Таҳқиқот натиҷаҳои ифода кардани таъсири мутақобилаи байни обанбор ва панелҳои офтобиро дар системаҳои якҷояи фотоэлектрикии шинокунанда ва истеҳсоли гидроэнергия на бо коэффисиентҳои собит, балки бо моделҳои физикии динамикӣ, ки ба шароити метеорологии соатбайъ вобастаанд, меомӯзад. Модели нави динамикии M3 зер-модели гидроэнергетикиро, ки бухоршавиро аз сатҳҳои оби кушода ва бо FPV пӯшида мувофиқи ҷузъҳои радиатсия ҳисоб мекунад, бо зер-модели FPV, ки ҳарорати ҳуҷайраро таҳти таъсири хунуккунии обанбор ҳисоб мекунад, муттаҳид намудааст. Барои системаи гидроэнергетикии Waitaki дар Зеландияи Нав бо конфигуратсияи 105 MW гидроэнергия + 105 MWp FPV, дар симулятсияи 8.760 соата M3 истеҳсоли солонаи FPV-ро 158.707 MWh, сарфаи солонаи обро 659.250 m³ ва истеҳсоли иловагии гидроэнергия аз ҳисоби FPV-ро 39 MWh ҳисоб кардааст. Аммо азбаски дар обанбори Waitaki иншооти мавҷудаи FPV вуҷуд надорад, ин кор натиҷаи истифодабарие нест, ки мустақиман бо ченкуниҳои саҳроии FPV тасдиқ шуда бошад.
Фарқи равшантарини модели динамикӣ дар ҷониби фотоэлектрикӣ дида шудааст. Дар модели M1, ки таъсири мутақобилаи об–панелро комилан нодида мегирад, ҳарорати миёнаи рӯзонаи ҳуҷайра 36,73 °C ва истеҳсоли солонаи FPV 148.107 MWh буд, дар ҳоле ки дар модели M3 ҳарорати миёнаи ҳуҷайра то 22,18 °C паст шуда, истеҳсол то 158.707 MWh афзудааст. Ин нисбат ба M1 ба афзоиши %7,2 дар истеҳсоли солонаи FPV мувофиқ меояд. Муҳаққиқон ин натиҷаро ҳамчун “фоидаи собити %7,2 аз хунуккунӣ” таъриф намекунанд; паёми асосии модел ин аст, ки таъсири хунуккунӣ вобаста ба соати рӯз, фасл, шуоъдиҳӣ, шамол ва муҳити гармӣ пайваста тағйир меёбад.
Дар ҷониби бухоршавӣ низ ҳолати монанд ба вуҷуд омадааст. Модели M2 бо коэффисиенти собит қабул мекунад, ки оби зери FPV нисбат ба оби кушода ҳамеша бо сатҳи %60 бухор мешавад \((\varepsilon=0,6)\), дар ҳоле ки модели динамикии M3 ин таносубро аз радиатсияи мустақим ва парокандаи офтобӣ ва шароити метеорологӣ ба таври соатбайъ ҳисоб кардааст. Дар натиҷа, M2 сарфаи солонаи 317.190 m³ обро пешбинӣ карда бошад, арзиши M3 659.250 m³ буд. Бо вуҷуди ин, аз сабаби сатҳи васеи обанбори Waitaki, ки тақрибан 5,647 km² аст, таъсири оби ҳифзшуда ба напори соф хурд монда, афзоиши солонаи истеҳсоли гидроэнергия ҳамагӣ 39 MWh буд.
Аз нуқтаи назари Туркия, таҳқиқот як намунаи методологӣ пешниҳод мекунад, ки нишон медиҳад ҳангоми арзёбии гибридҳои энергияи офтобии шинокунанда–гидроэнергетикӣ дар кӯлҳои сарбандӣ танҳо истифода бурдани “фоидаи хунуккунӣ” ё “таносуби коҳиши бухоршавӣ”-и собит метавонад нокифоя бошад. Аммо афзоиши %7,2 истеҳсоли FPV ё сарфаи 659.250 m³/сол об, ки барои Waitaki ҳисоб шудааст, наметавонад мустақиман ба ягон обанбори Туркия татбиқ карда шавад. Шуоъгирии маҳаллӣ, ҳарорати ҳаво ва об, шамол, намии нисбӣ, геометрияи обанбор, идоракунии сатҳи об, таносуби пӯшиши панел, напори гидроэнергетикӣ ва тарҳи PV бояд аз нав моделсозӣ шаванд.
