Бул изилдөө, йүксек катышда шамал ве фотоволтаик өндүрүше сахип чоң бир кайра жаралуучу энергия базасынде ханги өндүрүш, электрдик сактоо, жылуулук сактоо ве электрден жылуулукка айландыруу сыйымдуулуклеринин бирликте курсулмасы геректигини изилдөөктадыр. Системин меркезинде мурунден белирленмиш бир параболалык ноолуу концентрацияланган күн энергиясы сантрали булунмакта; шамал турбиналары, фотовольтаикалык кубаттуулук, жылуулук энергия сактоо системасы (TES), батарея энергия сактоо системасы (BESS) ве электр жылыткыч вейа жогорку температуралуу жылуулук насосу сыйымдуулуклери бирликте оптималдаштыруу едилмектедир.

Изилдөөнүн негизги билимсел суроосу, кубат блогу ве жылуулук насосу гиби өзгөрүү жихазларынын хер йүк сүйийесинде ошол эле натыйжалуулукле чалыштыгынын кабул едилмесинин кубаттуулукту пландооны не өлчүде дегиштиребмененжегидир. Изилдөөчүлөр бу неденле туруктуу натыйжалуулук божомолун, кубат блогунун жарым-жартылай жүк жүрүм-турумуны ве жылуулук насосунын йүке бторлы иштөө коэффициентины темсил еден бөлүктүү сызыктуу моделдерле каршылаштырмыштыр.

Үст сүйийеде электр өндүрүшүнүн деңгээлдештирилген чыгымы (LCOE) менен кубат камсыздоосунун жоголуу ыктымалдыгы (LPSP) бирликте NSGA-II колдонуп минимизе едилмекте; төмөнкү деңгээлде болсо хер адай кубаттуулук портфели үчүн өкүл күндөрде аралаш бүтүн сандык сызыктуу программалоо (MILP) менен иштетүү чизелгеси хесапланмактадыр. Бөйлеже йалнызжа “кач MW курсулмалы?” суроосу дегил, сечмененн сыйымдуулукнин герчекчи йүк, сактоо, өзгөрүү, рампа ве жарым-жартылай жүк кжылуулуктлары астында насыл чалышабмененжеги де оптимизацияун үчүне гирмектедир.

Парето чечим топтомдору дүзейинде дизайндан тышкары иштөө жүрүм-турумунын хесаба катылмасы, туруктуу натыйжалуулук моделдине кыйасла медиана LCOE'йи %3,3–%5,1 артырыркен медиана LPSP'йи %8,3–%19,9 азалтмыштыр. Ошентсе да изилдөөчүлөр бу сонужу ошол эле ишенимилирлик ноктасында түздөн-түз бир иймененшме катары йорумламамактадыр; ики модель ар түрдүү кубаттуулук портфелдери олуштурдугу үчүн сөз конусу йүзделер Парето кластерлеринин дторылымларындаки каймайы көрсөтөт. Айны LPSP дүзейлеринде түзүмлан ешлештирилмиш салыштырууда орточо мутлак LCOE фаркы йалнызжа болжол менен %1,35–%1,74 аралыгындадыр.

Ен маанилүү планлама сонужу, дизайндан тышкары жүрүм-турумларын максат функциясы маанилерини ылайыкже чектелген дегиштирмесине ртормен курсулажак текноложмененрин дторылымыны жидди бичимде дегиштиребилмесидир. Өзелликле BESS ичерен конфигурацияларда бөлүктүү сызыктуу модель, портфөйү генел катары шамал турбиналарынден фотоволтаик ве батарея сыйымдуулуксине догру кайдырмыштыр. Буга каршы TES сыйымдуулукси дагы чектелген дегишмиштир.

Изилдөө ошол эле заманда BESS менен TES'ин бирбиринин йерине гечен ики эквивалент сактоо текноложиси олмадыгыны көрсөтөт. Моделде BESS 5 мүнөтлык иштетүү чөзүнүрлүгүнде кыска мөөнөттүү електриксел толкунланмалара йаныт веребилиркен TES үчүн 1 саатлик абал кулпулоо мөөнөтү колдонулган. Сонучларда BESS кыска мөөнөттүү електрик денгесини сторларкен TES дагы жай жылуулук энергия кайдырма ылайыквини үстленмиштир.

Түркия жагынан түшүндүрүү чеги: Булгулар Түркия маалыматтарийле елде едилмемиштир; изилдөө түндүк Зхангжиакоу бөлгесинин метеороложик ве система божомолларына дайанмактадыр. Ошентсе да шамал, PV, электрдик сактоо, жылуулук сактоо ве CSP'нин бирликте планландыгы системалер ачжылуулукндан методологиялык бир алкак сунмактадыр. Түркия'йе уйгулнегизгибилмеси үчүн жергиликтүү DNI ве GHI профиллери, шамал шарттары, електрик йүклери, чыгымдар, тармак герексинимлери, текноложи баалары ве иштетүү шарттарыйла йениден модельленмеси герекир. Бул изилдөөдан Түркия үчүн түздөн-түз оптишам MW вейа MWh сыйымдуулукси чыкарыламаз.

