Академиялык изилдөөлөр, түшүнүктүү тил

Verianla | Кыргызча академиялык изилдөөлөр жана илим

27 сентябрь 2026, Жекшемби
VERİANLAКөз карандысыз илимий басма
Менюну ачуу же жабуу
...
Башкы бет / Колдонмо илимдер / Энергетикалык изилдөөлөр / Шамал-күн микротармактарында жылуулук электр сактагычы: долбоорлоо чекити эмне үчүн чыныгы жылдык көрсөткүчтү ашырып көрсөтүшү мүмкүн?
Энергетикалык изилдөөлөр

Шамал-күн микротармактарында жылуулук электр сактагычы: долбоорлоо чекити эмне үчүн чыныгы жылдык көрсөткүчтү ашырып көрсөтүшү мүмкүн?

Бул изилдөө шамал жана күн өндүрүшүндөгү сааттык термелүүлөр Brayton циклине негизделген насостолгон жылуулук электр сактоо системасынын чыныгы иштешин кантип өзгөртөрүн изилдейт.

26/07/2026  Veri Anla 51 көрүү
Шамал-күн микротармактарында жылуулук электр сактагычы: долбоорлоо чекити эмне үчүн чыныгы жылдык көрсөткүчтү ашырып көрсөтүшү мүмкүн?

Бул изилдөө, шамал жана күнеш өндүрүшүндөгү сааттык термелүүлөрүн Brayton циклдүү насостолгон жылуулук электр сактоо системасынын чыныгы иштешин кантип өзгөртөрүн изилдейт. Каралган систем, электр көпсыны CO₂ негиздүү бир ысы насоссы цикли менен жогорку температуралуу эритилген тузда жана төмөн температуралуу бир этиленгликол эритмесинде сактоокта; электр ачыгы пайда болдугунда сакталган ысыйы бир Брайтон ысы макинеси цикли аркылуу кайра електриге айлантат.

Изилдөөчүлөр, Кытайдын Qinghai аймагын чагылдырган 300 MW шамал жана 300 MW фотоволтаик өндүрүшү, 70 MW пик жүктүү жергиликтүү керектөөсү, 80 MW тышкы тармак өткөрүү чегин, сактоо танкынын толуу абалын жана компресөр менен кеңейткичтин жарым-жүк жоготууларын бириктирген 8.760 сааттык бир жарым-динамикалык ишкана модельи курмуштур. Башлангычтаки реферанс систем 100 MW дешарж гүжүне жана алты сааттык сактоо мөөнөтсине сахиптир.

Сабит тасарым ноктасы йаклашымында жыллык дешарж едмененн электр 219,00 GWh, гидиш-дөнүш маалыматми %66,92 жана севийелендирилмиш сактоо нарки 0,1365 АКШ долары/kWh катары эсептелген. Чыныгы заман сыралы ишкана, SOC чек аралары жана жарым-жүк бузулуусы хесаба катылдыгында жыллык дешарж 94,20 GWh’йе, динамик гидиш-дөнүш маалыматми %55,81’е дүшмүш; LCOS исе 0,2753 АКШ долары/kWh’йе йүкселмиштир. Бөйлеже статик маанилендирме, бул сенарйода чыныгычи нарки болжол менен %101,67 катышында төмөн көрсөткөн.

Гүч жана энергия мүмкүнчүлүгү бирликте оптимизе едилдигинде ен экономикалык шамал-күнеш хибрит түзүлүш, реферанс гүжүн %30’уна каршылык гелен гүч өлчеги жана 12 сааттык сактоо мөөнөтсийле елде едилмиштир. Бул түзүлүш үчүн шарж жана дешарж гүчлери сырасыйла болжол менен 44,8 MW жана 30,0 MW, динамик маалыматм %64,37 жана LCOS 0,1772 АКШ долары/kWh болгон. Натыйжалар, ен жогорку анлык йенмененнебилир энергия көпсыны йакалайажак чоң бир систем курманын хер заман ен экономикалык чөзүм олмадыгыны көрсөтөт.

Детайлы Ачыклама

Изилдөөнын негизги проблеми недир?

Шамал жана күнеш энергияси өндүрүшү күнүн саатине, хава кошулларына жана мевсиме баглы катары мөөнөткли өзгөрмектедир. Жергиликтүү электр талеби исе айны заман өрүнтүсүнү излемез. Йенмененнебилир өндүрүшүн жергиликтүү йүк менен тышкы тармакйе актарылабмененжек жалпы гүжү ашмасы абалында кулланылабмененжек энергиянин бир бөлүмү чек араландырылыр же кесиклир. Үретимин жергиликтүү талебин алтында калдыгы саатлерде исе электр ачыгы пайда болот.

Енержи сактоо системи бул ики мезгил арасында энергия актарабилир. Бирок сактоонын гана номинал гүжүне, сактоо мөөнөтсине жана тасарым ноктасы маалыматмине бакмак йетерли эмес. Системин экономикалык жана термодинамик көрсөткүчү ашагыдаки кошуллардан бирликте еткмененнир:

  • Йенмененнебилир энергия көпсынын ханги саатлерде жана ханги гүч деңгээллеринде пайда болдугу,
  • Жергиликтүү электр ачыгынын чоңлүгү жана мөөнөтси,
  • Сактоо танкынын о анда долу же бош олмасы,
  • Шарж жана дешарж екипманларынын номинал гүже боюнча ханги йүкте чалыштыгы,
  • Компресөр жана кеңейткичтин жарым-жүкте не чейин маалыматм кайбеттиги,
  • Курулу гүжүн жыл бойунжа не өлчүде кулланылабилдиги.

Изилдөөнүн негизги изилдөө сорусуу шудур: Шамал-күнеш микрошебетаке багланан бир PTES системи, жыл бойунжа чыныгы заман сыралы чек аралар алтында чалыштырылдыгында тасарым ноктасы эсепларындан не чейин узаклашыр жана гүч-сактоо мөөнөтси ешлешмеси кантип өзгөртирилмелидир?

Насосланмыш жылуулук электр сактоо недир?

Насосланмыш жылуулук электр сактоо же PTES, електриги мурда температура жана согук энергияйе, дагы кийин кайра електриге дөнүштүрен бир узак мөөнөтли сактоо технологиясидир. Батарйаларда экени сыяктуу энергияйи електрокиммыйзамл бичимде сакламак йерине, температура жана согук сактоо ортамлары арасындаки температура фаркындан йарарланыр.

Изилдөөдө инжеленен систем капалы бир CO₂ Brayton циклине негизделет. Йүксек температуралуу сактоо ортамы гениш суюктуктук температура аралыгына сахип дөрт компонентли бир ерийик туз, төмөн температуралуу сактоо ортамы исе этиленгликол-суу эритмесидир.

Шарж цикли

Сүрөт 1(а), шамал жана күнеш өндүрүшүнин микрошебекенин кабул едебмененжеги гүжү аштыгы абалда чыныгылешен шарж циклини көрсөтөт:

  1. Кесилме риски булунан электр мотор аркылуу компресөрү чалыштырыр.
  2. CO₂ сыкыштырыларак жогорку басынч жана температуралыга чыкарылыр.
  3. CO₂, жогорку температура ысы өзгөртирижисинде ерийик туза ысы актарыр.
  4. Реженератөр, онлайнндеки ысынын бир бөлүмүнү гери казаныр.
  5. Генишлетижи жана төмөн температура ысы өзгөртирижиси аркылуу согук энергия депболгоныр.
  6. Электр энергияси, температура ерийик туз жана согутулмуш этиленгликол эритмеси бичиминде сакланыр.

Шарж сырасында температура сактоо тарафында жогорку температуралуу температура танк менен төмөн температуралуу температура танк; согук сактоо тарафында исе жогорку температуралуу согук танк менен төмөн температуралуу согук танк колдонулат.