Саволи асосии таҳқиқот чист?
Системаҳои FPV, ки дар болои обанборҳои гидроэнергетикӣ насб мешаванд, ду технологияи энергетикиро дар як муҳити физикӣ муттаҳид мекунанд. Системаи фотоэлектрикӣ рӯзона нерӯи барқ истеҳсол мекунад, дар ҳоле ки иншооти гидроэнергетикӣ бо истифода аз оби захирашуда истеҳсоли барқи идорашавандаро таъмин менамояд. Аммо ин ду система танҳо аз ҷиҳати барқӣ паҳлӯи ҳам нестанд; байни обанбор ва панелҳо таъсири мутақобилаи физикии дуҷониба вуҷуд дорад.
Дар таҳқиқот ду таъсири мутақобилаи асосӣ муайян карда мешавад:
- Таъсир аз панел ба об: Панелҳои FPV як қисми шуоъдиҳии мустақими кӯтоҳмавҷи офтобиро пеш аз расидан ба сатҳи об мебанданд ва бухоршавиро кам мекунанд.
- Таъсир аз об ба панел: Микроиқлими хунуктари болои обанбор ҳарорати ҳуҷайраи FPV-ро паст карда, ба самаранокии табдили барқ таъсир мерасонад.
Ба гуфтаи муҳаққиқон, қисми муҳими равишҳои қаблии моделсозӣ ин ду механизмро ё комилан нодида мегиранд, ё онҳоро ба коэффисиентҳои эмпирикии собит коҳиш медиҳанд. Ин таҳқиқот бошад, ҳадаф дорад ҳар ду таъсири мутақобиларо бо зер-моделҳои физикие ифода кунад, ки мувофиқи шароити муҳити соатбайъ тағйир меёбанд.
Чаро се модел муқоиса шуданд?
Дар таҳқиқот дар шароити якхелаи маълумоти метеорологӣ, системаи гидроэнергетикӣ ва тарҳи FPV се модели гуногун истифода шудаанд. Бо ин роҳ ҳадаф ин буд, ки тағйироти натиҷаҳо танҳо аз тарзи ифода шудани таъсири мутақобилаи об–энергия сар зананд.
| Модел | Ҷониби гидроэнергетикӣ | Ҷониби FPV |
|---|---|---|
| M1 – Асосӣ | Сарфаи бухоршавӣ нест | Хунуккунии обанбор нест |
| M2 – Статикӣ | Таносуби собити бухоршавӣ зери FPV | Фоидаи собити хунуккунӣ/самаранокӣ |
| M3 – Динамикӣ | Бухоршавии динамикӣ мувофиқи ҷузъҳои радиатсия | Хунуккунии вобаста ба вақти обанбор |
M1 модели асосии муқоисавӣ мебошад, ки дар он ду система аз ҷиҳати термодинамикӣ аз ҳам мустақиланд. M2 таъсири мутақобилаи об–энергияро эътироф мекунад, аммо онҳоро ба коэффисиентҳои собит меорад. M3 бошад модели физикӣ ва тағйирёбанда бо вақт аст, ки таҳқиқот пешниҳод мекунад.
Зер-модели гидроэнергетикӣ чӣ гуна кор мекунад?
Зер-модели гидроэнергетикӣ ҳисоб мекунад, ки пӯшиши FPV бухоршавиро чӣ қадар кам мекунад, ин дар обанбор чӣ қадар обро нигоҳ медорад ва оби ҳифзшуда тавассути напори софи самаранок ба истеҳсоли гидроэнергия чӣ гуна таъсир мерасонад.
Бухоршавии умумии обанбор ҷамъбасти вазндори масоҳати сатҳҳои оби кушода ва бо FPV пӯшида мебошад:
\[ E_{total}=(1-f_c)E_{open}+f_cE_{covered} \]
Дар ин ҷо \(f_c\) таносуби сатҳи обанборест, ки бо панелҳои FPV пӯшида шудааст:
\[ f_c=\frac{N_{modules}A_{module}}{A_r} \]
\(E_{open}\) суръати бухоршавӣ аз сатҳи оби кушода ва \(E_{covered}\) суръати бухоршавӣ аз сатҳи оби зери панелҳои FPV-ро ифода мекунад.