Изилдөөнүн негизги маселеи недир?

Рүзгâр ве фотоволтаик өндүрүшүнин йүксек олдугу бир електрик системаинде йалнызжа топлам йыллык энергия өлчөмыны каршыламак йетерли дегилдир. Гүнеш ышынымы, шамал, електрик талеби ве менентим ихтийажы гүнүн ве йылын ар түрдүү заманларында дегишмектедир. Бу неденле бир система йыллык топламда йетерли энергия үретиркен белирли саатлерде электр тартыштыгы жашайабилир вейа башка заманларда куллнегизгимайажторы катар ашыкча энергия үретебилир.

Изилдөө бу маселеи өндүрүш ве сактоо текноложмененрини бирбиринден бторымсыз бойутландырмак йерине тек бир бторлы система катары еле алмактадыр. Системде шамал турбиналары ве PV түздөн-түз електрик үретиркен, параболалык ноолуу CSP күн нурлануусуны мурун жогорку температуралы жылуулукйа дөнүштүрмектедир. Бу жылуулук түздөн-түз кубат блогуна гөндермененбилир вейа TES ичерисинде дагы кийин кулланылмак үзере саклнегизгибилир.

Фазла шамал ве PV електриги де йалнызжа батареяйа гөндерилмек зорунда дегилдир. Електрикли жылуулуктыжы (EH) вейа жылуулук насосу (HP) колдонуп йениден жылуулукйа дөнүштүрүлебилир, TES'е актарылабилир ве дагы кийин кубат блогу аркылуу текрар електрик өндүрүшүнде кулланылабилир. Бөйлеже електриксел ве жылуулук энергия йоллары бирбирине бторланмактадыр.

Изилдөө ханги литератүр бошлугуну буталийор?

Өнжеки сыйымдуулук планлама изилдөөларынын маанилүү бир бөлүмүнде өзгөрүү жихазларынын натыйжалуулуки сабит кабул едилмектедир. Ойса кубат блогу там йүкте ве жарым-жартылай жүкте ошол эле жылуулук-электр айландыруу натыйжалуулугуне сахип дегилдир. Бензер бичимде бир жылуулук насосунын COP маании де жүк катышына ылайык дегишебилир.

Изилдөөчүлөрын соргуладыгы нокта шудур: Бир сыйымдуулук планлама модельи кубат блогуну вейа жылуулук насосуны герчекте олдугундан дагы идеал темсил едерсе, топлам чыгым ве ишенимилирлик маанилери бирбирине йагымн гөрүнсе бменен йанлыш текноложи комимаратсйонуну сечебилир ми?

Изилдөөнүн табылгалары бу суроойа олумлу йөнде ишарет етмектедир. Амач фондксиону узайындаки фарклар чогу дурумда чектелген олмакла бирликте шамал, PV, BESS, TES ве PtH арасында сечмененн сыйымдуулук дторылымлары маанилүү өлчүде дегишебилмектедир.

Системин физикалык түзүмү насыл курсулмуш?

Изилдөөдөки система шемасы PV тизмексини, шамал фермасыни, BESS'и, параболалык ноолуу күн талаасыны, сыжак ве согук TES бактарыны, поwер-то-хеат биримини ве кубат блогуну орток бир АЖ бара ве термалдык цикл етрафында бир арайа гетирмектедир.

CSP алт системаинде күн талаасы (SF) ве кубат блогу (PB) мурунден белирленмиш бир өзөк катары кабул едилмиштир. Ана планлама маселеинде бунларын сыйымдуулукси оптималдаштыруу едилмемектедир. Буга каршы TES кеңлетмененбилир дурумдадыр; анткени хем күн талаасындан гелен жылуулукту хем де электрден жылуулукка айландыруу бириминин үреттиги жылуулукту сактооктадыр.

Гүч блогунун номинал електрик сыйымдуулукси 50 MW катары алынмыштыр. Гүнеш аланы, кубат блогуна ылайык 2,6 солар мултипле реферансыйла бойутландырылмыштыр. Параболик олук колектөрү катары LS-2, жылуулук өткөрүү суюктугу катары Тхерминол VP-1 кулланылмыш ве күн талаасы чыкыш температурасы 390 °Ж катары буталенмиштир.

Гүнеш аланы насыл модельленмиш?