Дешарж цикли

Сүрөт 1(б), жергиликтүү электр талебинин шамал-күнеш өндүрүшүни аштыгы абалда чыныгылешен дешарж циклини көрсөтөт:

  1. CO₂ мурда компресөрде сыкыштырылыр.
  2. Реженератөр жана жогорку температура ысы өзгөртирижиси аркылуу температура эритилген туздан ысы алыр.
  3. Йүксек температуралуу CO₂ генишлетижиден кечирмененрек меканик гүч үретилир.
  4. Генишлетижи женератөрү чалыштырарак электр үретир.
  5. CO₂, хава согутужусуу жана төмөн температура ысы өзгөртирижиси аркылуу цикли тамамлар.

Бөйлеже йенмененнебилир энергия көпсы башка бир саате ташынарак жергиликтүү йүк ачыгынын бир бөлүмүнү каршылайабилир.

Систем себеп жографи ачыдан еснек кабыл алынат?

PTES, насосж сактоолы хидроэлектр сыяктуу чоң жогоркулик фаркларына же сыкыштырылмыш хава сактоосы сыяктуу өзел йералты жеоложисине зорунлу катары ихтийач дуймаз. Гүч дөнүшүм екипманлары менен термалдык сактоо танкларынын мүмкүнчүлүклери белирли өлчүде өз-өзүнчө сечмененбилир. Бул өзеллик, ар түрдүү гүч жана сактоо мөөнөтси комбинасйонларынын курулабилмесини саглар.

Бунунла бирликте PTES гана сактоо танкларындан пайда болмаз. Компресөр, генишлетижи, мотор, женератөр, ысы өзгөртирижмененр, реженератөр, хава согутужусуу жана кан айлануу донанымы сыяктуу термодинамик екипманларын бирликте изилдөөсы герекир. Ошондуктан төмөн колдонуу катышы жана жарым-жүк изилдөөсы систем наркини өнемли өлчүде еткмененйебилир.

Реферанс системин негизги тасарым маанилери нелердир?

ПараметреРеферанс маани
Номинал нет дешарж гүжү100 MW
Сактоо мөөнөтси6 саат
Номинал шарж гүжүЙаклашык 149,34 MW
Изилдөө акышканыCO₂
Сыжак сактоо ортамыДөрт компонентли, гениш суюктуктук температура аралыклы ерийик туз
Согук сактоо ортамыЕтмененн гликол эритмеси
Ортам температурасы298,15 К
Ортам басынжы0,101 МПа
Ерийик туз үчүн ен жогорку температура920 К
Ысы өзгөртирижи уч температура фаркы5 К
Ысы өзгөртирижи басынч кайбы коэффициентсы0,01
Компресөр изентропик маалыматми0,90
Генишлетижи изентропик маалыматми0,90
Шарж цикли компресөр басынч катышы8
Дешарж цикли компресөр басынч катышы6
Дүшүк температуралуу температура танк температурасы630 К
Йүксек температуралуу согук танк температурасы400 К
Тасарым ноктасы шарж COP мааниси1,461
Тасарым ноктасы ысы макинеси маалыматми%45,84
Тасарым ноктасы гидиш-дөнүш маалыматми%66,92

Ерийик тузак өзелликлери себеп өнемлидир?

Сактоо танкы хажми жана ысы өзгөртирижи тасарымы, ерийик тузак йогунлугу, өзгүл ысы мүмкүнчүлүгү, вискозитеси жана колдонулушу мүмкүн температура аралыгына баглыдыр. Изилдөөдөки тузак температурасы 200 °C’ден 650 °C’йе йүкселиркен йогунлугу болжол менен 2.078 кг/м³’тен 1.604 кг/м³’е дүшмекте; вискозитеси 10,4 мПа·с’ден 1,26 мПа·с’йе гермененмектедир.

Өзгүл ысы мүмкүнчүлүгү температурала догрусал олмайан бичимде өзгөрмекте жана 200 °C’де 0,509 кЖ/(кг·К), 650 °C’де 1,706 кЖ/(кг·К) катары маалыматлмектедир. Модел, бул температуралыга баглы өзелликлери термодинамик эсепларда кулланмактадыр.

Темел термодинамик денклемлер нелердир?

Компресөр

Компресөрүн изентропик маалыматми:

\[ \eta_{\mathrm{com}} = \frac{h_{\mathrm{com,out,is}}-h_{\mathrm{com,in}}} {h_{\mathrm{com,out}}-h_{\mathrm{com,in}}} \]

  • ηжом: компресөрүн изентропик маалыматми,
  • хжом,ин: компресөр гириш өзгүл енталписи, кЖ/кг,
  • хжом,оут,ис: изентропик чыкыш өзгүл енталписи, кЖ/кг,
  • хжом,оут: чыныгы чыкыш өзгүл енталписи, кЖ/кг.

Компресөр гүжү:

\[ W_{\mathrm{com}} = \dot{m}_{\mathrm{com}} \left( h_{\mathrm{com,out}}-h_{\mathrm{com,in}} \right) \]

Бурада ṁжом CO₂ күтлесел дебисини, Wжом исе компресөрүн түкеттиги гүжү ифаде едер.

Генишлетижи

Генишлетижинин изентропик маалыматми:

\[ \eta_{\mathrm{exp}} = \frac{h_{\mathrm{exp,in}}-h_{\mathrm{exp,out}}} {h_{\mathrm{exp,in}}-h_{\mathrm{exp,out,is}}} \]

Үретмененн гүч:

\[ W_{\mathrm{exp}} = \dot{m}_{\mathrm{exp}} \left( h_{\mathrm{exp,in}}-h_{\mathrm{exp,out}} \right) \]

Ысы өзгөртирижи

Сыжак жана согук акышканлар арасындаки энергия денгеси:

\[ \dot{m}_{h} \left( h_{h,\mathrm{in}}-h_{h,\mathrm{out}} \right) = \dot{m}_{c} \left( h_{c,\mathrm{out}}-h_{c,\mathrm{in}} \right) \]

Ысы өзгөртирижи басынч кайбы коэффициентсы:

\[ f_p = \frac{\Delta p}{p_{\mathrm{in}}} \]

Чыныгы акышканларда температура өзгөриминин догрусал олмамасы себепийле ысы өзгөртирижмененр еш енталпи елеманларына бөлүнмүштүр. Хер дүгүмде акышкан температуралары REFPROP маалыматтабанындан эсептелген жана бүтүн ысы өзгөртирижи бойунжа ен төмөн йаклашым температурасы денетленмиштир. Бул ыкма, физиксел олмайан температура кесикшмелерини өнлемейи амачламактадыр.

Сактоо танкы

Сактоо танкы хажми:

\[ V_{\mathrm{tank}} = \frac{\dot{m}_{s}t}{\rho} \]

  • Втанк: танк хажми, м³,
  • ṁс: сактоо ортамынын күтлесел дебиси, кг/с,
  • т: шарж же дешарж мөөнөтси, с,
  • ρ: сактоо ортамынын йогунлугу, кг/м³.

Економик модель ханги кабуллере негизделет?

Екипман нарклери компресөр, генишлетижи, ысы өзгөртирижмененр, сактоо танклары, мотор жана женератөр үчүн литератүр негиздүү нарк фонксийонларыйла эсептелген. Фарклы жыллара аит нарклер, 2021 жылы үчүн 699,97 кабул едмененн Кимйа Мүхендислиги Тесис Малийет Ендекси менен күнжелленмиштир:

\[ Z_k = Z_{\mathrm{original}} \left( \frac{\mathrm{CEPCI}_{2021}} {\mathrm{CEPCI}_{\mathrm{original}}} \right) \]

Топлам сатын алынмыш екипман нарки:

\[ Z_{\mathrm{PC}} = \sum_{k=1}^{n} Z_k \]

Економик маанилендирмеде ашагыдаки кабуллер пайдаланылган:

  • Тесис өмрү: 30 жыл,
  • Исконто катышы: %10,
  • Йыллык ишкана жана кам көрүү нарки: жалпы кAPIтал наркинин %3’ү,
  • Электр нарки: 0,025 АКШ долары/kWh,
  • Статик модельде жылда 365 там шарж-дешарж цикли.

