunmüddətli saxlama dinamiklerini tam kimi korumaz.

Rüzgâr və günəş istehsalı, yük və diğer girdilər üçün gələcəkte oluşabiləcek qeyri-müəyyənlikler stokastik və ya robust bir çərçivəde modellenmemiştir. BESS və TES üçün daha ayrıntılı yaşlanma/deqradasiya modelləri də gələcək tədqiqat sahəsi kimi bıraxınlmıştır.

Güneş alanı ilə 50 MW'lık güc blokunun tutumsi əsas planlama probleminde sabit tutulmuştur. Bu nedenle tədqiqat tüm CSP santralinin sıfırdan qlobal optişam boyutlandırmasını yapmamaktadır. SF və PB tutum dəyişiklikleri daha sonra həssaslıq əsaslizi kimi araşdırılmışdır.

Bazar odaklı değişken qiymət strategiyaları və daha ayrıntılı tam-yıl istismar strukturu da gələcəkte araştırılması önerilən konular arasındadır.

Tədqiqat ne söylüyor, ne söylemiyor?

Tədqiqatın söylediği: Yük bşəbəkəımlı güc bloku və istilik nasosu davranışlarının hesaba katılması, toplam xərc və inamılirlik göstəricilərini məhdud ölçüde değiştirirken optişam istehsal və saxlama portföyünü mühüm ölçüde yeniden dşəbəkəıtabilir. BESS qısa zaman miqyaslı elektriksel, TES isə daha uzun zaman miqyaslı tərmal elastiklik sşəbəkəlamaktadır. PV, WT, BESS, TES və PB'nin tutumsi birlikte dəyərlendirilmelidir.

Tədqiqatın söylemediği: Tek bir dumantem konfiqurasiyaunun bütün coğrafyalar, qiymət strukturları və ya elektrik dumantemleri üçün evrensel kimi en iyi olduğunu göstərmemektedir. Tədqiqat gerçek bir santralin saha performansını ekspəriməntal olaraq ölçmemektedir. Türkiyə və ya başka bir ülke üçün birbaşa məzənnəulması gereken MW/MWh miqdarını belirlememektedir. Sabit səmərəlilik modelinin her durumda kullanılamaz olduğunu da söylememekte; xüsusilə tutum portfelinün belirlenmesinde dizayndan kənar davranışların diqqəte alınmasının əhəmiyyətini göstərir.

Tədqiqatın Yöntemi və Bulguları

Model və məlumat strukturu

Başlıca teknik parametreler

Ekonomik fərziyyəlar

İskonto nisbəti %4, genel dumantem ömrü 20 yıl, BESS ömrü 10 yıl, batareya çevrim ömrü isə 10.000 çevrim kimi alınmıştır.

En mühüm kəmiyyət tapıntılar

Grafik və tutum dşəbəkəılımları birlikte dəyərlendirildiğinde araşdırmanın əsas sonucu nettir: dizayndan kənar səmərəlilik davranışı planlama sonucunu esas kimi toplam dumantem xərcinden ziyade teknolojilər arasındaki tutum dşəbəkəılımı üzərindən değiştirmektedir.

BESS içeren dumantemlerde külək tutumsinden PV və batareyaya doğru bir kayma oluşurken TES daha sabit kalmaktadır. Bunun əsas nedeni elektrik tarafındaki sürətli dengelemenin BESS ilə, tərmal taraftaki daha yavaş zaman kaydırmanın isə TES ilə qarşılanmasıdır.

Gelecek tədqiqat gereksinimleri

Araşdırmacılar gələcəkte təmsilçi günlər yerine xronoloji tam il cədvəlləməsi, günlərarası saxlama SOC müddətkliliği, külək/PV/yük belirsizliği, daha ayrıntılı elektriksel və tərmal saxlama deqradasiya modelləri və dəyişən elektrik qiymətlərina dayalı bazar istismar strategiyalarınin modele eklenmesini təklif edir.

Mənbə və Metod Qeydi

Tədqiqatın tam özgün adı: Capacity planning for a renewable energy base coupled with a parabolic trough CSP plant considering off-design operating charactəristics

Müəlliflər: Yu Chen, Beiyuan Zhang, Xuanchen Deng, Jiafei Qiao, Zhanwei Liang, Xingpu Zhang, Chao Xu, Xing Ju

Müəllif ardıcıllıqsı: Tədqiqatın başlıq sayfasındaki ardıcıllıq aynen saxlanmışdır.

Eş töhfə/eş birinci müəllif: Tədqiqatda eş birinci müəlliflık beyanı mövcud deyil.

Sorumlu müəllif: Xing Ju

Kurumsal birləşmələr: Beijing Laboratory of New Energy Storage Technology, North China Electric Power University, Beijing 102206, PR China; CHN Energy New Energy Technology Research Institute Co., Ltd., Yingcai North Second Street, Future Science City, Changping District, Beijing 102209, PR China.

DOI: Bu sürümde DOI bilgisi yer almır və bşəbəkəımsız rəsmi DOI kaydı doğrulanmamışdır. DOI uydurulmamıştır.

Dergi: Hakemli bir jurnal adı bu sürüm üzərindən doğrulanmamışdır.

Yayın platformau: SSRN, Abstract 7199512.

Özgün nəşriyyat: Bu sürüm üzərindən doğrulanmamışdır.

Yayın yılı: Başlık sayfasında ayrı bir bibliyoqrafik nəşr ili belirtilmemektedir. Tədqiqatın mənbəları və çıxış tarihleri 2026'ya kadar uzanmakla birlikte, kesin nəşr ili bşəbəkəımsız rəsmi kayıt üzərindən doğrulanmadığı üçün proqnoz edilmemiştir.

Mənbə türü: Simülasyon, enerji dumantemi modelləşdirmə və optimallaşdırma əsasli araşdırma preprinti.

Hakemlik durumu: Bu tədqiqat bir preprinttir və rəyçi qiymətləndirməsindən keçməmişdir.

Resmî preprint birləşməsı: https://ssrn.com/abstract=7199512

Destek/teşekkür: Fundamental and Intərdisciplinary Disciplines Breakthrough Plan of the Ministry of Education of China, JYB2025XDXM303.

CRediT müəlliflık töhfəsi: Bu sürümde ayrı bir CRediT authorship contribution statement tespit edilmemiştir.

Veri erişiləbilirliği: Bu sürümde ayrı bir Data Availability Statement tespit edilmemiştir.

Çıqar damşması: Bu sürümde ayrı bir maraqlar toqquşması beyanı tespit edilmemiştir.

Bu içerikteki bilimsel açıklamalar yalnızca tədqiqatın kendi modelləri, formulaleri, cədvəlları, qrafik və nəticələrina dayanmaktadır. Dışarıdan yeni bilimsel nəticə eklenmemiştir.

Tədqiqatın əsas metodoloji sınırı, detərministik dört təmsilçi güne dayalı işletmə optimizasiyasıdur. Tam xronoloji yıllık SOC müddətkliliği, günlərarası uzunmüddətli saxlama davranışı və meteorolojik/yük belirsizliği birbaşa modellenmemiştir. Həmçinin əsas planlama probleminde günəş sahəsi və güc bloku tutumsi əvvəlden müəyyən edilmişdir. Bu nedenle nəticələr, bütün CSP teduman komponentlərinin sıfırdan ortak dizayn optimallaşdırmau kimi yorumlanmamalıdır.