Панелҳо дар модел бухоршавиро чӣ гуна кам мекунанд?
Дар таҳқиқот қабул карда мешавад, ки ба сатҳи оби кушода ҳам радиатсияи мустақим ва ҳам радиатсияи парокандаи кӯтоҳмавҷ мерасад, дар ҳоле ки дар минтақаи бо FPV пӯшида радиатсияи мустақим аз ҷониби панелҳо баста шуда, радиатсияи пароканда ба сатҳи об расиданро идома медиҳад.
Бухоршавии ҳар ду сатҳ бо муодилаи тағйирёфтаи Penman ҳисоб мешавад, ки онҳоро мувофиқи радиатсияи соф алоҳида арзёбӣ мекунад:
\[ E_{PEN}= \frac{ \Delta(0.0036R_n-\delta U)+ \gamma\lambda[f(u)]_d(e_s-e_a) }{ \lambda(\Delta+\gamma) } \]
Муодила тағйирёбандаҳоеро чун радиатсияи соф \(R_n\), тағйири захираи гармӣ дар массаи об \(\delta U\), фарқи фишори буғи сершуда ва воқеӣ, функсияи шамол, доимии психрометрӣ ва гармии ниҳонии бухоршавӣ якҷоя истифода мебарад.
Ҳаҷми оби дар як соат дар зери FPV ҳифзшуда:
\[ V_{saved} = A_r f_c \frac{E_{open}-E_{covered}}{1000} \]
ҳисоб карда мешавад.
Оби ҳифзшуда ба истеҳсоли гидроэнергия чӣ гуна пайваст мешавад?
Модел оби аз бухоршавӣ ҳифзшударо ба афзоиши вобаста ба FPV дар напори софи самараноки обанбор мепайвандад:
\[ H_{FPV} = H_0+H_{saved} = H_0+\frac{V_{saved}}{A_r} \]
Сипас қувваи гидроэнергетикӣ:
\[ P_{hydro,m} = \rho gQ_{turbine}H_{FPV}\eta_{turbine} \]
ҳисоб карда мешавад. Дар ин ҷо \(\rho\) зичии об, \(g\) шитоби ҷозиба, \(Q_{turbine}\) сарфи турбина ва \(\eta_{turbine}\) самаранокии турбинаи Francis мебошад, ки ба сарфи нисбӣ вобаста аст.
Зер-модели FPV кадом амалиётҳоро иҷро мекунад?
Зер-модели FPV аз се марҳилаи асосӣ иборат аст:
- Табдил додани шуоъдиҳии офтобӣ ба ҳамвории панел,
- ҳисоб кардани ҳарорати ҳуҷайра зери хунуккунии обанбор,
- ҳисоб кардани истеҳсоли барқи DC/AC тавассути модели якдиодӣ ва инвертор.
Шуоъдиҳии умумии самаранок дар ҳамвории панел:
\[ G_{eff}=G_{beam}+G_{diffuse} \]
муайян карда шудааст. Ҷузъи мустақим:
\[ G_{beam}=DNI\cos(AOI_{rad}) \]
ва ҷузъи пароканда бо дарбаргирии инъикоси осмон ва сатҳи об:
\[ G_{diffuse} = DHI\frac{1+\cos(\theta_T)}{2} + GHI\alpha_a\frac{1-\cos(\theta_T)}{2} \]
ҳисоб карда мешавад.
Хунуккунии обанбор чӣ гуна ба ҳарорати ҳуҷайра ворид мешавад?
Дар M3 ҳарорати ҳуҷайра на бо истифодаи фоидаи собити самаранокӣ, балки бо ҳарорати ҳавое, ки аз муҳити об таъсир гирифтааст, шуоъдиҳӣ ва шамол ҳисоб карда мешавад:
\[ T_{c,FPV} = T_{w,air} + \frac{ \alpha G_{eff}(1-\eta_m) }{ U_{c,FPV}+U_{v,FPV}v_{wind} } \]
Дар ин ҷо \(T_{w,air}\) ҳарорати ҳавоест, ки аз сатҳи об таъсир гирифтааст. \(U_{c,FPV}\) ва \(U_{v,FPV}\) мутаносибан коэффисиентҳои талафи гармии аз шамол мустақил ва ба шамол вобаста мебошанд.