Гидиш-дөнүш маалыматми жана LCOS кантип аныкталган?

Тасарым ноктасы гидиш-дөнүш маалыматми, дешаржда елде едмененн нет електригин шаржда түкетмененн нет електриге катышыдыр:

\[ \chi = \frac{ \dot{m}_{\mathrm{dis}}t_{\mathrm{dis}} \left( W_{\mathrm{dis,exp}}-W_{\mathrm{dis,com}} \right) }{ \dot{m}_{\mathrm{chr}}t_{\mathrm{chr}} \left( W_{\mathrm{chr,com}}-W_{\mathrm{chr,exp}} \right) } \]

Севийелендирилмиш сактоо нарки:

\[ \mathrm{LCOS} = \frac{ \mathrm{FCR}\cdot Z+ \mathrm{O\&M}+ E_{\mathrm{in}}P_{\mathrm{elc}} }{ E_{\mathrm{out}} } \]

  • FCR: сабит жыллык кAPIтал кайтарым төлөм катышы,
  • З: жалпы йатырым нарки,
  • О&амп;М: жыллык ишкана жана кам көрүү нарки,
  • Еин: жыллык шарж електриги, kWh,
  • Пелж: электр бирим нарки,
  • Еоут: жыллык дешарж електриги, kWh.

LCOS, системин үреттиги ар бир киловатсаат дешарж електригине йатырым, кам көрүү жана энергия нарклеринден не чейин дүштүгүнү көрсөтөт. Йыллык дешарж миктары азайганда сабит йатырым нарки дагы аз энергияйе бөлүндүгүнден LCOS йүкселир.

Термодинамик жана экономикалык модельлер кантип догруланмыштыр?

Термодинамик модель, дагы мурда йайымланмыш төмөн жана жогорку температуралуу сүперкритик CO₂ PTES системлери кайра эсепланарак каршылаштырылмыштыр. Дүшүк температуралуу систем үчүн булакта %60,04 болгон гидиш-дөнүш маалыматми модельде %59,86; жогорку температуралуу систем үчүн %78,40 болгон маани %78,24 табылган. Гөрели фарклар сырасыйла болжол менен %0,3 жана %0,2’дир.

Економик модель башка бир PTES изилдөөсыйла каршылаштырылмыштыр. Булакта 0,243 АКШ долары/kWh болгон LCOS, бул модельде 0,248 АКШ долары/kWh эсептелген жана боюнчали фарк %2,06 болгон.

Бу салыштыруулар, модельин реферанс изилдөөлары болжол менен катары кайра үретебилдигини көрсөтөт. Бирок текшерүү, бул изилдөөдөки 8.760 сааттык ишкананин экспериментсел же тижари бир PTES тесисийле каршылаштырылдыгы маанисин билдирбейт.

Шамал-күнеш микрошебекесик кантип модельленмиштир?

Иш сенарйосуу Кытайдын Qinghai бөлгесиндеки типик шамал жана күнеш булакларыны темсил етмектедир. Топлам йенмененнебилир энергия курулу гүжү 600 MW’тыр:

  • Шамал: 300 MW,
  • Фотоволтаик: 300 MW.

Саатлик шамал жана күнеш үретимлери MERRA-2 метеороложик кайра талдоо маалыматлеринден түретилмиш жана UTC+8 саат дилимине дүзелтилмиштир. Жергиликтүү керектөө, өнөр жай табан йүкүнүн баскын экени сентэтикалык бир күнлүк профил менен темсил едилмиштир. Тепе йүк 70 MW’тыр жана чакан ишкана термелүүлөрүны гөстермек үчүн %3 кокус бузулуу екленмиштир.

Дыш шебекейе актарылабмененжек ен жогорку гүч 80 MW’тыр. Бул чек ара зорунлу бир ихражат програмы эмес. Демек PTES, тышкы тармакйе 80 MW гөндермененмедиги саатлери телафи етмек үчүн эмес, есас катары жергиликтүү йүк ачыгыны каршыламак үчүн дешарж едилмектедир.

Йенмененнебилир энергия көпсы жана жергиликтүү ачык кантип эсепланмактадыр?

Микрошебекенин бир саатте кабул едебмененжеги жалпы гүч:

\[ P_{\mathrm{acc}}(t) = P_{\mathrm{demand}}(t)+P_{\mathrm{export}} \]

Топлам йенмененнебилир үретим:

\[ P_{\mathrm{RE}}(t) = P_{\mathrm{wind}}(t)+P_{\mathrm{PV}}(t) \]

PTES шаржында кулланылабмененжек йенмененнебилир энергия көпсы:

\[ P_{\mathrm{sur}}(t) = \max \left[ 0,\, P_{\mathrm{RE}}(t)-P_{\mathrm{acc}}(t) \right] \]

Жергиликтүү электр ачыгы:

\[ P_{\mathrm{def}}(t) = \max \left[ 0,\, P_{\mathrm{demand}}(t)-P_{\mathrm{RE}}(t) \right] \]

Йенмененнебилир үретим, жергиликтүү йүк менен 80 MW дыш акажыл чарба мүмкүнчүлүгүнин жалпыыны аштыгында PTES шарж едмененбилир. Йенмененнебилир үретим түздөн-түз жергиликтүү йүкүн алтына дүштүгүнде исе PTES дешарж едмененбилир.

Сактоо танкынын долулук абалы кантип изленмиштир?

Модел, системин энергия абалын жогорку температуралуу температура сактоо танкындаки колдонулушу мүмкүн ысы аркылуу излемектедир:

\[ \mathrm{SOC}(t) = \frac{ E_{\mathrm{HHST}}(t) }{ E_{\mathrm{HHST,max}} } \]

Бир сааттык адымын ардындан танктаки колдонулушу мүмкүн ысы:

\[ E_{\mathrm{HHST}}(t+\Delta t) = E_{\mathrm{HHST}}(t) \left( 1-\delta\Delta t \right) + P_{\mathrm{ch}}(t) \mathrm{COP} \left( \mathrm{PLR}_{\mathrm{ch}} \right) \Delta t - \frac{ P_{\mathrm{dis}}(t) }{ \eta_{\mathrm{he}} \left( \mathrm{PLR}_{\mathrm{dis}} \right) } \Delta t \]

  • δ: сааттык ешмаани ысы кайбы коэффициентсы, 5 × 10−4 саат−1,
  • Пжх: чыныгы шарж электр гүжү,
  • Пдис: чыныгы дешарж электр гүжү,
  • COP: жарым-жүке баглы шарж цикли көрсөткүч коэффициентсы,
  • ηхе: жарым-жүке баглы ысы макинеси маалыматми.

SOC маании 0 менен 1 арасында чек араландырылмыштыр. Танк долуйкен йени шарж, бошкен йени дешарж түзүлүшламаз. Башлангыч SOC маании 0,10’дур.

Минимум жарым-жүк чек араы себеп гереклидир?

Компресөр жана кеңейткичтин чок төмөн гүчлерде туруктуу жана маалыматмли чалышамайажагы кабул едилмиштир. Ошондуктан минимум еткин жарым-жүк катышы:

\[ \mathrm{PLR}_{\min}=0.20 \]

катары белирленмиштир. Кулланылабилир шарж көпсы же жергиликтүү йүк ачыгы номинал гүжүн %20’синин алтында калдыгында системин төмөн гүчте изилдөөсы йерине капалы калмасы сөз конусуу бпайда болу мүмкүн.

