Детальная информация

Renewable energy technologies are increasingly recognized as viable solutions to the persistent energy deficits in developing countries. In India solar energy is particularly promising due to its high solar insolation and geographical advantage. The country receives average solar radiation of approximately 200 Mw/𝑚2/day and experiences 250-300 sunny days annually, with solar irradiance levels ranging from 4 to 7 kWh/𝑚2/day and annual sunshine hours between 2300 and 3200. India also hosts the world’s largest solar installation, the 2.25 GW Bhadla Solar Park in Jodhpur. The expanding deployment of photovoltaic (PV) microgrids in rural and semi-urban regions, such as Barmer in Rajasthan, reflects both the significant potential and the implementation challenges associated with decentralized sustainable energy systems. Batteries are crucial in off-grid renewable energy systems to help to balance load demand with energy production. Small-scale systems generally show this imbalance more clearly since the averaging effect usually observed in bigger power systems is absent there. Under such conditions, storage systems have to allow fast changes in power and provide continuous supply to end users. Among their many benefits are excellent durability and expandable energy capacity of vanadium redox flow batteries (VRBs). When employed as the only storage technology, their efficiency falls at low charge/discharge rates, though, due to parasitic losses connected to electrolytic circulation-posing constraints. Using their complimentary properties in terms of power density, energy storage capacity, and operational robustness, this work investigates a hybrid energy storage method combining VRBs with lithium-ion batteries (LIBs) [1]. This work attempts to solve a challenging optimisation problem introduced by the interaction between VRB parasitic losses and LIB degradation by system modelling and performance evaluation. A thorough vanadium redox flow battery (VRB) model 2 was constructed to assess the performance of the proposed system including both electrochemical stack dynamics and related mechanical components. After that, it was planned to put together a standard EMS that would keep track of energy flows in the HESS. The multi-objective optimisation was carried out using MILP together with real-world solar irradiation and load demand profiles. To examine different ways of operating, the weighting of objectives was varied in a sensitivity analysis process. In addition, a detailed physical model was made in MATLAB/Simulink to analyse how the control strategies reacted to sudden changes in the system.

Технологии возобновляемой энергии все чаще признаются жизнеспособными решениями для постоянного дефицита энергии в развивающихся странах. В Индии солнечная энергия особенно перспективна из-за ее высокой инсоляции и географического преимущества. Страна получает среднее солнечное излучение около 200 МВт/м2/день и имеет 250-300 солнечных дней в год, с уровнями солнечного излучения от 4 до 7 кВтч/м2/день и годовым количеством солнечных часов от 23:00 до 32:00. В Индии также находится крупнейшая в мире солнечная установка, 2,25 ГВт Bhadla Solar Park в Джодхпуре. Расширяющееся развертывание фотоэлектрических (PV) микросетей в сельских и полугородских регионах, таких как Бармер в Раджастхане, отражает как значительный потенциал, так и проблемы внедрения, связанные с децентрализованными устойчивыми энергетическими системами. Аккумуляторы имеют решающее значение в автономных системах возобновляемой энергии, помогая сбалансировать спрос на нагрузку с производством энергии. Малогабаритные системы обычно показывают этот дисбаланс более отчетливо, поскольку эффект усреднения, обычно наблюдаемый в более крупных энергосистемах, там отсутствует. В таких условиях системы хранения должны допускать быстрые изменения мощности и обеспечивать непрерывную подачу конечным пользователям. Среди их многочисленных преимуществ — превосходная долговечность и расширяемая энергетическая емкость ванадиевых окислительно-восстановительных проточных батарей (VRB). Однако при использовании в качестве единственной технологии хранения их эффективность падает при низких скоростях заряда/разряда из-за паразитных потерь, связанных с ограничениями, создающими электролитическую циркуляцию. Используя их дополнительные свойства с точки зрения плотности мощности, емкости хранения энергии и эксплуатационной надежности, эта работа исследует гибридный метод хранения энергии, объединяющий VRB с литий-ионными батареями (LIB) [1]. Эта работа пытается решить сложную задачу оптимизации, вызванную взаимодействием между паразитными потерями VRB и деградацией LIB, путем моделирования системы и оценки производительности. Была построена полная модель ванадиевой окислительно-восстановительной проточной батареи (VRB) 2 для оценки производительности предлагаемой системы, включая как электрохимическую динамику стека, так и связанные с ней механические компоненты. После этого планировалось собрать стандартную EMS, которая отслеживала бы потоки энергии в HESS. Многоцелевая оптимизация была выполнена с использованием MILP вместе с реальными профилями солнечного излучения и нагрузки. Для изучения различных способов работы вес целей варьировался в процессе анализа чувствительности. Кроме того, была создана подробная физическая модель в MATLAB/Simulink для анализа того, как стратегии управления реагируют на внезапные изменения в системе.