Параметрҳои интиқоли гармии FPV, ки дар таҳқиқот истифода шудаанд:
| Параметр | Арзиш |
|---|---|
| \(U_{c,FPV}\) | 35,22 W·m⁻²·°C⁻¹ |
| \(U_{v,FPV}\) | 1,5 W·m⁻²·°C⁻¹·(m·s⁻¹)⁻¹ |
| Меъёри заминӣ \(U_{c,ground}\) | 20 W·m⁻²·°C⁻¹ |
| Меъёри заминӣ \(U_{v,ground}\) | 0 W·m⁻²·°C⁻¹·(m·s⁻¹)⁻¹ |
Истеҳсоли барқи фотоэлектрикӣ чӣ гуна ҳисоб карда мешавад?
Таҳқиқот модули PV-ро бо схемаи эквивалентии якдиодӣ ифода мекунад:
\[ I = I_L - I_0 \left[ \exp\left( \frac{q(V+IR_s)} {nkT_{cell,K}} \right)-1 \right] - \frac{V+IR_s}{R_{sh}} \]
Бо алгоритми пайгирии нуқтаи максималии қувва \(V_{mp}\) ва \(I_{mp}\) муайян шуда, қувваи умумии DC:
\[ P_{DC}=N_{modules}V_{mp}I_{mp} \]
ҳисоб шуда, сипас бо функсияи кори инвертор ба қувваи AC табдил дода шудааст.
Дар модели статикии M2 кадом фарзияҳо мавҷуданд?
M2 бухоршавии зери FPV-ро:
\[ E_{covered}=E_{open}\varepsilon \]
ҳисоб мекунад ва собити \(\varepsilon=0,6\)-ро истифода мебарад. Ба ибораи дигар, дар сатҳи пӯшида нисбат ба оби кушода %60 бухоршавӣ қабул мешавад.
Дар ҷониби хунуккунӣ бошад, барои M2 %2,33 фоидаи собити самаранокии фотоэлектрикӣ қабул шудааст. Фарқи M3 дар истифодаи собити баландтар нест, балки дар он аст, ки ҳар ду таъсири мутақобиларо аз шароити метеорологӣ ба таври соатбайъ ба даст меорад.
Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад
- Дар шароити моделие, ки барои Waitaki истифода шудааст, фоидаи хунуккунии FPV дар давоми рӯз ва фасл ба таври назаррас тағйир меёбад.
- Таносуби бухоршавии оби бо FPV пӯшида нисбат ба оби кушода собит нест ва вобаста ба шароити радиатсия тағйирёбии қавии вақтӣ нишон медиҳад.
- M3 дар сенарияи Waitaki нисбат ба M1 ва M2 истеҳсоли бештари FPV ва сарфаи бештари обро ҳисоб кардааст.
- Дар Waitaki қисми асосии фоидаи солонаи энергия на аз истеҳсоли иловагии гидроэнергия, балки аз афзоиши истеҳсоли PV аз ҳисоби ҳарорати пасттари ҳуҷайраи FPV ба вуҷуд омадааст.
- Фарқи байни моделҳои динамикӣ ва статикӣ дар шароити тобистонаи дорои шуоъдиҳии баланд бештар мешавад.
Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ намекунад ё насанҷидааст
- Ба таври таҷрибавӣ нишон дода нашудааст, ки иншооти воқеии 105 MWp FPV дар Waitaki ҳамин нишондиҳандаҳоро таъмин мекунад.
- Афзоиши солонаи %7,2 истеҳсоли FPV, ки дар M3 ҳисоб шудааст, ба ҳамаи обанборҳо ё ҳамаи иқлимҳо умумӣ карда намешавад.
- Сарфаи 659.250 m³/сол об барои дигар обанборҳо коэффисиенти собити сарфаи FPV нест.
- Таҳқиқот давраи бозгашти иқтисодӣ, арзиши сармоягузорӣ ё даромади бозори нерӯи барқро ҳисоб намекунад.
- Таъсирҳои дарозмуддати экологӣ, таъсир ба сифати об ва рафтори механикии воқеии FPV ба доираи асосии арзёбии ин модел дохил намешаванд.
- Таҳқиқот муваффақияти дарозмуддати саҳроиро зери хушксолии байнисолӣ, тағйирёбии гидрологӣ ё тағйирёбии иқлим исбот намекунад.
Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот
Системаи татбиқии Waitaki
| Параметр | Арзиши таҳқиқот |
|---|---|
| Макон | 44°41′ G, 170°43′ D |
| Баландӣ | 231 m |
| Масоҳати сатҳи обанбор | 5,647 km² |
| Иқтидори мавҷудаи гидроэнергетикӣ | 105 MW |
| Напори гидравликӣ | 21,5 m |
| Турбинаҳо | 7 × 15 MW Francis |
| Сарфи номиналии турбина | 285 m³/s |
| Иқтидори тарҳрезишудаи FPV | 105 MWp |
| Системаи пайгирии FPV | Пайгирии якмеҳварӣ |
Симулятсия чӣ гуна гузаронида шуд?
M1, M2 ва M3 бо воридоти якхела дар давоми 8.760 соати як соли пурра бо қадами вақтӣ соатбайъ кор карда шуданд. Истеҳсоли FPV ҳангоми аз 100 W/m² зиёд шудани шуоъдиҳии самаранок фаъол карда шуд. Дар ин шароит:
- 3.573 соат FPV + гидроэнергия якҷоя кор карданд.
- 5.187 соат танҳо гидроэнергия кор кард.
Маълумоти соатбайъи соли метеорологии намунавӣ барои Waitaki аз PVGIS гирифта шудааст. Дар матни манбаъ қайд шудааст, ки сабтҳои кори гидроэнергетикӣ аз манбаи “New Zealand Electricity Authority” гирифта шуда, ба миёнаҳои соатбайъи бисёрсолаи давраи 2021–2025 табдил дода шудаанд.
Модел мустақиман чӣ гуна санҷида шуд?
Азбаски дар обанбори Waitaki насби FPV вуҷуд надорад, санҷиши мустақими саҳроии FPV анҷом дода нашуд. Муҳаққиқон ба ҷойи ин се санҷиши тасдиқиро истифода карданд:
- Муқоиса кардани зер-модели гидроэнергетикӣ бо сабтҳои таърихии истеҳсол ва сарф,
- муқоиса кардани коэффисиентҳои иқтидори ҳисобшуда бо диапазонҳои адабиёт,
- санҷидани он ки рафтори FPV, хунуккунӣ ва бухоршавӣ тамоюлҳои вақтӣеро, ки аз ҷиҳати физикӣ интизор мешаванд, пайгирӣ мекунанд.
Дар ҷониби гидроэнергетикӣ, напори софи миёнаи солона, ки аз сабтҳои таърихӣ баръакс ҳисоб шудааст, 20,16 m буд ва бо арзиши тарҳии 21,5 m муқоиса карда шуд. Коэффисиентҳои иқтидори моҳонаи гидроэнергетикӣ байни %51,1–%71,5 тағйир ёфта, коэффисиенти иқтидори солона %62 ҳисоб шудааст.
Коэффисиенти иқтидори FPV дар июн бо тақрибан %10 пасттарин, дар ноябр бо тақрибан %24 баландтарин буда, миёнаи солона тақрибан %17,3 буд.
Рафтори хунуккунӣ дар рӯзҳои намояндагӣ
Мисолҳои мавсимии Расми 7-и манбаъ ҳаракати рӯзонаи шуоъдиҳӣ дар ҳамвории панел ва истеҳсоли FPV-ро бо таъсири хунуккунии об ба ҳарорати ҳуҷайра якҷоя нишон медиҳанд. Дар рӯзи намояндагии тобистон шуоъдиҳии максималии самаранок 1.077 W/m², дар рӯзи зимистон бошад 412 W/m² гузориш шудааст.
Дар мисоли 15 январ фарқи ҳарорати ҳуҷайра байни M1 ва M3 то 36,78 °C расида, беҳбудии ҳисобшудаи самаранокӣ %11,03 буд. Дар мисоли 15 июл фарқи ҳарорат 16,76 °C ва беҳбудии самаранокӣ %5,03 буд. Ин ду арзиш коэффисиентҳои собити солона нестанд, балки рафтори қуллавӣ дар рӯзҳои намояндагии интихобшуда мебошанд.