Кысми йүк көрсөткүч кайбы кантип модельленмиштир?

Компресөр жана кеңейткичтин жарым-жүктеки изентропик маалыматми эмпирикалык бир икинжи дережеден жеза функциясыйла дүзелтилмиштир:

\[ \eta_{\mathrm{com/exp}}(\mathrm{PLR}) = \eta_{\mathrm{com/exp,des}} \left[ 1-\zeta \left( 1-\mathrm{PLR} \right)^2 \right] \]

  • ηдес: тасарым ноктасы изентропик маалыматми,
  • PLR: чыныгы гүжүн номинал гүже катышы,
  • ζ: жарым-жүк бузулуу коэффициентсы.

Ана эсепларда ζ = 0,3 пайдаланылган. ζ = 0,1 алсыз, ζ = 0,5 күчтүү көрсөткүч бузулуусыны чагылдырган дуйарлылык сенарйоларыдыр. Денклем үретижийе өзгү чыныгы бир компресөр же турбина картасы эмес.

Хер PLR мааниинде гана текил екипман маалыматми өзгөртирилмемиш; бүтүн шарж жана дешарж цикли кайра эсептелген. Даха кийин система деңгэколундаки COP жана ысы макинеси маалыматми ашагыдаки егрмененре уйдурулмуштур:

\[ \mathrm{COP}(\mathrm{PLR}) = -0.3421\mathrm{PLR}^2 + 0.7073\mathrm{PLR} + 1.0962 \]

\[ \eta_{\mathrm{he}}(\mathrm{PLR}) = -0.1883\mathrm{PLR}^2 + 0.3767\mathrm{PLR} + 0.2682 \]

PLR = 1 үчүн COP болжол менен 1,461’дир. Ысы макинеси уйум егриси болжол менен 0,4566 маалыматркен тасарым маании 0,4584’түр. PLR %20’йе йаклаштыгында COP болжол менен 1,22’йе, ысы макинеси маалыматми болжол менен 0,336’йа дүшмектедир.

“Yarı dinamik” терими не анлама гелмектедир?

Модел бир жылын хер саатини кроноложик сырайла излемектедир. Хер саат үчүн шамал өндүрүшү, күнеш өндүрүшү, жергиликтүү йүк, электр көпсы же ачыгы, SOC, шарж-дешарж гүжү, PLR жана цикл маалыматми күнжелленмектедир.

Бунунла бирликте бир сааттык заман адымы үчүнде систем туруктуу абалда кабыл алынат. Модел ашагыдаки мөөнөтчлери айрынтылы бичимде чөзмемектедир:

  • Компресөр жана кеңейткичтин санийелик хызланмасы,
  • Башлатма жана дурдурма энергия керектөөлери,
  • Борулардаки убактылуу басынч жана температура толкунлары,
  • Сактоо танкларында температура табакалашмасынын саат үчүндеки өнүгүшү,
  • Контрол валфлери жана мотор-женератөр убактылуу режимлери.

Ошондуктан ыкма там динамик физиксел симүласйон эмес, кроноложик чек аралары излейен сааттык жарым-динамикалык бир жөнөтүү модельидир.

Динамик гидиш-дөнүш маалыматми кантип эсептелген?

Йыллык чыныгы дешарж електригинин жыллык чыныгы шарж електригине катышы:

\[ \mathrm{RTE}_{\mathrm{dyn}} = \frac{ \sum_{t=1}^{8760} P_{\mathrm{dis}}(t)\Delta t }{ \sum_{t=1}^{8760} P_{\mathrm{ch}}(t)\Delta t } \times 100\% \]

Бу көрсөткүч, тасарым ноктасындаки бир гана циклин маалыматми йерине чыныгы бир жыллык ишкана дизисинин электртен електриге дөнүшүмүнү өлчмектедир.

Кесмененн йенмененнебилир энергияйи гери казанма катышы недир?

PTES тарафындан чыныгытен емиляен йенмененнебилир энергия көпсынын учурдагы жалпы көпйа катышы:

\[ R_{\mathrm{abs}} = \frac{ \sum_{t=1}^{8760} P_{\mathrm{ch}}(t)\Delta t }{ \sum_{t=1}^{8760} P_{\mathrm{sur}}(t)\Delta t } \times 100\% \]

Бу катыш бүйүдүкче систем, кесиклме риски булунан энергиянин дагы чоң бөлүмүнү деполайабилмектедир. Бирок дагы жогорку кайтарып алуу хер заман дагы төмөн нарк маанисин билдирбейт; сейрекен пайда болгон чок жогорку гүч зирвелерини йакаламак үчүн чоң жана жылын чогунда төмөн йүкте калан екипман герекебилир.

Реферанс алты сааттык систем жыл бойунжа кантип чалышмыштыр?

Сүрөт 2(а), жогорку температуралуу температура танкын SOC мааниинин жыл бойунжа 0 менен %100 арасында сык сык кыймыл еттигини көрсөтөт. Систем бирчок кез тамамен долу же тамамен бош чек араа улашмыштыр.

SOC көрсөткүчсиЙыллык натыйжа
Орталама SOC%54,86
SOC’нин %90’ын жогору экени мөөнөтЙылын %29,37’си
SOC’нин %10’ун алтында экени мөөнөтЙылын %20,70’и
SOC’нин %10-%90 аралыгында экени мөөнөтЙылын %49,93’ү

Танкын болжол менен жылын үчте биринде нередейсе долу олмасы, йени йенмененнебилир энергия көпсыны кабул етме мүмкүнчүлүгүни чек аралар. Йаклашык беште биринде нередейсе бош олмасы исе жергиликтүү электр ачыгына дестек верме мүмкүнчүлүгүни кысытлар. Алты сааттык сактоо, сааттык жана күн ичи кайдырма саглайабилсе де дагы узак мөөнөтли булак-йүк уйушмазлыкларына там катары уйум саглайамамактадыр.

Типик жогорку толкунланмалы апта не көрсөтөт?

Сүрөт 3, жылын 646. менен 813. саатлери арасындаки жогорку толкунланмалы бир аптайы көрсөтөт. Шамал жана күнеш өндүрүшүндөгү зирвелер щелочьы саатлерде 400 MW’ын үзерине чыкаркен жергиликтүү йүк менен дыш өткөрүү чегинн пайда болдурдугу кабул егриси болжол менен 50-150 MW аралыгында өзгөрмектедир.

Йенмененнебилир өндүрүшүн кабул чек араыны аштыгы мезгилдерде шарж гүжү йүкселмекте, бирок 149,34 MW номинал чек арала кысытланмактадыр. Жергиликтүү үретим йүкүн алтына дүштүгүнде дешарж чыныгылешмектедир. Шарж жана дешарж гүчлери узак мөөнөт номинал мааниде сабит калмамакта; бирчок саат орта же төмөн гүчлерде изилдейт.

Бу гөрсел, жыллык көрсөткүчүн себеп сабит %66,92 маалыматмле эсепланамайажагыны түздөн-түз көрсөтөт. Йенмененнебилир энергия көпсы, йүк ачыгы жана SOC хер саат өзгөртиги үчүн компресөр жана генишлетижи де мөөнөткли ар түрдүү PLR маанилеринде изилдейт.

Компресөр жана генишлетижи ханги йүклерде чалышмыштыр?

Сүрөт 4(а), компресөр PLR маанилеринин %20 менен %100 арасында йажылдыгыны көрсөтөт. Компресөрде ики белиргин изилдөө грубу бар:

  • Йүксек йенмененнебилир энергия көпсынын емилядиги там йүке йакын мезгилдер,
  • Йаклашык %45-%60 аралыгындаки орта-төмөн йүкте байкоо мезгилдери.

