能源有两种类型:可再生能源和不可再生能源。不可再生能源包括煤炭、天然气和石油。不可再生能源依靠燃烧化石燃料来产生能量。这些能源的特点是易于使用,随处可见。但这些能源存在耗时长、燃烧时产生大量二氧化碳以及对员工健康存在一定风险的问题。可再生能源通常被称为清洁能源,来自不断补充的自然资源或过程。可再生能源的一些例子包括太阳能、1-3 风能、4-6 水力发电、7 地热能、8 生物质能、9 和燃料电池。10-12 这些可再生能源具有以下优势:可持续性、低维护要求、众多健康和环境效益。相比之下,这些能源的前期成本较高、间歇性、存储能力和地理限制。13-15
SPV 端的谐波和电压调节利用太阳能发电的热潮已经取代了很大一部分传统发电方式,同时,具有大量无功分量的负载实际上会降低系统的功率因数。随着太阳能光伏电站 (SPV) 的普及,功率因数、功率因数校正、无功功率要求和谐波对于消费者和公用事业都变得非常重要。众所周知,电网中的容性负载会导致功率因数超前和过压,而感性负载会导致功率因数滞后和欠压。系统的低功率因数会给电网带来很高的输电负担(和损耗),因此,大多数监管机构都规定允许公用事业公司向大宗消费者收取低功率因数的罚款。传统 SPV 系统以单位功率因数运行,而不考虑公用事业网络的无功功率需求。实际上,这种光伏系统连接到电网时,会降低负载端的功率因数,因为有功功率的一部分是通过 SPV 满足的(其中 SPV 容量小于消费者端的负载),然后电网提供平衡有功功率,但保持相同数量的无功功率给连接的负载。这可以通过以下简单示例来解释:示例:- 图 1 中的前提是消耗 1000kW 的有功功率和 450KVAr 的无功功率,导致功率因数为 0.912(滞后)和标称较低的系统电压。如果该场所安装了一个 500kW SPV 系统,该系统以单位功率因数输出电力,则只有从电网输入的有功功率会减少(以(SPV)发电的程度为准)。从电网吸收的无功功率将保持不变。如果 SPV 电厂发电 500 kW,则从电网吸收的无功功率将为 500kW 和 450kVAR。实际上,电网功率的功率因数将滞后 0.743。因此,负载端的电压将进一步下降。图 1
目前,喀麦隆的电力缺口估计为 50 吉瓦时。这种缺口的特点是频繁甚至长时间停电,扰乱了经济和社会生活。为了克服电力短缺,喀麦隆决定利用其可再生能源潜力生产 3000 兆瓦的电能。事实上,喀麦隆的年太阳辐射量从 4.28 千瓦时/平方米/年到 5.80 千瓦时/平方米/年不等。喀麦隆拥有 2500 万公顷森林,覆盖了其四分之三的领土,是撒哈拉以南非洲第三大生物量潜力国。此外,极北地区牛、山羊、绵羊和猪的饲养活动十分活跃,饲养量达数百万头,产生大量粪便。因此,本文首次使用 HOMER Pro 研究了两种混合系统方案的技术经济可行性,即光伏/燃料电池/电解器/沼气(方案 1)和光伏/电池/燃料电池/电解器/沼气(方案 2),用于马鲁阿市的能源和氢气生产,马鲁阿市被认为是喀麦隆阳光最充沛的地区(极北地区)。本设计结合使用电解器、燃料电池和氢气罐,以减少电池存储需求。本研究考虑了三种类型的家庭用电需求社区(低、中、高消费者)。结果表明,对于低能耗社区,场景 1 的最佳系统架构包括 144 kW 光伏组件、15 kW 沼气发电机、11 kW 转换器、15 kW 电解器、15 kW 燃料电池和 5000 kg 氢气罐,采用循环充电 (CC) 调度策略。对于场景 1 的中等能耗社区,879 kW 光伏组件、15 kW 沼气发电机、31.9 kW 转换器、24 kW 燃料电池、24 kW 电解器和 5000 kg 氢气罐采用 CC 调度策略是最佳混合系统。对于场景 1 的高能耗社区,11,925 kW 光伏组件、15 kW 沼气发电机、570 kW 转换器、266 kW 燃料电池、266 kW 电解器和 25,000 kg 氢气罐采用 CC 调度策略是最佳混合系统。对于场景 2,以下架构是最佳混合系统:对于低消费者,138 kW 光伏模块、15 kW 沼气发电机、27.2 kW 转换器、15 kW 燃料电池、15 kW 电解器、5000 kg 氢气罐和 480 个电池蓄电池,采用 CC 调度策略;对于中等消费者,234 kW 光伏模块、15 kW 沼气发电机、57.8 kW 转换器、24 kW 燃料电池、24 kW 电解器、5000 kg 氢气罐和 1023 个电池蓄电池,采用负载跟踪 (LF) 调度策略;对于高耗能者,820 kW 光伏组件、15 kW 沼气发电机、405 kW 转换器、266 kW 燃料电池、266 kW 电解器、25,000 kg 氢气罐和 9519 个电池储能系统,并采用 CC 调度策略。情景 1 的平准化能源成本 (LCOE) 分别为 0.871 美元/kWh、0.898 美元/kWh 和 1.524 美元/kWh,针对情景 1,氢的平准化成本 (LCOH) 分别为低、中、高消费者社区的 7.66 美元/千克、4.95 美元/千克和 0.45 美元/千克。针对情景 2,氢的平准化成本 (LCOH) 分别为低、中、高消费者社区的 3.06 美元/千克、1.34 美元/千克和 0.15 美元/千克。从优化结果还得出结论,水电解器、燃料电池和氢气罐的组合
