Kas tuuleturbiini saab ühendada päikesesüsteemiga hübriidina?
Pole kahtlust, et taastuvad energiaallikad on viimastel aastatel muutunud üha populaarsemaks, tingituna vajadusest vähendada heitkoguseid ja võidelda kliimamuutustega. Päikese- ja tuuleenergiat kasutatakse laialdaselt, kuid neil on oma piirangud ja puudused. Nende kahe kombineerimine hübriidsüsteemis võib aga pakkuda stabiilsemat ja tõhusamat energiaallikat. Selles artiklis uurime tuuleturbiinide päikesepaneelidega ühendamise teostatavust ja eeliseid.
**Mis on hübriidsüsteem?
Hübriidsüsteem on põhimõtteliselt kahe või enama energiaallika kombinatsioon, mis tagab usaldusväärsema ja tõhusama toiteallika. Tuule-päikese hübriidsüsteemi puhul paigaldatakse tuulikud ja päikesepaneelid koos, et kasutada mõlemast allikast saadavat energiat. Kahe allika kombinatsioon võib pakkuda ühtlasemat ja stabiilsemat väljundvõimsust, kuna tuule- ja päikeseenergia täiendavad üksteist hästi.
**Tuule-päikese hübriidsüsteemi eelised
Tuule-päikese hübriidsüsteemi üks peamisi eeliseid on see, et see suudab pakkuda stabiilsemat väljundvõimsust võrreldes ühe energiaallika kasutamisega. Tuuleenergiat on tavaliselt rohkem öösel ja jahedamatel kuudel, samas kui päikeseenergiat saab kasutada päeval ja soojematel kuudel. Neid kahte allikat kombineerides võib hübriidsüsteem tagada ühtlasema energiavarustuse aastaringselt.
Tuule-päikese hübriidsüsteemi teine eelis on see, et see võib parandada mõlema allika üldist tõhusust. Tuuleturbiinid kogevad sageli seisakuid tuule kiiruse ja suuna muutumise tõttu, samal ajal kui päikesepaneelid ei pruugi pilvistel päevadel täisvõimsusel töötada. Hübriidsüsteemiga saab ühe allika seisakuid kompenseerida teisega, mille tulemuseks on suurem üldine energiatootlus.
**Tuulikute päikesepaneelidega ühendamise väljakutsed
Tuuleturbiinide ühendamine päikesepaneelidega ei ole probleemideta. Üheks peamiseks probleemiks on paigaldus- ja hoolduskulud, kuna hübriidsüsteemi puhul tuleb paigaldada nii tuulikud kui ka päikesepaneelid. Lisaks võivad kahe allika ühendamiseks vajalikud elektrijuhtmed ja juhtimissüsteemid olla keerulised ja kulukad. Neid kulusid saab aga kompenseerida suurema energiasaagi ja pikaajalise kulude kokkuhoiu potentsiaaliga.
Teine väljakutse on tuule- ja päikeseenergia ettearvamatus. Kuigi hübriidsüsteem võib parandada mõlema allika stabiilsust ja tõhusust, ei saa see kõrvaldada taastuvenergia varieeruvust. Endiselt on aegu, mil süsteem ei tooda nõudluse rahuldamiseks piisavalt energiat, ja aegu, mil toodetakse üleliigset energiat ja see tuleb salvestada või võrku tagasi müüa. Seetõttu tuleks hübriidsüsteem integreerida usaldusväärse energiasalvestussüsteemiga, et tagada pidev toitevarustus.
**Tuule-päikese hübriidsüsteemi integreerimine energiasalvestiga
Tuule-päikese hübriidsüsteemi integreerimine energiasalvestiga on usaldusväärse ja järjepideva energiavarustuse tagamiseks ülioluline. Energiasalvestussüsteemid suudavad salvestada süsteemi toodetud üleliigset energiat kasutamiseks, kui nõudlus on suur, ja vabastada energiat süsteemi tagasi, kui taastuvad allikad ei tooda piisavalt energiat. On olemas mitut tüüpi energiasalvestussüsteeme, mida saab kasutada koos hübriidsüsteemiga, sealhulgas akud, pumbatav hüdrosüsteem ja suruõhk.
Patareid on taastuvate energiaallikate jaoks kõige sagedamini kasutatav energiasalvestussüsteem. Need on kompaktsed, skaleeritavad ja suudavad kiiresti reageerida nõudluse ja pakkumise muutustele. Nende eluiga on aga piiratud ja nende asendamine võib olla kulukas.
Pumbaga hüdrosüsteem on väljakujunenud ja väljakujunenud energiasalvestussüsteem, mis kasutab kahte erineval kõrgusel asuvat veehoidlat. Kui toodetakse üleliigset taastuvenergiat, pumbatakse vesi alumisest reservuaarist ülemisse reservuaari. Kui energiat on vaja, lastakse vesi tagasi alumisse reservuaari, mis toodab elektrit, kui see voolab läbi turbiini. Pumbaga hüdroenergia on väga tõhus ja seda saab skaleerida nii, et see vastaks suurele võimsusnõuetele, kuid selle elujõulisuse tagamiseks on vaja spetsiifilisi geoloogilisi ja topoloogilisi tingimusi.
Suruõhu energiasalvesti (CAES) on uuem energiasalvestustehnoloogia, mis surub atmosfääriõhku kokku ja salvestab selle maa-alustesse koobastesse või mahutitesse. Kui on vaja energiat, suruõhk vabastatakse, kuumutatakse ja paisutatakse turbiini käitamiseks, tekitades elektrit. CAES on suhteliselt skaleeritav, pika elueaga ja võib asuda kõikjal. See nõuab aga suuri infrastruktuuriinvesteeringuid ja sellel on teiste energiasalvestussüsteemidega võrreldes madalam edasi-tagasi kasutegur.
** Järeldus
Kokkuvõtteks võib öelda, et tuule-päikese hübriidsüsteemil on potentsiaal pakkuda stabiilsemat ja tõhusamat energiavarustust. Kahe taastuvallika kombineerimisel saab süsteem aastaringselt ühtlasemalt toimida ja parandada mõlema allika üldist tõhusust. Hübriidsüsteemi integreerimine energiasalvestussüsteemiga on aga pideva toitevarustuse tagamiseks ülioluline. Kuigi tuuleturbiinide ühendamisel päikesepaneelide ja energiasalvestussüsteemidega on probleeme, muudab see keskkonnale ja majandusele saadav potentsiaalne kasu edasiseks uurimis- ja arendustegevuseks paljulubavaks.
