הכוח המניע לקיום עצמי בתחנת מזג אוויר מרוחקת

תחנות מזג אוויר מרוחקות מהוות את עמוד השדרה של ניטור האקלים העולמי, תחזית החקלאות, בטיחות התעופה ומערכות התראה מוקדמת לאסון.המתקנים האלה לעתים קרובות תופסים את השטחים הבלתי נגישים ביותר - שיאים גדולים, פסגות מטרופולין, פנים המדבריות, ו-buoys האוקיינוסים - שם כוח רשת אינו קיים ותחזוקת שגרתית הוא יקר ללא הגבלה במערכת הכוח, אך יכול גם להוביל לאובדן של סוללות סביבתיות, אך ורק אם לא מופעלות, אם הן אינן פועלות באופן קריטי, אלא גם על ידי מערכת תחזוקה של כוח לא מזיקה.

מערכת כוח עצמית

כל מערכת כוח תחנת מזג אוויר מרוחקת נחה על ארבעה מרכיבים בסיסיים: ייצור אנרגיה, אחסון, רגולציה וגיבוי. בחירת וסימון רכיבים אלה באופן נכון קובע את האוטונומיה של התחנה ואת תוחלת החיים.

מקורות אנרגיה מתחדשת

(ב) ,0) לוחות פוטו-וולטאיים היברידיים (PV) ,Sentiphirph:1) הם המקור העיקרי הנפוץ ביותר בשל האופי המוצק שלהם, תחזוקה נמוכה, וירידה ברווחים האחרונים בלוחות מונוקריסטלליין (>22%) מאפשרים לערכים קטנים יותר כדי לעמוד בעומסים גבוהים יותר או באזורים מעוננים בהתמדה, FLT2: טורבינות רוח קטנה 3, אם כי הם פחות מ- 4-4 חודשים, במיוחד בתנאי חום).

פתרונות אחסון אנרגיה

(ב) ייצור אנרגיה עבור פעילות בשעות הלילה ותקופות של הדור המתחדש הנמוך (FLT:0Lithium Iron pus פוספט (LiFePO4)FLT:1 הוחלפה בעיקר בעיצובים מודרניים בשל עומקם העמוק של פריקה (80–90%), חיי מחזור ארוכים יותר (3,000-5,000 מחזורים), וביצועים מעולים בטמפרטורות נמוכות.

ניהול חשמל ותקנות

(ב) [17] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

אפשרויות לגיבוי Power Options

אפילו עם דור מתחדש חזק, אירועי מזג אוויר קיצוניים או כשלים רכיב יכולים לנקז סוללות:0 דלק צלולים (FLT:0דלק צלולים) 1 פועל על propane או methanol מספק גיבוי שקט, נמוך עם צפיפות אנרגיה גבוהה.עבור תחנות גדולות יותר, קיבולת של FLT:2diesel או propaneFLT 3 עדיין אופציה, אך דורש יותר תחזוקה ודלקים רבים משלבים כעת דרישות רדיו LT5.

דרישות עיצוב עבור מתקנים מרוחקים

עיצוב נכון מתחיל עם הערכה באתר יסודי.מהנדסים חייבים לאסוף לפחות שנה אחת של נתוני מזג אוויר היסטוריים עבור המיקום הספציפי הזה - solar irradiance, מהירות רוח הפצה, קיצוניות טמפרטורה ודפוסי משקעים. נתונים אלה מזינים לתוך כלי סימולציה כגון בית אנרגיה או NREL של SAM כדי להתאים את המערכת.

גורמים גאוגרפיים וקלימטיים

הכלל הראשון של עיצוב חשמל מרחוק הוא FLT:0 תואם את המשאב המתחדש לפרופיל העומס של פרופיל הנטל:1 [במדבר אטאקמה, השמש לבדה מספיקה; תרומת הרוח היא רשלנית. על ridge בהרי הרוקי, רוח יכולה לשלוט בחורף בעוד שנושא עומסי קיץ מופעלים על אורך היום וזווית השמש, כך לוחות צריכים להיות מוטה בזווית שווה לכדי יכולת חימום מהירה (שמשית) באופן קבוע) של השמש, לעתים קרובות, או לוח חם, על ידי לוחות אוויר חם, על ידי לוח זמנים מתוחים, לעתים קרובות, על ידי לוח חום רגיל, 000).