Параболик олук колектөрлеринин йарарлы согурулан жылуулук агымы; түз нормалдуу нурланууын (DNI), түшүү бурчунын, түшүү бурчун оңдоо коэффициентинын, тартип көлөкөлөнүүсинин, уч жоготууларынын, күн талаасы натыйжалуулукинин ве жылуулук топтоо элементи натыйжалуулукинин орток еткисийле хесапланмактадыр:

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

Бурада DNI W/м² жинсинден түздөн-түз нормал күн нурлануусуны, θ түшүү бурчуны, K_ЫАМ түшүү бурчу дегиштирижисини, Р_схадоw коллектор катарлары арасындаки көлөкөлөнүү еткисини, Р_{ендлосс} уч жоготууларыны, η_фиелд күн талаасы натыйжалуулукини ве η_ХЖЕ жылуулук топтоо элементи натыйжалуулукини темсил етмектедир.

Моделде согурулан жылуулук агымы 60 W/м²'нин астында олдугунда күн талаасынын ишлетилмедиги кабул едилмектедир. Бу чек вакциналдыгында жылуулук трансфер йторынын агым өлчөмүси, чыкыш температураныны 390 °Ж'де тутажак сүрөтде айарланмактадыр.

Гүч блогунда “дизайндан тышкары иштөө” не анлама гелийор?

Изилдөөдөки ен маанилүү моделдөө айрымларындан бири кубат блогунда ортойа чыкмактадыр. Гүч блогу 50 MW номиналдык кубаттуулукли бир бухарлы Rankine цикли катары модельленмиштир. Герчек иштетүүде кубат блогу хер заман %100 йүкте изилдөөдыгындан айландыруу натыйжалуулугу жүк катышына бторлыдыр.

Изилдөөда кубат блогунун дизайндан тышкары натыйжалуулуки шу полиномла темсил едилмектедир:

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

Бурада x, герчек гүч чыкышынын номинал гүже катышыдыр ве модельде 0,2 ≤ x ≤ 1 аралыгында кулланылмактадыр. η⁰_т-ел номиналдык дизайн чекитиндаки електрик айландыруу натыйжалуулугудир.

Ысыл гириш менен електрик чыкышы арасындаки негизги илишки:

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

шеклиндедир. Q_PB,т MW жинсинден кубат блогуна гирен термалдык гүжү, П_PB,т болсо үретмененн електрик гүжүнү темсил едер.

Бу илишки түздөн-түз сызыктуу дегилдир. Алт сүйийе маселеин MILP катары чөзүлебилмеси үчүн изилдөөчүлөр ийри сызыкйи парчалара айырып хер йүк аралыгыны сызыктуу бир теңдемеле болжол менен катары темсил етмиштир. Ичопои дегишкенлер, кубат блогунун ханги йүк бөлгесинде чалыштыгыны аныктоотедир.

Гүч блогу үчүн минишам изилдөө ве дурма убакытлери де моделье дâхил едилмиштир. Минишам ачык калма мөөнөтү 2 саат, минишам капалы калма мөөнөтү 1 саат катары аныкталган. Рампа сыныры болсо хер 5 мүнөтлык аралыкта номинал електрик гүжүнүн 0,20 p.u.'су катары колдонулган.

Ысы насоссынын өндүрүмдүүлүкы неден сабит кабул едилмеди?

Ысы насоссы електрик түкетерек төмөн температуралы бир булактан жылуулук алып дагы жогорку температуратаки жылуулук трансфер циклине актармактадыр. Бу неденле үреттиги термалдык энергия електрик гиришинден дагы йүксек олабилир ве өндүрүмдүүлүкы COP менен ифаде едилир:

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

П_HP,т MW жинсинден електрик гириши, Q_HP,т MW жинсинден термалдык чыкыш, COP_HP,т болсо бойутсуз иштөө коэффициентидыр.

Ысы насоссы Aspen Plus менен модельленмиштир ве долвакцинам агымдык чөйрөы катары аргон колдонулган. Симүласйонда COP маании жүк катышына ылайык сабит калмамактадыр.

COP'нин %100 йүк живарында эң жогорку маание улвакцинап дагы йүксек йүклерде йениден азалмасы, жылуулук насосуны йалнызжа “сабит COP'лу бир кагылган” катары моделдөөнин неден сыйымдуулук ве иштетүү натыйжаларыны дегиштиребмененжегини көрсөтөт.

Електрикли жылуулуктыжы менен жылуулук насосу арасындаки фарк недир?

Електрикли жылуулуктыжы үчүн электрден жылуулукка айландыруу натыйжалуулуки нормал изилдөө бөлгесинде сабит кабул едилмиштир:

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

Ысы насоссы болсо ошол эле електрик гирдиси бвакцинана дагы фазала термалдык энергия сторлайабилмектедир; бирок COP маании жүк катышына бторлыдыр ве иштетүү ийкемдүүлиги EH'ден ар түрдүүдыр.