Муқоисаи солонаи M1–M2–M3
| Нишондиҳанда | M1 – Асосӣ | M2 – Статикӣ | M3 – Динамикӣ |
|---|---|---|---|
| Ҳарорати миёнаи рӯзонаи ҳуҷайра | 36,73 °C | 29,96 °C | 22,18 °C |
| Истеҳсоли солонаи FPV | 148.107 MWh | 152.121 MWh | 158.707 MWh |
| Афзоиши FPV нисбат ба M1 | Меъёр | +%2,7 | +%7,2 |
| Коэффисиенти иқтидори FPV | %16,10 | %16,54 | %17,25 |
| Сарфаи солонаи об | 0 | 317.190 m³ | 659.250 m³ |
| Истеҳсоли солонаи гидроэнергия | 570.293 MWh | 570.308 MWh | 570.332 MWh |
| Афзоиши гидроэнергия нисбат ба M1 | 0 | +15 MWh | +39 MWh |
| Истеҳсоли умумии солона | 718.400 MWh | 722.429 MWh | 729.039 MWh |
Verianla Live: Илова кардани таъсири мутақобилаи об–энергия ба модел пешгӯии солонаро чӣ гуна тағйир медиҳад?
M1 таъсири мутақобилаи об–энергияро хориҷ мекунад, M2 онҳоро бо коэффисиентҳои собит ифода мекунад, M3 бошад аз шароити физикии соатбайъ ҳисоб мекунад. Ҷадвали зер натиҷаҳои солонаи се равишро дар ҳамон системаи Waitaki ва бо ҳамон воридот муқоиса мекунад.
| Модел | Шакли ифода | Истеҳсоли FPV (MWh/сол) | Сарфаи об (m³/сол) | Истеҳсоли умумӣ (MWh/сол) |
|---|---|---|---|---|
| M1 | Таъсири мутақобила нест | 148107 | 0 | 718400 |
| M2 | Коэффисиентҳои собит | 152121 | 317190 | 722429 |
| M3 | Модели физикии динамикӣ | 158707 | 659250 | 729039 |
Verianla Live: Маълумот аз ҷадвали иҷрои солона ва матни натиҷаҳои таҳқиқот гирифта шудааст. Дар ҳоле ки арзишҳои сарфаи об дар Ҷадвали 3 дар миқёси 10³ m³ гирд карда шудаанд, дар ин ҷо арзишҳои дақиқи солонаи матн истифода шудаанд. Ҷадвали намоён ҳамчун source-of-truth-и илмӣ нигоҳ дошта мешавад.
Коэффисиенти динамикии хунуккунӣ собит нест
Беҳбудии миёнаи солонаи рӯзонаи самаранокии FPV, ки аз M3 ба даст омадааст, %6,98 мебошад. Аммо ин арзиш дар давоми рӯз собит нест. Дар тобистон арзиши миёна аз тақрибан %2,14 наздики субҳ то %7,4 наздики нисфирӯзии офтобӣ боло рафтааст. Диапазони процентилии %10–%90 дар соатҳои нисфирӯзии тобистон тақрибан байни %3,2–%10,6 тағйир меёбад.
Дар зимистон миёнаи нисфирӯзӣ тақрибан %6,3 буда, давраи фаъол тақрибан ба 08:00–17:00 маҳдуд шудааст. Арзиши собити %2,33, ки M2 истифода мебарад, аз фоидаи миёнаи хунуккуние, ки M3 дар қисми зиёди рӯз ҳисоб кардааст, пасттар мондааст.
Таносуби бухоршавӣ зери FPV ҳам собит нест
Дар модели M3:
\[ \varepsilon=\frac{E_{covered}}{E_{open}} \]
таносуб бо соати рӯз ва фасл тағйир ёфтааст. Дар тобистон дар қисми муҳими давраи фаъоли рӯзона \(\varepsilon\) тақрибан дар диапазони 0,3–0,4 мондааст. Ин дар минтақаи пӯшида нисбат ба оби кушода тақрибан ба %60–%70 бухоршавии камтар мувофиқ меояд.
Дар зимистон таносуб байни 11:00–13:00 то тақрибан 0,10 паст шуда, дар атрофи 15:00–16:00 ба сифр наздик шудааст. Баръакс, арзиши \(\varepsilon=0,6\) дар модели M2 барои тамоми сол собит аст.