אנרגיה דורשת ניתוח

כל וואט נחשב בתחנה מרוחקת:0 חיישנים כוח-עוצמה של כוח-עוצמה 1 (Visala PTB330 ברומטר שואב רק כמה מילימטרים.FLT:2 מכשירים תקשורתיים של LT3:2 משדרים את כמות ה- 3DV - אם לוויין Iridium, מודם סלולרי או LoRaWAN - WAN - מנה את תקציב האנרגיה הממוצע של 15 דקות - אם יש צורך באופן דרסטי של חשמל מ-F - 15 - 15 - 15 דקות בממוצע - 15 - אם יש צורך ב-F - 15 - 15 - 15 - 15 - 15 - 15 - 15 - 4 - אם זה יכול להוסיף דרישות אווירומטר של חשמל עונתי של חשמל מ-F בממוצע - 15 - 15 - 15 - 15 - 15 - 15 - 4 - 4 - 4 - 15 - אם זה יכול להוסיף באופן דרסטי של חשמל מ"מחץ בממוצע - 4 - 4 - 4 - 15 - 15 - אם זה יכול להוסיף באופן משמעותי של חשמל עונתי של 4 - אם זה יכול להגדיל את גודלומטר, אם זה יכול להוסיף באופן משמעותי של חשמל מחזורי של חשמל מחץ, אם הוא יכול להוסיף באופן משמעותי של 4 - 15 - 15 - 15 - 15 - 15 - 15 - 4 - 4 - 5 - 5

רדיפות וגמישות

(ה) מערכות שימור עצמי חייבות לשרוד מספר מצבי כשלון:0) , פקדים של פקדים (Redundant Charge ControllersFLT:1) למנוע נקודה אחת של כשל אם מכה ברק פוגעת בבקר הראשי:2Battery תצורה של מוטציות תלת-ממדיות (FLT) כדי למנוע את כישלונו של תא אחד ללא נטילת כל הבנק ללא בעיות נוכחיות (למרות שמראות)

אנרגיה מקסימה

הפחתה של עומס היא כמעט תמיד זולה יותר מאשר הוספת יכולת ייצור אחסון.כל עיצוב צריך להתחיל עם בקרת אנרגיה ואמצעי יעילות אגרסיביים.

רמות נמוכות של חשמל ושינה

(ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

פרוטוקול תקשורת יעיל

(העברת מידע על לוויין היא אנרגיה-intensive.שימוש ב-FLT:0house-and-forwardFLT:1 גישה עם דחיסת נתונים ומשלוח אצווה במרווחים ארוכים יותר מצמצם את אנרגיית התקשורת.עבור תחנות בטווח התאי, WAN:2NB-DLT 3FLT 3, אם כי עכשיו יש צורך ב-FLT4 שניות עד 7L-L-L-L-FR) רק ל-L-L-L-L-L-L-L-L-R.

ניהול כוח מבוסס Software-Defined Power Management

אלגוריתם ניהול אנרגיה אינטליגנטי עוקב בקביעות מתח סוללה, זרם השמש, ועומס כאשר מצב הסוללה טיפות מתחת לסף, הוא יכול להיות מנטרף:0prioritize עומסים חיוניים LT:1 (רגישים) ו- (FLT:2 שפיכות עומס לא חסכוני) כדי למנוע עומסים מראש לוויינים (מהתחממות, מצלמה, שידור גבוה).

תחזוקה ויציבות בסביבה החריפה

מערכת של שימור עצמי צריכה לדרוש תחזוקה לא יותר מפעם אחת-3 שנים.השגת דרישות מכניות וחשמליות קפדניות.