Сонучларда HP, каршылаштырылан узлашма портфөйлеринде EH'йе ылайык дагы дүшүк орнотулган кубат менен йетерли термалдык өзгөрүү сторлайабилмиштир. Буга каршы EH ылдамыраак дүйрейе гиребилмекте ве кыска мөөнөттүү шамал/PV фазаласыны дагы ийкемдүү бичимде көзөмөл еагым өлчөмүлмектедир. Изилдөө бу неденле “HP хер дурумда жакшыраакдир” сонужуна улашмамактадыр; ики текноложинин айландыруу натыйжалуулугу менен динамик иштетүү ийкемдүүлиги арасында бир дегиш токуш булундугуну көрсөтөт.

BESS ве TES неден ар түрдүү заман масштаблеринде модельленмиш?

Изилдөөдө гибрид сактоонын йалнызжа ики ар түрдүү сактоо чыгыми анламына гелмемеси айрыкча вургуланмактадыр. BESS електрик тарафында ылдам йаныт верен сактоо; TES болсо дагы узак мөөнөттүү жылуулук энергиясын жылдыруу аражы катары модельленмиштир.

Темел убакыттык чечилиш 5 мүнөтдыр. BESS үчүн ек бир абал кулпулоо мөөнөтү уйгуланмадыгындан заряд/дезаряд абалы хер 5 мүнөтлык аралыкта дегишебилир. TES үчүн болсо иштетүү ишенимлиги ве О&М герексинимлери герекче гөстермененрек 1 саатлик абал кулпулоо аралыгы колдонулган.

Сонуч катары модель BESS'и кыска мөөнөттүү шамал, PV ве йүк толкунланмаларына йаныт верен электрдик теңдөө кайнторы; TES'и болсо күн талаасы, PtH ве кубат блогу арасында дагы жай энергия актарымы йапан жылуулук сактоо катары кулланмактадыр.

Оптимизасйонун ики сүйийеси насыл чалышыйор?

Изилдөөнүн чөзүм шемасы ики кайтарым байланышли сүйийеден олушмактадыр. Үст сүйийеде NSGA-II ар түрдүү кубаттуулук портфелдери өндүрүүтедир. Карар вектөрү генел катары шу бичимдедир:

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

Н_WT шамал турбинасы сайжылуулукны, Н_PV PV модулү сайжылуулукны, Е_TES ве Е_BESS MWh жинсинден сактоо энергиясини, П_EH ве П_HP болсо MW жинсинден поwер-то-хеат курсулу гүжүнү темсил етмектедир.

Үст сүйийенин ики амачлы маселеи:

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

шеклиндедир. LCOE, ефектиф катары тетарик едмененн електрик бвакцинана деңгээлдештирилген чыгыми; LPSP болсо каршылнегизгимайан электр энергиясынин топлам талебе катышыны темсил етмектедир. Бир амач чыгыми азалтмайа, дигери арз ишенимилирлигини артырмайа чалыштыгындан тек бир мутлак оптишам йерине бир Парето фронту олушмактадыр.

Алт сүйийе болсо жогорку деңгээлден гелен хер сыйымдуулук комимаратсйону үчүн електрик ве жылуулук агымшларыны, BESS ве TES заряд/разряд дурумларыны, PtH иштетүүсини, кубат блогунун дүйрейе гирме дурумуну, кайра жаралуучу энергияны чектөөны ве жабылбаган жүкү MILP менен эсептөөктадыр.

Алт сүйийе натыйжалары текрар жогорку деңгээлйе гөндерилмекте ве портфөйүн LCOE менен LPSP маании хесапланмактадыр. Шечоподе гөстермененн чөзүм дөнгүсү бу неденле кубаттуулукту пландоо менен герчекчи иштетүү програмыны бирбирине бторламактадыр.

Ханги программалык камсыздоолар кулланылды?

Түм эсептөөлар МАТЛАБ R2024b ортомында герчеклештирилмиштир. Үст сүйийе NSGA-II, төмөнкү деңгээл болсо YALMIP аркылуу Gurobi 12.0.3 колдонуп чөзүлмүштүр.

Хесаплама системаинде ики адет AMD EPYC 7542 процессор, топлам 64 физикалык өзөк ве 256 GB RAM колдонулган. NSGA-II популяция өлчөмү 80, максимум муун саны 100 катары белирленмиш; чөзүмү ылдамдыкландырмак үчүн 25 өзөкте параллель эсептөө колдонулган.

Метеороложик маалымат насыл сечилди?

Сайысал изилдөө түндүк Зхангжиакоу, Кытай бөлгесине аит метеорологиялык маалыматлере дайанмактадыр. Вери кластерси Solargis тарафындан MTSAT ве Himawari уйду маалыматтарийле ECMWF ве NOAA атмосфер маалыматтари колдонуп олуштурулмуш ве 1 Теммуз 2006–31 Теммуз 2016 дмааниини капсамыштыр.