Компресөр, еткин изилдөө мөөнөтсинин гана болжол менен %20’синде там йүке йакын чалышмыштыр.

Генишлетижинин йүк дагылымы дагы төмөн маанилере каймыштыр. Ен жогорку генишлетижи PLR маании болжол менен %67’дир жана еткин изилдөө мөөнөтсинин йарысындан көпсында PLR болжол менен %45’ин алтында калган. Бунун себепи дешарж гүжүнүн хем жергиликтүү йүк ачыгы хем де танкта булунан колдонулушу мүмкүн ысыйла чек араланмасыдыр.

Чеврим көрсөткүчү жыл үчүнде кантип өзгөрмиштир?

Сүрөт 5(а), жыллык еткин изилдөө саатлериндеки COP жана ысы макинеси маалыматми маанилерини көрсөтөт:

  • Шарж COP мааниси чогунлукла 1,22-1,46 аралыгындадыр.
  • Дешарж ысы макинеси маалыматми чогунлукла 0,34-0,43 аралыгындадыр.
  • Изилдөө нокталарынын чогу тасарым маанилери болгон болжол менен 1,461 жана 0,4584’үн алтындадыр.

Сүрөт 5(б), PLR азалдыкча хер ики көрсөткүчнин де дүштүгүнү көрсөтөт. Бул абал, булак-йүк толкунланмасынын гана системин не заман чалышажагыны эмес, чалыштыгы саатлердеки электр-ысы-электр дөнүшүм калитесини де өзгөртирдигини ортайа коймактадыр.

Статик жана жарым-динамикалык маанилендирме арасындаки фарк не чейин чоңтүр?

ГөстергеСтатик тасарым ноктасыЙары динамик жыллык ишканаДегишимин анламы
Йыллык дешарж електриги219,00 GWh94,20 GWhДинамик маани статик божомолин болжол менен %43,01’идир
Гидиш-дөнүш маалыматми%66,92%55,8111,11 йүзде баллы азаюу
LCOS0,1365 АКШ долары/kWh0,2753 АКШ долары/kWh%101,67 өсүш
Электр нарки компоненти0,0374 АКШ долары/kWh0,0448 АКШ долары/kWhДүшен маалыматм себепийле йүкселмиштир

Сүрөт 6’даки нарк компонентлери статик маанилендирмеде болжол менен катары шөйледир:

  • Йатырым нарки: 0,0763 АКШ долары/kWh,
  • Электр нарки: 0,0374 АКШ долары/kWh,
  • Ишлетме жана кам көрүү: 0,0229 АКШ долары/kWh.

Йары динамик маанилендирмеде исе:

  • Йатырым нарки: 0,1773 АКШ долары/kWh,
  • Электр нарки: 0,0448 АКШ долары/kWh,
  • Ишлетме жана кам көрүү: 0,0532 АКШ долары/kWh.

Йатырым жана кам көрүү тутарларынын физиксел катары ики каттан көп бүйүмеси герекмемектедир. Бирим энергия башына дүшен маанилерин йүкселмесинин негизги себепи, сабит нарклерин статик модельдеки 219 GWh йерине гана 94,20 GWh дешарж електригине бөлүнмесидир.

Гүч жана энергия мүмкүнчүлүгү кантип оптимизе едилмиштир?

Ики карар өзгөркени пайдаланылган:

  • Гүч өлчеклеме коэффициентсы λ: 0,2-1,5 аралыгында, 0,1 адымларла,
  • Сактоо мөөнөтси тст: 2-12 саат аралыгында, 1 саат адымларла.

Шарж жана дешарж гүчлери бирликте өлчекленмиштир:

\[ P_{\mathrm{ch/dis,r}}(\lambda) = \lambda P_{\mathrm{ch/dis,base}} \]

Йүксек температуралуу сактоо мүмкүнчүлүгү, номинал дешарж гүжү жана сактоо мөөнөтсинден эсептелген:

\[ E_{\mathrm{HHST,max}} = \frac{ P_{\mathrm{dis,r}}(\lambda)t_{\mathrm{st}} }{ \eta_{\mathrm{he,des}} } \]

Гүч жана энергияйле байланыштуу йатырым нарклери мүмкүнчүлүкйе боюнча 0,8 үслү өлчеклеме илишкисийле өзгөртирилмиштир:

\[ Z_{\mathrm{power}}(\lambda) = Z_{\mathrm{power,base}} \lambda^{\alpha} \]

\[ Z_{\mathrm{energy}}(\lambda,t_{\mathrm{st}}) = Z_{\mathrm{energy,base}} \left( \lambda \frac{t_{\mathrm{st}}}{t_{\mathrm{base}}} \right)^{\alpha} \]

\[ \alpha=0.8 \]

Ен төмөн LCOS ханги түзүлүшландырмада елде едилмиштир?

Сүрөт 7’деки үч өлчөөлу LCOS йүзейи, ен төмөн нарк бөлгесинин жогорку күчтүү жана кыса мөөнөтли түзүлүшдан зийаде төмөн күчтүү жана узак мөөнөтли бөлгеде булундугуну көрсөтөт.

Оптимизе едилмиш көрсөткүчНатыйжа
Гүч өлчеклеме коэффициентсыλ = 0,3
Сактоо мөөнөтси12 саат
Номинал шарж гүжү44,8 MW
Номинал дешарж гүжү30,0 MW
Динамик RTE%64,37
Йенмененнебилир энергия көпсыны гери казанма катышы%21,53
LCOS0,1772 АКШ долары/kWh
Реферанс динамик түзүлүшйа боюнча LCOS азайышы%35,63

Гүч күчүлтүлдүгүнде систем ен жогорку йенмененнебилир энергия көпсы зирвелеринин түмүнү йакалайамаз. Ошондуктан кайтарып алуу катышы реферанс түзүлүшнын %36,84 мааниинден %21,53’е дүшмүштүр. Буна каршылык екипман дагы көп саатте номинал гүжүне йакын чалышмыш, жарым-жүк жезасы азайган жана динамик маалыматм %55,81’ден %64,37’йе йүкселмиштир.

Он ики сааттык сактоо мөөнөтси исе төмөн күчтүү түзүлүшнын дагы узак заман аралыкларындаки энергия уйумсуузлугуну денгелемесини сагламыштыр. Бөйлеже дагы чакан гүч екипманларынын колдонуу катышы йүкселиркен йетерли термалдык энергия мүмкүнчүлүгү корунмуштур.

Ен көп йенмененнебилир энергия көпсыны йакаламак себеп ен экономикалык амач эмес?

Сүрөт 9’даки Парето чек араы, LCOS менен йенмененнебилир энергия көпсыны гери казанма катышы арасында догрусал олмайан бир чатышма экенин көрсөтөт. Ен төмөн нарк ноктасындан кийин мүмкүнчүлүк бир миктар артырылдыгында кайтарып алуу катышы чектелген нарк өсүшыйла йүкселтмененбилир.

Бунунла бирликте кайтарып алуу катышы дагы жогорку маанилере зорландыгында, жылда гана биркач кез пайда болабмененжек чоң гүч зирвелерини йакаламак үчүн жогорку номинал гүже ихтийач дуйулур. Бул жогорку гүч жылын чоң бөлүмүнде кулланылмаз же төмөн PLR’де чалышыр. Натыйжата:

  • Капкислотае колдонуу катышы дүшер,
  • Кысми йүк кайыплары артар,
  • Сабит йатырымын бирим энергияйе дүшен пайы бүйүр,
  • LCOS хызла йүкселир.