Ҳарорати мавсимии ҳуҷайра
| Давра | Ҳарорати қуллавии ҳуҷайра дар M1 | Ҳарорати қуллавии ҳуҷайра дар M2 | Ҳарорати қуллавии ҳуҷайра дар M3 |
|---|---|---|---|
| Тобистон | 59,67 °C | 51,93 °C | 35,03 °C |
| Зимистон | 38,98 °C | 31,50 °C | 18,31 °C |
Дар Расми 10 дида мешавад, ки фарқи ҳарорат байни се модел махсусан дар соатҳои нисфирӯзии тобистон бо шуоъдиҳии баланд зиёд мешавад. Азбаски ҳамин давра ба истеҳсоли солонаи FPV саҳми калон мегузорад, интихоби модели гармӣ ба пешгӯии солонаи энергия низ таъсири назаррас мерасонад.
Қуллаҳои мавсимии қувваи FPV
| Давра | M1 | M2 | M3 |
|---|---|---|---|
| Қувваи миёнаи қуллавии FPV дар тобистон | 61,32 MW | 63,04 MW | 67,23 MW |
| Қувваи миёнаи қуллавии FPV дар зимистон | 56,61 MW | 58,13 MW | 61,14 MW |
Профилҳои бухоршавӣ
Суръатҳои миёнаи қуллавии бухоршавӣ дар тобистон барои M1, M2 ва M3 мутаносибан 0,60; 0,58 ва 0,55 mm/соат ҳисоб шудаанд. Дар зимистон ин арзишҳо то 0,32; 0,31 ва 0,29 mm/соат паст шудаанд.
Дар M3 сарфаи миёнаи ҷамъшавандаи об дар як рӯз дар тобистон тақрибан 2.835 m³/рӯз, дар M2 бошад 1.427 m³/рӯз буд. Дар зимистон ҳамон арзишҳо барои M3 810 m³/рӯз ва барои M2 346 m³/рӯз буданд.
Чаро афзоиши истеҳсоли гидроэнергия ҳамагӣ 39 MWh аст?
Ҳарчанд M3 тақрибан 659 ҳазор m³/сол сарфаи обро ҳисоб мекунад, фоидаи гидроэнергетикӣ ҳамагӣ 39 MWh аст. Таҳқиқот инро ба сатҳи васеи обанбори Waitaki, ки тақрибан 5,647 km² аст, нисбат медиҳад. Дар чунин сатҳи калон таъсири ҳаҷми ҳифзшуда ба сатҳи об ва аз ин рӯ ба напори соф маҳдуд мемонад.
Аз ин рӯ, дар мисоли Waitaki фоидаи ҳисобшудаи энергетикии ҳамгироии FPV–гидроэнергия асосан аз аз нав гузаронидани об аз турбина не, балки аз афзоиши истеҳсоли FPV аз ҳисоби ҳарорати пасттари панел сар мезанад.
Маҳдудиятҳои асосии модел
- Азбаски дар обанбори Waitaki системаи воқеии FPV вуҷуд надорад, санҷиши мустақими саҳроии FPV анҷом дода нашуд.
- Симулятсия соли метеорологии намунавиро истифода мекунад ва тағйирёбии метеорологии байнисолиро дар бар намегирад.
- Тағйироти байнисолӣ дар воридшавии гидрологӣ ва идоракунии обанбор ба таври муфассал моделсозӣ нашудаанд.
- Модели гармии обанбор сутуни обро хуб омехташуда қабул мекунад; давраҳои табақабандӣ метавонанд рафтори мураккабтар дошта бошанд.
- Оптимизатсияи иқтисодӣ ва нархҳои нерӯи барқ берун аз доираи таҳқиқоти ҷорӣ мебошанд.
Муҳаққиқон ҳамчун кори оянда санҷиши саҳроиро бо ченкунии ҳарорати воқеии модули FPV, истеҳсоли барқ, бухоршавии обанбор ва ҷавоби гидроэнергетикӣ; симулятсияҳои бисёрсолаи гидрологӣ ва метеорологӣ; таҳлилҳои ҳассосияти геометрияи обанбор ва таносуби пӯшиши FPV ва пайвастани модели физикии соатбайъ ба оптимизатсияи идоракунии обанбор ва нархҳои нерӯи барқ пешниҳод мекунанд.
Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул
Номи пурраи аслии таҳқиқот: Dynamic Modelling of Water–Energy Interactions in Hybrid Floating Photovoltaic–Hydropower Systems
Муаллифон: Jiani Hu ва Huibin Yin.
Тартиби муаллифон: Тартиби версияи манбаъ нигоҳ дошта шудааст.
Муаллифи якуми муштарак/саҳми баробар: Дар манбаъ изҳороти саҳми баробар мавҷуд нест.
Муаллифи масъул: Jiani Hu; дар манбаъ суроғаи тамос jhu303@aucklanduni.ac.nz дода шудааст.
Муассисаҳо: Guangdong Provincial Key Laboratory of Multi-energy Complementary Distributed Energy Systems, Dongguan University of Technology, Dongguan, Чин; Department of Chemical and Materials Engineering, University of Auckland, Auckland, Зеландияи Нав.
Рақами Manuscript: RENE-D-26-07721.
Санаи версияи манбаъ: 10 июн 2026.
DOI: 10.2139/ssrn.6932277
Платформа: SSRN.
Санаи сабти SSRN: 13 июн 2026.
Сабти расмӣ:https://ssrn.com/abstract=6932277
Марҳилаи маҷалла/нашр: Дар саҳифаи унвон таҳқиқот ҳамчун “Submitted for review and possible publication in Renewable Energy” тавсиф мешавад. Ин ибора ҳадафи пешниҳод/арзёбиро нишон медиҳад; маънои онро надорад, ки мақола аз ҷониби Renewable Energy қабул ё нашр шудааст.
Ҳолати баррасии ҳамтоён: Ин кор препринти аз баррасии ҳамтоён нагузашта мебошад; натиҷаҳо бояд бо назардошти ин марҳилаи нашр ва маҳдудиятҳои моделсозӣ арзёбӣ шаванд.
Иҷозатнома: Дар версияи баррасишуда иҷозатномаи кушодаи истифодаи дубора ба таври возеҳ нишон дода нашудааст.
Маблағгузорӣ: Дар версияи баррасишуда изҳороти ҷудогонаи маблағгузорӣ муайян нашудааст.
Бархӯрди манфиатҳо: Дар версияи баррасишуда изҳороти ҷудогонаи competing-interest/бархӯрди манфиатҳо муайян нашудааст.
CRediT/саҳмҳои муаллифон: Дар версияи баррасишуда изҳороти ҷудогонаи саҳми муаллифон муайян нашудааст.
Манбаъҳои асосии маълумот: Маълумоти соатбайъи соли метеорологии намунавӣ барои макони Waitaki аз PVGIS; сабтҳои кори гидроэнергетикӣ аз манбае гирифта шудаанд, ки дар матни манбаъ ҳамчун “New Zealand Electricity Authority” нишон дода шудааст. Геометрияи обанбор, маълумоти модул/инвертори PV ва дигар параметрҳои модел бо манбаъҳояшон дар замимаҳои таҳқиқот рӯйхат шудаанд.
Сатҳи тасдиқ: Азбаски дар обанбори Waitaki насби FPV вуҷуд надорад, тасдиқи мустақими саҳроии FPV анҷом дода нашуд. Ҷониби гидроэнергетикӣ бо сабтҳои таърихии истифода муқоиса карда шуд, коэффисиентҳои иқтидори FPV бо диапазонҳои адабиёт санҷида шуданд ва тамоюлҳои физикии рафтори гармӣ/бухоршавӣ арзёбӣ гардиданд.
Ҳудуди мундариҷаи илмӣ: Ин шарҳи Verianla ба муодилаҳои модел, маълумоти воридотӣ, параметрҳои система, ҷадвалҳо, расмҳо, натиҷаҳо ва маҳдудиятҳои таҳқиқоти баррасишуда асос ёфтааст. Ба ҷуз санҷиши ҳувияти библиографӣ, аз манбаъҳои беруна натиҷаи нави илмӣ илова нашудааст. Арзишҳои ҳисобшудаи истеҳсол, ҳарорати ҳуҷайра ва сарфаи об барои Waitaki натиҷаҳои модел мебошанд; онҳо нишондиҳандаи саҳроии ченшудаи иншооти воқеии FPV нестанд.
Шарҳ гузоред
Нишонии почтаи электронии шумо нашр намешавад. Майдонҳои ҳатмӣ бо * нишон дода шудаанд