Тичоку метеороложик йылы сечмек үчүн Finkelstein–Schafer истатистиги колдонулган. GHI ве DNI үчүн 0,35'ер; шамал ылдамдыгы ве температура үчүн 0,15'ер салмак маалыматлмиштир. Ен дүшүк капсамлы четтөө скору 0,1800 олдугу үчүн 2013 тичоку йыл катары сечилмиштир.

Там йылын 5 мүнөтлык MILP эсептөөсыны азалтмак амажыйла гүнлер K-means менен кластерленмиштир. Дөрт өкүл күн алынган.

Дөрт кластерли чөзүмүн орточо силхоуетте коэффициенти 0,4995 катары рапорланмыштыр; бу, изилдөөчүлөрдүн ифадесийле кластерлер арасында орто дүзейде айрым булундугуну көрсөтөт. Фарклы кокус башталышларла текрарлнегизгин кластерлөөде орточо аджустед Ранд индеx маании 0,9957 олуп кластерлөө сонужунун йүксек туруктуулыгыны көрсөтөт.

Беш ар түрдүү система конфигурацияу нейи каршылаштырыйор?

Сабит натыйжалуулук менен дизайндан тышкары модель арасында не фарк чыкты?

Парето фасаддаринин генел шекли ики модельде де бензердир: LPSP'йи дүшүрмек, йани ишенимилирлиги артырмак үчүн дагы фазала өндүрүш вейа сактоо сыйымдуулукси геректигинден LCOE чогунлукла йүкселмектедир.

Айны LPSP дүзейлеринде Парето фасаддари каршылаштырылдыгында орточо мутлак LCOE четтөөлары йалнызжа %1,3537–%1,7400 аралыгындадыр. Жасе 2, Жасе 3 ве Жасе 5'те максишам жергиликтүү четтөөлар %3,34'үн астында калыркен, BESS булунмайан Жасе 1 ве Жасе 4'үн дүшүк-LPSP учларында тартипсыйла болжол менен %11,12 ве %12,81 жергиликтүү четтөөлар гөрүлмүштүр.

Бирок сыйымдуулук дторылымлары абдан дагы фазала дегишмиштир. Парчалы сызыктуу модель бүтүн беш дурумда да медиана PV сыйымдуулуксини артырмыштыр. Жасе 2'де медиана PV модулү сайжылуулук 23.224'тен 56.959,5'е, йани болжол менен %145,3 артмыштыр. Жасе 5'те 25.050'ден 51.237'йе чыкмыштыр.

BESS сыйымдуулуксинде де айкын өзгөрүүлер вардыр. Жасе 2'де медиана BESS 92,33 MWh'ден 98,92 MWh'йе, Жасе 3'те 118,07 MWh'ден 161,65 MWh'йе, Жасе 5'те болсо 88,34 MWh'ден 112,52 MWh'йе йүкселмиштир.

Бу натыйжа изилдөөнүн негизги месажларындан бирини колдойт: система чыгыминин топлам маании абдан фазала дегишмесе бменен дагы герчекчи өзгөрүү модельи “ханги текноложиден не катар курсулмалы?” суроосуна ар түрдүү жүйап веребилир.

ТОПСЫС узлашма чечимдери не гөстерийор?

Парето фронтунден тек бир каршылаштырылабилир чөзүм сечебилмек үчүн ишенимилирлик кжылуулуктлы ТОПСЫС колдонулган. LPSP үст сыныры 0,4, LCOE ве LPSP салмактары болсо ешит бичимде 0,5–0,5 катары аныкталган.

Таблонун догру йорумланмасы маанилүүдир. Парчалы сызыктуу модель хер течопо ТОПСЫС чөзүмүнде мутлака дагы дүшүк LPSP вейа дагы дүшүк LCOE үретмемектедир. Изилдөөнүн “медиана LPSP азалыйор” табылгасу бүтүн Парето дторылымына илишкиндир; тек бир сечилмиш чөзүмле карыштырылмамалыдыр.

Чыгым түзүмү насыл дегишийор?

Сечмененн узлашма чечимдеринде топлам LCOE болжол менен 0,951–1,002 CNY/kWh аралыгындадыр. BESS булунмайан Жасе 1 ве Жасе 4'те шамал турбиналары топлам LCOE'нин болжол менен %54–%59'уну олуштурмактадыр.

BESS еклендигинде шамалын чыгым пайы азалыркен PV ве батареянын пайы бүйүмектедир. Жасе 2'де бөлүктүү сызыктуу моделье гечилдигинде PV пайы %3,3'тен %7,7'йе чыкаркен WT пайы %45,4'тен %38,6'йа дүшмектедир. Жасе 5'те PV пайы %6,1'ден %10,3'е йүкселиркен WT пайы %41,0'дан %34,4'е гермененмектедир.