Изилдөө ошондуктан сактоо өлчөөландырмасында гана кесиклен энергиянин тамамыны йакалама максатинин кулланылмамасы геректигини жактайт.

Кысми йүк жеза коэффициентсы өзгөртигинде натыйжалар кантип еткмененнмиштир?

ζРеферанс динамик RTEРеферанс LCOSОптимум λОптимум мөөнөтОптимум RTEОптимум LCOS
0,1%62,190,2561 АКШ долары/kWh0,312 саат%65,300,1757 АКШ долары/kWh
0,3%55,810,2753 АКШ долары/kWh0,312 саат%64,370,1772 АКШ долары/kWh
0,5%49,830,2965 АКШ долары/kWh0,312 саат%63,680,1782 АКШ долары/kWh

Гүчлү жарым-жүк кайбы реферанс системин иштешин белиргин бичимде көтүлештирмиштир. Буга карабастан оптимум гүч өлчеги жана сактоо мөөнөтси үч ζ мааниинде де өзгөрмемиштир. Бул натыйжа, төмөн күчтүү жана узак мөөнөтли сактоойа йөнелимин гана сечмененн ζ = 0,3 мааниине баглы олмадыгыны көрсөтөт.

Бирок бул дуйарлылык талдоои үретижи карталарынын йерини тутмаз. Йалнызжа сечмененн эмпирикалык фонксийон үчүнде сонужун не өлчүде туруктуу экенин көрсөтөт.

Шамал жана күнеш курамды оптимум системи кантип өзгөртирмиштир?

Изилдөөчүлөр айны жалпы 600 MW курулу гүч алтында үч үретим түзүлүшсыны каршылаштырмыштыр:

  • 300 MW шамал + 300 MW күнеш,
  • 600 MW ешмаани фотоволтаик,
  • 600 MW ешмаани шамал.

Саф күнеш жана саф шамал профиллери, хибрит сенарйодаки илгили үретим дизисинин курулу гүже боюнча өлчекленмесийле елде едилмиштир. Бунлар ар түрдүү сахалардан алынмыш көз карандысыз өлчөө дизмененри эмес.

Үретим түзүлүшсыОптимум λСактоо мөөнөтсиLCOSФазла энергия кайтарып алууыДинамик RTE
Шамал-күнеш хибрит0,312 саат0,1772 АКШ долары/kWh%21,53%64,37
Саф фотоволтаик0,79 саат0,1257 АКШ долары/kWh%42,14%64,90
Саф шамал0,312 саат0,2684 АКШ долары/kWh%11,93%63,50

Саф фотоволтаик сенарйосуу ен төмөн LCOS’у вермиштир. Сүрөт 11’де бул сенарйонун шарж PLR дагылымы %90-%100 бөлгесинде йогунлашмактадыр. Күн энергияси көпсы, жогорку ышыным булунан күндүз саатлеринде дагы йогун гүч пакетлери пайда болдурдугу үчүн PTES дагы сык номинал шарж гүжүне йакын чалышабилмектедир.

Шамал жана хибрит сенарйоларда гүч көпсы дагы узак төмөн йүк куйрукларына сахиптир. Өзелликле саф шамал сенарйосуунда колдонулушу мүмкүн көп энергия дагы дүзенсиз жана төмөн йогунлуклу экениндан еткили изилдөө мөөнөтси жана мүмкүнчүлүк колдонулушу азайган, LCOS йүкселмиштир.

Сенарйолар арасындаки динамик RTE фаркы боюнчаже чакантүр. Бүйүк экономикалык фарк есас катары циклин өз негизги дөнүшүм маалыматминден эмес, йенмененнебилир энергия көпсынын убакыт ичинде не чейин йогун жана номинал гүже не чейин йакын пайда болдугундан булакланмактадыр.

Сүрөтлерин илимий месажы недир?

  • Сүрөт 1: Шамал жана күнеш електригинин CO₂ Brayton циклийле температура жана согук сактоойа өткөрүлүшүны, дагы кийин кайра электр үретилмесини көрсөтөт.
  • Сүрөт 2: Алты сааттык реферанс танкын жыл бойунжа сык сык там долу жана там бош чек аралара улаштыгыны ортайа коймактадыр.
  • Сүрөт 3: Йүксек толкунланмалы аптада шарж жана дешарж гүжүнүн йенмененнебилир үретим, йүк жана SOC менен мөөнөткли өзгөртигини көрсөтөт.
  • Сүрөт 4: Компресөр жана кеңейткичтин жыллык изилдөө мөөнөтлеринин чоң бөлүмүнде тасарым ноктасындан узакта экенин көрсөтөт.
  • Сүрөт 5: PLR азалдыкча COP жана ысы макинеси маалыматминин дүштүгүнү жана жыллык көрсөткүчүн сачылмыш бир дагылым пайда болдурдугуну көрсөтөт.
  • Сүрөт 6: Статик модельин йатырым жана кам көрүү нарклерини дагы жогорку жыллык дешарж энергиясине йайарак LCOS’у төмөн гөстердигини түшүндүрмөктадыр.
  • Сүрөт 7: Ен төмөн LCOS’ун төмөн гүч жана узак сактоо мөөнөтси бөлгесинде булундугуну көрсөтөт.
  • Сүрөт 8: Гүч күчүлдүкче екипманын дагы жогорку PLR’де чалышабилдигини жана динамик RTE’нин йүкселдигини көрсөтөт.
  • Сүрөт 9: Дүшүк нарк менен жогорку йенмененнебилир энергия кайтарып алууы арасындаки Парето чатышмасыны көрсөтөт.
  • Сүрөт 10: Хибрит, саф күнеш жана саф шамал үретим түзүмдөрүнын оптимум гүч, мөөнөт, LCOS жана кайтарып алуу катышларыны салыштырууктадыр.
  • Сүрөт 11: Фотоволтаик сенарйода шарж гүжүнүн жогорку PLR бөлгесинде дагы көп йогунлаштыгыны көрсөтөт.

Изилдөөнүн дестекледиги натыйжалар нелердир?

  • Бу модельде тасарым ноктасы маалыматми, жыллык чыныгычи ишкана маалыматмини өнемли өлчүде жогорку көрсөтөт.
  • SOC чек аралары жана булак-йүк заман уйумсуузлугу, номинал сактоо мүмкүнчүлүгүнин жыл бойунжа там катары колдонулушуны енгеллемектедир.
  • Компресөр жана кеңейткичтин төмөн PLR’де узак мөөнөт изилдөөсы цикл маалыматмини азалтмактадыр.
  • Реферанс алты сааттык, 100 MW системин жыллык дешаржы статик божомолин болжол менен %43’үнде калган.
  • Номинал гүжү азалтып сактоо мөөнөтсини узатмак екипман колдонулушуны жана динамик RTE’йи артырарак LCOS’у дүшүребилмектедир.
  • Йенмененнебилир энергиянин жыллык жалпы миктары кадар, көпнын сааттык гүч дагылымы да оптимум сактоо мүмкүнчүлүгүни белирлемектедир.
  • Каралган сенарйоларда саф фотоволтаик үретим, дагы йогун жогорку күчтүү шарж мезгилдери себепийле ен төмөн LCOS’у вермиштир.

Изилдөө нейи далилдебейт?