太阳能光伏 (PV) 产生的能量以直流电 (DC) 的形式产生,如今住宅建筑、家用电器和 HVAC 系统 (暖通空调) 中的几乎所有电气负载都采用直流电运行。对于传统的交流 (AC) 配电系统,这需要在最终用户阶段之前进行多个转换步骤。通过将配电系统切换到直流,可以避免交流到直流之间的转换步骤,从而减少损耗。包括电池存储 - 系统的损耗可以进一步减少,并且产生的光伏能量可以得到更好的利用。本论文研究并量化了在住宅建筑中使用直流配电拓扑以及太阳能光伏和电池存储的分布式能源发电时的节能效果。以位于瑞典 Borås 的一栋独户住宅的测量负载和光伏发电数据作为分析案例研究。还使用了基于电力电子转换器和电池实验室测量的详细动态模型,以更准确地反映系统的动态性能。本研究提出了电池损耗的动态表示,该表示基于基于磷酸铁锂 (LFP) 的单个锂离子电池的电阻和电流依赖性的实验室测量。使用来自单户住宅的 PV 和负载数据,与其他两种常用的损耗表示进行了比较研究,并根据整个系统的性能进行了评估。结果表明,在对负载、PV 和电池之间的相互作用进行建模时,详细的电池表示对于正确预测损耗非常重要。还使用电力电子转换器和电池测量的实验结果对四种直流系统拓扑进行了建模,并将其与等效交流拓扑进行比较。准动态建模的结果表明,建议的直流拓扑的年节能潜力在 1.9-5.6% 之间。直流拓扑结构还可以通过减少逆变器和电池转换的相关损耗,将光伏利用率提高 10 个百分点。结果还显示,并网转换器是主要的损耗因素,当使用恒定并网效率时,能源节省被高估。
60%印度尼西亚的namkoreathailandsouthsouth africalacanadame tocipoindiafrancejapanchineunited Statesbrazilaustraliaustraliakyushuushuiteyuerope uniunchina-甘斯努斯untited -gansuspainunite
Figure 23: PV tracking system and inverters (Single-axis trackers follow the sun east-to-west on a single point) ........................................................................................................................................ 44 Figure 24: Battery container (internal) ............................................................................................... 44 Figure 25: Typical container BESS (external): .......................................................................................................................................................................................................... 44图26:A:电池电池(175×27×200mm),B:电池组(包含40个电池电池),C:电池群集(包含18个电池组)。
沙特阿拉伯Jubail皇家委员会Jubail Industrial College的电气工程系。B尼日利亚乔斯大学电气和电子工程系。 c电气工程系,艾哈迈德·贝洛大学,萨马鲁,萨马鲁,尼日利亚。 d电力技术工程系,阿尔 - 侯赛因大学学院,56001,卡尔巴拉,伊拉克E电气工程系,沙特阿拉伯HAFR BATIN,HAFR Batin。 f计算机,工程和建筑环境学院,爱丁堡纳皮尔大学,默奇斯顿校园,英国苏格兰爱丁堡EH10 5DT Colinton Road 10。 G Razak技术与信息学系,马来西亚Teknologi University,Jalan Sultan Yahya Petra,吉隆坡54100,马来西亚。 h太阳能研究所(SRI),电气工程学院,工程学院,马来西亚Shah Alam 40450的Teknologi Mara(UITM) f.muhammadsukki@napier.ac.uk(f.m.-s)B尼日利亚乔斯大学电气和电子工程系。c电气工程系,艾哈迈德·贝洛大学,萨马鲁,萨马鲁,尼日利亚。d电力技术工程系,阿尔 - 侯赛因大学学院,56001,卡尔巴拉,伊拉克E电气工程系,沙特阿拉伯HAFR BATIN,HAFR Batin。f计算机,工程和建筑环境学院,爱丁堡纳皮尔大学,默奇斯顿校园,英国苏格兰爱丁堡EH10 5DT Colinton Road 10。G Razak技术与信息学系,马来西亚Teknologi University,Jalan Sultan Yahya Petra,吉隆坡54100,马来西亚。h太阳能研究所(SRI),电气工程学院,工程学院,马来西亚Shah Alam 40450的Teknologi Mara(UITM) f.muhammadsukki@napier.ac.uk(f.m.-s)
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