Жасе 3'те бөлүктүү сызыктуу модель астында BESS'ин LCOE үчүндеки салымы болжол менен %24,8'е улашмактадыр. Бунун недени бу конфигурацияда PtH булунмадыгындан фазала шамал ве PV електригинин заман кайдырмасы үчүн негизги йолун батарея олмасыдыр.

Капасите дуйарлылыгы не гөстерди?

Шечопо 16'да хер компонент дигерлери сабит тутулуркен тек тек масштаблендирилмиштир. Ен айкын натыйжалардан бири шамал сыйымдуулуксинде гөрүлмектедир. WT сыйымдуулукси бенжхмарк'ын 0,5 p.u.'суна дүшүрүлдүгүнде LPSP беш дурумда болжол менен 0,10–0,21'е йүкселмиштир; бенжхмарк LPSP маанилери болжол менен 0,009–0,064 аралыгындадыр.

Рүзгâр сыйымдуулуксини ики катына чыкармак LPSP'йи бүтүн дурумларда 0,024'үн алтына индиребилмиш, бирок LCOE'йи болжол менен %31–%49 артырмыштыр. Ошондуктан дагы фазала шамал сыйымдуулукси ишенимилирлиги артырса да экономикалык гетириси гидерек азалмактадыр.

TES үчүн айкын бир “йетерсизлик–каныгуу” жүрүм-туруму гөрүлмектедир. Йаклвакцинак 0,6–1,0 p.u. аралыгы LCOE ачжылуулукндан эң төмөн бөлгейи олуштуруркен, дагы фазала TES ишенимилирлиге абдан аз салым сторламактадыр. TES'ин 2,0 p.u.'йа чыкарылмасы бенжхмарк'а ылайык LCOE'йи болжол менен %7–%10 артырмактадыр.

BESS сыйымдуулуксинин йалнызжа 0,1 p.u.'йа дүшүрүлмеси Жасе 2, Жасе 3 ве Жасе 5'те LPSP'йи болжол менен 0,12–0,16'йа йүкселтмектедир. BESS бенжхмарк сүйийесине йаклвакцинаркен ишенимилирлик ылдамдыкла иймененшмектедир; бирок сыйымдуулукнин ики катына чыкарылмасы LPSP'йи йалнызжа чектелген бичимде азалтыркен LCOE'йи болжол менен %18–%22 артырмактадыр.

Гүч блогу да бензер бир тарбогаз-каныгуу жүрүм-туруму көрсөтөт. Күчүк PB, TES'те булунан жылуулукнын електриге чүйрилмесини сынырлар. Бирок PB сыйымдуулуксини 2,0 p.u.'йа йүкселтмек түм беш дурумда хем LCOE хем LPSP'йи бенжхмарк'ын үзерине чыкармыштыр. Изилдөөчүлөр буну дагы чоң кубат блогунун йетеринже узун убакыт йүксек йүкте бесленымдуулукемеси ве жарым-жартылай жүк натыйжалуулукинин көтүлешмесийле илишкмененндирмектедир.

PV чыгыминин сыйымдуулук карарына еткиси неден күчтүү?

Чыгым сезгичтик анализинде компонент йатырым чыгымдары 0,25–1,50 кат арасында дегиштирилмиш ве эки деңгээлдүү оптималдаштыруу хер ноктада йениден чалыштырылмыштыр.

Жасе 2'де PV чыгыми негизги мааниин йалнызжа 0,25 катына түшкөндө медиана PV сыйымдуулукси болжол менен 5,90×10⁵ модуле чыкаркен, чыгым 1,50 ката көтөрүлгөндө болжол менен 1,07×10⁴ модуле дүшмектедир. Жасе 5'те каршылык гелен маанилер болжол менен 5,28×10⁵ ве 1,03×10⁴ модулдүр.

Бу неденле изилдөөчүлөр PV үчүн айкын бир чыгым ширетилген “деплоймент боунтарй” диагнозмламактадыр: PV ужузладыкча чечимдер үст сыйымдуулук сынырына йаклашмакта, пахалылаштыкча алт планлама сынырына догру чечопомектедир.

EH ве HP чыгыминде ошол эле өлчүде сызыктуу бир тепки йоктур. Жасе 2'де EH медианаы чыгым катсайжылуулук 0,25 икен 24,6 MW, 1,50 икен 12,0 MW'тыр. Жасе 5'те HP медианаы 0,25 чыгым катсайжылуулукнда 16,6 MW'а чыкаркен негизги чыгым ве үстүндө болжол менен 10 MW'лык алт планлама сынырына йагымн калмактадыр.

Бу натыйжа, PtH'нин экономикалык бааинин йалнызжа кенди жихаз чыгымийле белирленмедигини көрсөтөт. Фазла кайра жаралуучу електрик өлчөмы, TES'ин заряд ихтийажы, BESS ийкемдүүлиги ве кубат блогунун жылуулук талеби бирликте сынырлайыжыдыр.

