Как лучше объединить ветряные и солнечные электростанции: ученые нашли ответ

Группа скандинавских ученых придумала, как переделать существующие ветряные электростанции в эффективные гибридные ветро-солнечные установки. Об этом проекте стало известно сайту PV Magazine.

Исследователи из Норвежского института энергетических технологий (IFE) и Уппсальского университета (Швеция) проанализировали с помощью множественной линейной регрессии, можно ли преобразовать 128 ветровых электростанций, работающих в странах Северной Европы, потенциально преобразовать в ветро-солнечные станции с оптимальными по стоимости фотоэлектрическими мощностями и хорошими уровнями чистой приведенной стоимости (только доходы и расходы, связанные с фотоэлектрическими модулями). Их моделирование потенциально может быть использовано во всех странах и широтах.

Все 128 исследованных ветряных электростанций имеют средний коэффициент мощности выше 15%. Те, у кого он был ниже, считались неисправными или малогабаритными, поэтому исключались на этапе отбора.

Кандидат наук Ойвинд Соммер Клюве объяснил, что гибридные станции могут иначе оцениваться в разных рыночных условиях. В некоторых случаях дополнительные солнечные модули могут принести больше дохода, если конечный потребитель будет доплачивать за такое более устойчивое производство.

Напротив, могут быть рыночные ситуации, когда цены на энергию очень высоки, поэтому невыгодно, чтобы солнечные и ветровые генераторы совместно использовали инфраструктуру подключения к сети, если это приведет к сокращению энергии. В некоторых регионах могут действовать правила, запрещающие строить гибридные электростанции.

Чтобы избежать таких проблем, ученые в своих моделях предположили, солнечная энергия продается на рынке на сутки вперед и ее производство сокращается, когда сумма фотоэлектрической и ветровой генерации превышает точку соединения (POI) гибридной установки. Предполагалось также, что на объект не падает тень, потери из-за снега не учитывались, а почва пригодна для установки оборудования.

Модель определила три ключевых параметра успешной модернизации:

• высокий средний коэффициент мощности фотоэлектрической (PV) установки;
• низкий средний коэффициент мощности ветра;
• высокий отрицательный коэффициент корреляции Пирсона между почасовыми профилями генерации PV и ветра.

Коэффициент корреляции Пирсона является наиболее распространенным способом измерения линейной корреляции между двумя переменными. Ученые пришли к выводу, что отрицательное значение этого параметра само по себе может указывать, является ли модернизация существующей ветровой электростанции в гибридную ветро-солнечную установку экономически выгодной.

"В этом контексте многие из наиболее прибыльных случаев модернизации произошли на объектах с самой слабой антикорреляцией, и положительное влияние антикорреляции на NPV стало очевидным только после проведения анализа MLR, который также учитывал факторы мощности фотоэлектрических и ветровых установок", — сказал Ойвинд Соммер Клюве.

Анализ также показал, что приоритет следует отдавать участкам с высоким уровнем солнечной радиации и малоэффективными ветряными электростанциями, а участки с низкой разницей между воздействием ветра и солнца следует игнорировать.

Ранее писали, как устроены и работают современные ветрогенераторы. Конструкция была впервые изобретена шотландцем Джеймсом Блайтом в 1887 году, который с помощью ветра получал энергию для освещения своего дома.