  • 100 MW масштабдагы ерийик тузлу CO₂-PTES тесисинин чыныгы сахада курулуп чалыштырылдыгыны көрсөтпөйт.
  • 0,1772 АКШ долары/kWh мааниинин тижари теклиф же гаранти едилмиш чыныгы тесис нарки экенин көрсөтпөйт.
  • Компресөр жана генишлетижи иштешин үретижи тест карталарыйла текшерүүмактадыр.
  • Башлатма-дурдурма кайыплары, убактылуу температура чыңалуулери же контрол системи кечигүүлерини модельлемемектедир.
  • Шамал, күнеш жана йүк профиллерини чыныгы бир микрошебекеде өлчүлмүш ешзаманлы сайач маалыматлерийле текшерүүмактадыр.
  • Электр пимыйзамсы фийатларынын сааттык өзгөримини же гелир оптимизасйонуну инжелемемектедир.
  • Дыш акажыл чарба каналындаки фийат, зорунлу ихражат програмы же шебеке хизмети гелирлерини модельлемемектедир.
  • Түм йенмененнебилир энергия көпсынын гери казанылмасынын текник же экономикалык жактан ен ийи максат экенин көрсөтпөйт.
  • Саф күнеш сенарйосуунун бүтүн жографйаларда саф шамалдан дагы экономикалык олажагыны далилдебейт.

Изилдөөнүн күчтүү жактари нелердир?

Изилдөөнүн негизги күчтүү йөнү, термодинамик цикл модельи менен кроноложик микрошебеке ишканасини айны алкакде бирлештирмесидир. Модел, гана жыллык энергия жалпыларына бакмамакта; 8.760 саатин сырасыны коруйарак танкын толуу абалын бир сааттен дигерине актармактадыр.

Компресөр жана генишлетижи жарым-жүк жоготууларынн мурда екипман маалыматмине, ардындан бүтүн циклин COP жана ысы макинеси маалыматмине өткөрүлүшү, сабит маалыматмли бир сактоо кутусуу йаклашымындан дагы айрынтылыдыр.

Статик жана жарым-динамикалык LCOS’ун айны систем үчүн өз-өзүнчө эсепланмасы, тасарым ноктасы йаклашымынын пайда болдурабмененжеги экономикалык сапмайы гөрүнүр хâле гетирмектедир. Гүч жана сактоо мөөнөтсинин ики өлчөөлу таранмасы жана Парето чек араынын чыкарылмасы да бир гана кейфî мүмкүнчүлүк өнериси йерине нарк-казаным чатышмасыны көрсөтөт.

Темел чектелгенлыклар нелердир?

  • Изилдөө укукем маанилендирмесинден кечмемиш бир препринттир.
  • Шамал жана күнеш үретимлери метеороложик кайра талдооден модельленмиш, жергиликтүү йүк сентэтикалык катары түзүлгөн.
  • Кысми йүк жеза функциясы эмпирикалыктир жана чыныгы үретижи картасына дайанмамактадыр.
  • Моделин заман чөзүнүрлүгү бир сааттир; кыса мөөнөтли динамиклер изленмемектедир.
  • Башлатма, дурдурма жана мод өзгөрими кайыплары ачыкча эсепланмамыштыр.
  • Йалнызжа жогорку температуралуу температура танк SOC көрсөткүчси катары изленмиш; дигер танкларын айрынтылы долулук жана температура дагылымлары рапорланмамыштыр.
  • Сактоо танкы үчүн ешмаани сабит сааттык ысы кайбы пайдаланылган.
  • Бору жана танк басынч кайыплары негизги термодинамик модельде ихмал едилмиштир.
  • Танк акышканларынын тамамен хоможен экени кабул едилмиштир.
  • Электр фийаты бүтүн мезгилдерде 0,025 АКШ долары/kWh кабул едилмиш; сааттык пимыйзам фийатлары инжеленмемиштир.
  • Йатырым нарклеринде бир гана 0,8 өлчеклеме үссү хем гүч хем энергия екипманларына колдонулган.
  • Малийет белирсизлиги, кур өзгөрими, каржылоо түзүлүшсы жана екипман өгренме егриси үчүн оласылыксал талдоо жасалган эмес.
  • Саф күнеш жана саф шамал сенарйолары көз карандысыз метеороложик маалымат күмелери эмес, учурдагы профиллерин ешмаани өлчекленмиш бичимлеридир.
  • REFPROP сүрүмү метинде 9.0 жана 9.1 катары ики ар түрдүү бичимде белгиленген.
  • Экспериментсел же тижари бир PTES тесисинин жыллык ишкана маалыматсийле дыш текшерүү жасалган эмес.

Гечмиш, букүн жана келечек жагынан изилдөө не ифаде етмектедир?

PTES изилдөөлөрынын өнемли бир бөлүмү кечмиште ен жогорку термодинамик маалыматме улашажак басынч катышы, акышкан, температура жана ысы өзгөртирижи тасарымына одакланмыштыр. Бул йаклашым циклин физиксел потансийелини анламак үчүн гереклидир; бирок йенмененнебилир энергияйле бирликте кызматкер чыныгы бир системин жыл бойунжа не чейин кулланылажагыны жалгыз өзү гөстермез.

Бул изилдөө, сактоо системинин мааниини гана “ен ийи цикл маалыматми” аркылуу эмес, сааттык булак-йүк ешлешмеси, SOC, екипман йүкү жана жыллык нарк аркылуу еле алмактадыр. Ен өнемли месаж, дагы чоң гүжүн же дагы жогорку йенмененнебилир энергия йакалама катышынын автоматтык катары дагы ийи экономикалык көрсөткүч анламына гелмемесидир.

Гележекте чыныгы компресөр жана генишлетижи көрсөткүч карталары, экспериментсел танк ысы кайыплары, дагы кыса заман адымлары, башлатма-дурдурма мөөнөтчлери жана чыныгы тесис йүк маалыматлери моделье екленебилир. Саатлик электр фийатлары, мүмкүнчүлүк төлөмдөрү жана шебеке кызматтари де дâхил едилдигинде PTES’ин гана энергия тактисини азалтан эмес, ар түрдүү пимыйзам кызматтари суунан бир актив катары маании инжеленебилир.

Изилдөөнүн Ыкмаи жана Жыйынтыктары

Текник ыкма өзети

Ыкма унсууруИзилдөөдө колдонулган йаклашым
Изилдөө түрүТермодинамик модельлеме, сааттык жарым-динамикалык жөнөтүү жана текно-экономикалык мүмкүнчүлүк оптимизасйону
Симүласйон мөөнөтси8.760 саат
Заман адымы1 саат
Йенмененнебилир курулу гүч300 MW шамал + 300 MW фотоволтаик
Метеороложик булакMERRA-2 кайра талдоо маалыматлери
Жергиликтүү йүк70 MW пик жүктүү сентэтикалык ендүстрийел профил, %3 кокус бузулуу
Дыш шебеке акажыл чарба мүмкүнчүлүгү80 MW
Реферанс PTES100 MW дешарж гүжү жана 6 саат сактоо
Изилдөө акышканыCO₂
Сыжак сактооДөрт компонентли ерийик туз
Согук сактооЕтмененн гликол эритмеси
SOC излеме ноктасыЙүксек температуралуу температура сактоо танкы
Башлангыч SOC0,10
SOC чек араы0-1
Саатлик ысы кайбы коэффициентсы5 × 10−4 саат−1
Минимум PLR0,20
Ана PLR бузулуу коэффициентсыζ = 0,3
Дуйарлылык маанилериζ = 0,1 жана ζ = 0,5
Гүч өлчеги аралыгы0,2-1,5; адым 0,1
Сактоо мөөнөтси аралыгы2-12 саат; адым 1 саат
Малийет өлчеклеме үссү0,8
Тек амачлы оптимизасйонLCOS’ун ен аза индирилмеси
Чок амачлы оптимизасйонLCOS’ун азалтылмасы жана көп энергия кайтарып алууынын артырылмасы