Изилдөөнүн күчтүү жактари нелердир?

Изилдөөнүн маанилүү күчтүү жакү кубаттуулукту пландоойла кыска убакыт масштабдуу иштетүү маселеини ошол эле түзүмда бириктирүүсидир. Үст сүйийеде экономикалык ве ишенимилирлик буталари араныркен төмөнкү деңгээлде сечмененн системаин 5 мүнөтлык иштетүү шарттарында герчектен чалыштырылабилир олуп олмадыгы контрол едилмектедир.

Икинжи күчтүү жак, кубат блогу ве жылуулук насосунын жүккө көз каранды жүрүм-турумунн MILP'йе уйгун бөлүктүү сызыктуу моделдерле темсил едилмесидир. Бөйлеже тамамен сызыктуу ве хесаплнегизгибилир бир чизелгелеме маселеи корунуркен туруктуу натыйжалуулукин йаратабмененжеги сыйымдуулук йанлылыгы да инжеленебилмектедир.

Үчүнжү маанилүү салым BESS менен TES'ин йалнызжа ар түрдүү чыгымли кампалар катары дегил, ар түрдүү иштетүү заман масштаблерине сахип булаклар катары еле алынмасыдыр.

Изилдөөнүн чектөөлөры нелердир?

Изилдөө детерминистик өкүл күн расписаниесине дайанмактадыр. Там хронологиялык йыл бойунжа ырааттуу сактоо дуруму изленмемектедир. Дөрт өкүл күн, йыллык метеороложик жүрүм-туруму азалтылмыш бир бичимде темсил етмектедир; бу йаклвакцинам эсептөө йүкүнү дүшүрүркен күндөр аралык узак мөөнөттүү сактоо динамиклерини там катары корумаз.

Рүзгâр ве күн өндүрүшү, йүк ве дигер гирдмененр үчүн гележекте олушабмененжек белгисиздиклер стохастикалык вейа робуст бир алкакде модельленмемиштир. BESS ве TES үчүн дагы айрынтылы жашланма/деградация моделдери де гележек изилдөө аймагы катары бырагымлмыштыр.

Гүнеш аланы менен 50 MW'лык кубат блогунун сыйымдуулукси негизги планлама маселеинде сабит тутулмуштур. Бу неденле изилдөө түм CSP сантралинин сыфырдан глобалдык оптишам бойутландырмасыны йапмамактадыр. SF ве PB сыйымдуулук өзгөрүүлери дагы кийин сезгичтик анализи катары изилденген.

Рынок одаклы дегишкен баа стратегияларды ве дагы айрынтылы там-йыл иштетүү түзүмү да гележекте араштырылмасы өнермененн конулар арасындадыр.

Изилдөө не сөйлүйор, не сөйлемийор?

Изилдөөнүн сөйледиги: Йүк бторымлы кубат блогу ве жылуулук насосу жүрүм-турумунн хесаба катылмасы, топлам чыгым ве ишенимилирлик көрсөткүчтөрдүни чектелген өлчүде дегиштириркен оптишам өндүрүш ве сактоо портфөйүнү маанилүү өлчүде йениден дторытабилир. BESS кыска убакыт масштабдуу електриксел, TES болсо дагы узак убакыт масштабдуу термалдык ийкемдүүлүк сторламактадыр. PV, WT, BESS, TES ве PB'нин сыйымдуулукси бирликте маанилендирилмелидир.

Изилдөөнүн сөйлемедиги: Тек бир система конфигурацияунун бүтүн жографйалар, баа түзүмлары вейа електрик системалери үчүн үйренсел катары ен ийи олдугуну гөстермемектедир. Изилдөө герчек бир сантралин саха өндүрүмдүүлүкыны эксперименттик түрдө өлчмемектедир. Түркия вейа башка бир үлке үчүн түздөн-түз курсулмасы герекен MW/MWh өлчөмыны белирлемемектедир. Сабит натыйжалуулук моделдинин хер дурумда кулланыламаз олдугуну да сөйлемемекте; айрыкча кубаттуулук портфелинүн белирленмесинде дизайндан тышкары жүрүм-турумларын көңүл бурууе алынмасынын мааниини көрсөтөт.

Изилдөөнүн Йөнтеми ве Булгулары

Модел ве маалымат түзүмү

Башлыжа текник параметрелер

Економик божомоллар

Исконто катышы %4, генел система өмүрү 20 йыл, BESS өмрү 10 йыл, батарея цикл өмүрү болсо 10.000 цикл катары алынмыштыр.

Ен маанилүү сандык табылгалар

График ве сыйымдуулук дторылымлары бирликте маанилендирилдигинде изилдөөнүн негизги сонужу неттир: дизайндан тышкары натыйжалуулук жүрүм-туруму планлама сонужуну есас катары топлам система чыгыминден зийаде текноложмененр арасындаки сыйымдуулук дторылымы аркылуу дегиштирмектедир.