הגנה מפני אבטחה וניהול

(ב) כל האלקטרוניקה צריכה להיות ממוקמת ב-FLT:0.66 או NEMA 4XFLT:1 מדורגות כדי למנוע אבק, מים וחרקים.באקלים לחים, FLT:2desiccant שקיות FLT 3D3 או FLT:4Gore-Texre-Texre-Texernbsp; 5 מונעת LT, 000 התחממות חמה, FLT, 000, 000, 000 התחממות קיבולת נמוכה יותר מ-FLT, 000, 000, 000, 000 התחממות התחממות קיבולת נמוכה יותר מ-FLT, 000 התחממות התחממות התחממות התחממות התחממות התחממות התחממות , 000 התחממות קיבולת נמוכה יותר מ-Texive יכול לעתים קרובות יותר מ-Texten עשוי להיות מ-Texive יכול להיות מ-Texive יכול להיות מ-Texive יכול להיות מ- 7.

קורוזיה והתנגדות UV

(הופנה מהדף ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

פיקוח מרחוק ותחזוקה חיזוי

אפילו המערכות המכוונות ביותר נכשלות: AFLT:0remote Telemetry UnitsFelotureFLT:1 אשר מדווח על מתח סוללה, טמפרטורה, וזרם סולארי יכול לזהות omalies מוקדם.

חידושים במערכות חשמל היברידיות וחכם

העשור האחרון ראה התקדמות משמעותית הן באסטרטגיות חומרה והן בשליטה של כוח מרוחק.

מערכת ההפעלה Hybrid-Wind with MPPT Optimization

(ב) ,הטבע דורש בקרים נפרדים של MPPT להאכיל אוטובוס DC משותף (New FLT:0dual-input המטען בקרים ראשיים של MPPT 1 מיצרנים כמו FLT:2 Morningstar 3LT 3LT (TriStar לטעון MPPT 600V) או FLT:4MidNite SolarFLT:5 מפשט ומחייב שימוש בסולם בסולק אווירי של סוללות.

Machine Learning for Energy Predicting

חוקרים ב- NOAA ומעבדות אקדמיות פיתחו מודלים של רשתות נורמטיביות של NOAA ומעבדות אקדמיות (הורד באמצעות לוויין נמוך פסילי) לחזות שלושה ימים קדימה השמש והרוח.המערכת מאמת את לוח הזמנים של התחנה - לדוגמה, מקשה על נתונים גדולים לתקופה של ניסויים רוח גבוהה או מוקדם של שדה.

Ultracapacitor-Battery Hybrids

(FLT:0) ליתיום-יון קיבולים 1 (LICs) משלבים צפיפות אנרגיה גבוהה של סוללות עם צפיפות כוח גבוהה של supercapacitors.הם אידיאליים לטיפול בזרמים של מודמים לווייניים (20-30 A ל -100 מ"מ) מבלי להדגיש את הסוללה העיקרית.

מחקרים: יישום מוצלח

דוגמאות בעולם האמיתי ממחישות את השיטות הטובות ביותר.

תחנת מזג אוויר אוטומטית (AWS)

(התוכנית של אוניברסיטת ויסקונסין פורסת תחנות ברמת האנטארקטיקה שבה הטמפרטורה בחורף יורדת -80 מעלות צלזיוס וחשיכה רציפה נמשך ארבעה חודשים.תחנות אלה משתמשות ב-FLT:0oversize סולמות צלזיוס:1 (כמעט 2x מה יהיה צורך בקווי רוחב נמוכים) מול צפון בוטה של 75 מעלות כדי ללכוד את השמש הנמוכה.

תחנת מזג אוויר אלפיים על הר וושינגטון

[המרכז] בוושינגטון פועל בפסגה (6,288 רגל) שבה רוחות ממוצעות 45 קמ"ש ותועדו ב-231 קמ"ש, הן משתמשות ב-FLT:0-axis WindsualphsphFLT:1 (VAWT) שיכולה להתחיל לייצר במהירויות רוח נמוכות מאוד ולשרוד גוריתפיפות קיצוניות.

מגמות עתידיות במערכות חשמל מרוחקות

הדור הבא של תחנות שימור עצמי ינף חומרים חדשים ואינטגרציה עמוקה יותר.

