تحلیل انرژی و ارزیابی سیستم نوین ترکیبی ذخیره سازی انرژی هوای فشرده و تلمبه ذخیره ای

به علت محدودیت و مشکلات زیست محیطی سوخت های فسیلی، استفاده از سیستم های انرژی تجدیدپذیر امری ضروری و اجتناب ناپذیر است اما توسعه استفاده از این سیستم ها به جهت طبیعت ناپایدار آن ها نیازمند سیستم های ذخیره سازی انرژی است. سیستم های ذخیره سازی انرژی هوای فشرده و تلمبه ذخیره ای از نظر توان و مدت زمان ذخیره سازی پتانسیل بالایی برای کاربرد به همراه سیستم های انرژی تجدیدپذیر دارند اما هردو محدودیت هایی از نظر زیست محیطی و محل احداث دارند. سیستم ترکیبی ذخیره سازی انرژی هوای فشرده و تلمبه ذخیره ای با داشتن مزایای هر دو سیستم گزینه مناسبی برای کاربرد گسترده است. تاکنون پژوهش های کم تری به تحلیل و بررسی این سیستم ترکیبی پرداخته اند و از این جهت روابط میان پارامترهای سیستم با یکدیگر و بازدهی سیستم نیاز به بررسی بیش تری دارد. علاوه بر این، سیستم های ترکیبی ذخیره سازی انرژی هوای فشرده و تلمبه ذخیره ای که در تحقیقات پیشین ارئه شده است دارای دو مشکل است؛ تبخیر آب و محدودیت در فشار عملیاتی سیستم. در مقاله حاضر سیستم ترکیبی نوینی ارائه شده است که در آن با اصلاح ساختار سیستم های پیشین، میزان تبخیر آب به حداقل می رسد و همچنین محدودیت فشار عملیاتی سیستم را فناوری فشرده سازی موجود تعیین می کند. پژوهش حاضر نشان داد نسبت حجم هوا به حجم مخزن فشاربالا بیش ترین تاثیر را بر بازدهی سیستم دارد و یک پارامتر تعیین کننده است. میزان انرژی صرفه جویی شده در سیستم پژوهش حاضر نسبت به پژوهش های پیشین قابل توجه است و بازدهی ۹۰ درصد قابل دست یابی است. تحلیل انرژی مقاله حاضر تاثیر پارامترها بر یکدیگر و محدودیت های آن ها را تعیین کرد تا بدین وسیله مسیر طراحی و امکان سنجی آن هموار شود.

کلیدواژه ها:

energy storage ، compressed air ، pumped hydroelectric ، hybrid energy system ، ذخیره سازی انرژی ، هوای فشرده ، تلمبه ذخیره ای ، سیستم انرژی ترکیبی