BESS ичерен системалерде шамал сыйымдуулуксинден PV ве батареяйа догру бир кайма олушуркен TES дагы туруктуу калмактадыр. Бунун негизги недени електрик тарафындаки ылдам денгелеменин BESS менен, термалдык тарафтаки дагы жай заман кайдырманын болсо TES менен каршыланмасыдыр.

Гележек изилдөө герексинимлери

Изилдөөчүлөр гележекте өкүл күндөр йерине хронологиялык толук жыл расписаниеси, күндөр аралык сактоо SOC убакытклилиги, шамал/PV/йүк белирсизлиги, дагы айрынтылы електриксел ве жылуулук сактоо деградация моделдери ве өзгөрмө электр бааларына дайалы базар иштетүү стратегияларынин моделье екленмесини сунуштайт.

Булак жана метод эскертүүсү

Изилдөөнүн там өзгүн ады: Жапажитй планнинг фор а ренеwабле енергй басе жоуплед wитх а параболиж троугх CSP плант жонсидеринг офф-десигн оператинг жхаражтеристижс

Авторлор: Йу Жхен, Беийуан Зханг, Xуанжхен Денг, Жиафеи Qиао, Зханwеи Лианг, Xингпу Зханг, Жхао Xу, Xинг Жу

Автор тартипсы: Изилдөөнүн баш аталыш сайфасындаки тартип айнен сакталган.

Еш салым/еш биринжи автор: Изилдөөдө еш биринжи авторлык бейаны жок.

Сорумлу автор: Xинг Жу

Курумсал бирикмелер: Беижинг Лабораторй оф Неw Енергй Стораге Тежхнологй, Нортх Жхина Ележтриж Поwер Университй, Беижинг 102206, ПР Жхина; ЖХН Енергй Неw Енергй Тежхнологй Ресеаржх Ынституте Жо., Лтд., Йингжаи Нортх Сежонд Стреет, Футуре Сжиенже Житй, Жхангпинг Дистрижт, Беижинг 102209, ПР Жхина.

DOI: Бу үйүрмде DOI билгиси камтылган эмес ве бторымсыз расмий DOI кайды текшерилип ырасталган эмес. DOI уйдурулмамыштыр.

Дерги: Хакемли бир журнал ады бу үйүрм аркылуу текшерилип ырасталган эмес.

Йайын платформау: SSRN, Абстражт 7199512.

Өзгүн басмакана: Бу үйүрм аркылуу текшерилип ырасталган эмес.

Йайын йылы: Башлык сайфасында айры бир библийографик жарыяланган жылы белиртилмемектедир. Изилдөөнүн булаклары ве жеткиликтүүлүк тарихлери 2026'йа катар узанмакла бирликте, кесин жарыяланган жылы бторымсыз расмий кайыт аркылуу догруланмадыгы үчүн болжол едилмемиштир.

Булак түрү: Симүласйон, энергия системаи моделдөө ве оптимизация негизгили изилдөө препринти.

Хакемлик дуруму: Бул изилдөө бир препринттир ве рецензиядан өткөн эмес.

Ресмî препринт бирикмесы: https://ssrn.com/abstract=7199512

Дестек/тешеккүр: Фундаментал анд Ынтердисжиплинарй Дисжиплинес Бреактхроугх План оф тхе Министрй оф Едужатион оф Жхина, JYB2025XDXM303.

CRediT авторлык салымы: Бу үйүрмде айры бир CRediT аутхорсхип жонтрибутион статемент теспит едилмемиштир.

Вери еришмененбилирлиги: Бу үйүрмде айры бир Дата Аваилабилитй Статемент теспит едилмемиштир.

Чыкар чатыршмасы: Бу үйүрмде айры бир кызыкчылыктар кагылышы бейаны теспит едилмемиштир.

Бу ичериктеки билимсел ачыкламалар йалнызжа изилдөөнүн кенди моделдери, формулалери, таблицалары, график ве натыйжаларына дайанмактадыр. Дышарыдан йени билимсел натыйжа екленмемиштир.

Изилдөөнүн негизги методологиялык сыныры, детерминистик дөрт өкүл күне дайалы иштетүү оптимизациясыдур. Там хронологиялык йыллык SOC убакытклилиги, күндөр аралык узак мөөнөттүү сактоо жүрүм-туруму ве метеороложик/йүк белирсизлиги түздөн-түз модельленмемиштир. Ошондой эле негизги планлама маселеинде күн талаасы ве кубат блогу сыйымдуулукси мурунден аныкталган. Бу неденле натыйжалар, бүтүн CSP тетуман компоненттеринин сыфырдан орток дизайн оптимизацияу катары йорумланмамалыдыр.