תאים סולאריים Perovskite

תאים סולאריים Perovskite השיגו יעילות מעבדה מעל 26% והוא יכול להיות מוטבע כמו קל משקל, רזה גמישים.הם יכולים להשתלב בתוך המתחם של התחנה עצמו, להפוך את כל הדיור לתוך גנרטור כוח.הההה העיקרית שלהם - ירידה בלחות - הוא נפתר באמצעות טכניקות capsulation. בתוך חמש שנים, הם עשויים להחליף לוחות זכוכית מסורתיים על תחנות מרוחקות רבות, צמצום משקל ומשלוח.

סוללות מתקדמות Chemistries

(ב) סוללת סויום-יון (Sodium-ion סוללות FLT:1) פועלת טוב יותר בטמפרטורות נמוכות מאשר ליתיום-יון ושימוש בחומרים בשפע.הם עדיין לא ממונעים, אך הם יכולים להפוך לפתרון בר-קיימא וקור-סובלנות יותר.

אנרגיה מ Phenomena סביבתי

חוקרים מפתחים את ה-FLT:0 יבולי האנרגיה המזינים את ה- 1 (FLT:0) אשר הופכים את הרטטים מן הרוח או את צעדי החשמל – פשטניים לכוח משמעותי, אך מספיק עבור טיהור אולטרה-capacitor.FLT:2 הגנרטורים הירואלקטריים FLT:3 באמצעות הבדל הטמפרטורה בין הקרקע ואוויר יכול לספק כמה וואט, באופן בלתי-סביר להניח, ללא כל חיישן בסולם.

שיתוף פעולה עם Power Sharing

תחנות עתידיות עשויות להשתתף ב-FLT:0) במסחר אנרגיה אל-peer:1 באמצעות רשתות mesh.If One Station יש עודף דור סולארי, זה יכול לחלוק כוח עם תחנת שכנות שנמצאת בצל ההר באמצעות קו חשמל קטן-דממה. מושג זה נחקר עבור מערך ניטור סביבתי מבוזר בעמקים וקניונים.

מסקנה

תכנון מערכת כוח עצמאית לתחנות מזג אוויר מרוחקות הוא מאמץ רב תחומי שמאזן הערכת משאבים מתחדשים, עומס מינימיזציה, מבחר חומרה חזק, ושליטה אינטליגנטית.המטרה היא ליצור מערכת שיכולה לפעול במשך שנים עם התערבות אנושית מינימלית, מתן נתונים אקלים עקביים ואיכותיים ממקומות מאתגרים ביותר בעולם, ללא קשר להתקדמות חדשה באינטגרציה מתחדשת, אלקטרוניקה נמוכה ולמידה מבוססת על ידי ניהול אנרגיה יעילה, על ידי תכנון יעיל של מערכות אבטחה, ללא קשר להתבוננות יעילה יותר, על ידי תכנון יעיל של מערכות אבטחה, ללא קשר לתחומים אלה, ללא קשר לתחומים קריטיות, ללא קשר לתחומים סביבתיים קריטיות, ללא קשר לתחומים סביבתיים, ללא קשר לתחומים סביבתיים קריטיים, ללא קשר לתחומים סביבתיים קריטיים, ללא קשר לתחומים סביבתיים, ללא קשר לתחומים סביבתיים, ללא קשר לתחומים סביבתיים מאתגרים, ללא קשר להתקדמות לאחרונה.

(ב) לקריאה נוספת על שיטות העבודה הטובות ביותר, ייעוץ משאבים מה-FLT:0U.S. Department of Energy Energy Technologies OfficeFLT:1, TheFLT:2NREL HomeR Energy Modeling SoftwareFLT 3, והנחיות שדה של הסוכנות ל-FLT:4 National Weather Service Relayment:2NREL:5, the Structuredation of the European Power Center to the Eternal Data Center to the 7Fcticic Research, and Education of the Power Center to the 7Fctic Research, and Effic Research, and Effic Data Relays 7.