Реферанс системин жыллык ишкана көрсөткүчтөри

ГөстергеНатыйжа
Орталама SOC%54,86
SOC &гт; %90 мөөнөт катышы%29,37
SOC &лт; %10 мөөнөт катышы%20,70
Компресөрүн там йүке йакын изилдөө пайыЕткин мөөнөтнин болжол менен %20’си
Ен жогорку генишлетижи PLRЙаклашык %67
Генишлетижинин PLR &лт; болжол менен %45 изилдөө пайыЕткин мөөнөтнин %50’синден көп
Йыллык COP дагылымыЙаклашык 1,22-1,46
Йыллык ысы макинеси маалыматми дагылымыЙаклашык 0,34-0,43
Фазла энергия кайтарып алуу катышы%36,84

Статик жана динамик экономикалык салыштыруу

ГөстергеСтатик маанилендирмеЙары динамик маанилендирме
Йыллык дешарж електриги219,00 GWh94,20 GWh
RTE%66,92%55,81
Йатырым нарки компоненти0,0763 АКШ долары/kWh0,1773 АКШ долары/kWh
Электр нарки компоненти0,0374 АКШ долары/kWh0,0448 АКШ долары/kWh
Ишлетме-кам көрүү компоненти0,0229 АКШ долары/kWh0,0532 АКШ долары/kWh
Топлам LCOS0,1365 АКШ долары/kWh0,2753 АКШ долары/kWh
LCOS өзгөримиРеферанс+%101,67

Оптимизасйонун ана сонужу

ЙапыландырмаГүч өлчегиСүреДинамик RTEГери казанымLCOS
Реферанс хибрит систем1,06 саат%55,81%36,840,2753 АКШ долары/kWh
Оптимум хибрит систем0,312 саат%64,37%21,530,1772 АКШ долары/kWh

Оптимум систем дагы аз йенмененнебилир энергия көпсыны еммесине рагмен дагы жогорку мүмкүнчүлүк колдонулушуна, дагы жогорку PLR’йе жана дагы төмөн бирим энергия наркине улашмыштыр. Изилдөөнүн негизги оптимизасйон сонужу, “en fazla энергияyi yakalayan” системле “en düşük maliyetli” системин айны олмайабмененжегидир.

Булак жана Ыкма Ноту

Изилдөөнүн там оригиналдуу ады: Quasi-dynamic тежхно-ежономиж оптимизатион оф Brayton-cycle пумпед тхермал ележтрижитй стораге фор wинд-солар мижрогридс жонсидеринг парт-лоад перформанже деградатион

Йазарлар жана сыралары: Ди Qи; Йутинг Wу; Xу Фенг; Йанжун Ду; Жанжан Зханг

Еш биринчи йазар же тең салым: PDF’де тең биринчи авторлык же тең салым бейаны жок.

Илетишим йазары: Xу Фенг. PDF’де ады жылдыз ишаретийле гөстерилмиш, SSRN расмий кайдында “Contact Author” катары белгиленген.

Илетишим йазары е-постасы: Йүкленен PDF’де гөрүнүр бир е-поста дареги йер алмамактадыр.

Мекемесал байланышлар:

  1. Беижинг Кей Лабораторй оф Хеат Трансфер анд Енергй Жонверсион, Натионал User-Side Енергй Стораге Ынноватион Ресеаржх анд Девелопмент Жентер, Беижинг Университй оф Тежхнологй, Беижинг 100124, Жхина
  2. Кей Лабораторй фор Тхермал Сжиенже анд Поwер Енгинееринг оф Министрй оф Едужатион, Департмент оф Енергй анд Поwер Енгинееринг, Тсингхуа Университй, Беижинг 100084, Жхина

DOI: 10.2139/ссрн.6946540

Йайын платформу: SSRN

Ресмî байланыш:https://ssrn.com/abstract=6946540

Дерги же конферанс: Бул сүрүм үчүн укукемли бир дерги же конферанс йайыны догруланамамыштыр.

Өзкүн укукемли йайыневи: Укукемли дерги йайыневи билимси жок. Изилдөө SSRN аркылуу препринт катары дагытылмактадыр.

Йайын жылы: 2026

Кесин SSRN йүклеме тарихи: Еришмененбмененн расмий жазуу билимлеринден так йүклеме тарихи догруланамамыштыр.

Булак түрү: Термодинамик модель, сааттык кроноложик ишкана симүласйону, текно-экономикалык маанилендирме жана мүмкүнчүлүк оптимизасйону камтыган препринт изилдөө макаласи

Укукемлик абалы: Изилдөө укукем маанилендирмесинден кечмемиштир.

Йазар каткылары: Йүкленен PDF’де айрынтылы CRediT же йазар каткысы бейаны жок.

Финансман: Фронтиер Тежхнологиес Р&амп;Д Програм оф Жиангсуу, проже нумарасы BF2025054.

Чыкар чатышмасы: Йүкленен сүрүмде айры бир кызыкчылыктардын кагылышы бейаны теспит едилмемиштир.

Вери еришими: Изилдөөдө сааттык шамал жана фотоволтаик профиллеринин MERRA-2 негиздүү ыкмалерле пайда болдурулдугу белгиленген. Кулланылан там заман сермененри жана симүласйон коду йүкленен PDF үчүнде пайлашылмамыштыр.

Бу Түркче макала, йүкленен PDF’нин тамамындаки метин, математиксел денклемлер, таблолар, шарж-дешарж схемалары, SOC графиклери, PLR дагылымлары, LCOS салыштыруусы, мүмкүнчүлүк йүзейлери, Парето талдоои жана үретим сенарйолары инжеленерек хазырланмыштыр. PDF дышында йени бир термодинамик көрсөткүч, нарк, чыныгы тесис башарысы же йенмененнебилир энергия кайтарып алуу иддиасы екленмемиштир.

Изилдөөнүн негизги чектелгенлыклары; укукем маанилендирмесинин булунмамасы, сааттык жарым-динамикалык модельин кыса мөөнөтли убактылуу режимлери капсамамасы, шамал-күнеш өндүрүшүнин кайра талдоо маалыматлеринден жана йүкүн сентэтикалык профилден үретилмеси, жарым-жүк жоготууларынн үретижи картасы йерине эмпирикалык фонксийонла модельленмеси, чыныгы PTES тесис маалыматлерийле дыш текшерүүнын түзүлүшлмамасы жана экономикалык белгисиздиклерин оласылыксал катары инжеленмемесидир.

PDF’де ысы өзгөртирижи өзеллик эсеплары үчүн REFPROP 9.0, генел модель түшүндүрмөсында REFPROP 9.1 сүрүмү белгиленген. Айрыжа дешарж маалыматми уйум теңдемеси PLR = 1 үчүн болжол менен %45,66 маалыматркен тасарым таблосуу %45,84 мааниини вермектедир. Бул чакан сүрүм жана уйум фарклары натыйжаларын йорумунда көз өнүнде булундурулмалыдыр.

0,1772 АКШ долары/kWh оптимум LCOS маании, белиртмененн метеороложик профил, сентэтикалык йүк, 80 MW акажыл чарба чек араы, 0,025 АКШ долары/kWh электр нарки, %10 исконто катышы, %3 жыллык кам көрүү нарки, 30 жыллык өмүр жана дигер модель кабуллери алтында эсептелген. Чыныгы бир тижари тесис үчүн гаранти едилмиш нарк катары йорумланмамалыдыр.

Бул изилдөө укукем маанилендирмесинден кечмемиш бир препринттир; натыйжалары бул чектелгенлык көңүл бурууе алынарак окунмалыдыр.


Бөлүшүү:

Пикирлер текшерилгенден кийин жарыяланат.Пикириңиз жактыруу процессине жөнөтүлүп, ылайыктуу деп табылганда көрүнөт.

Пикир калтырыңыз

E-mail дарегиңиз жарыяланбайт. Милдеттүү талаалар * менен белгиленген

Бул сайтта кукилерге уруксат берүү тажрыйбаңызды жакшыртат. Куки саясаты