Australští vědci navrhli použít vrtulovou piko-vodní turbínu k rekuperaci energie používané k čerpání vody v komerční budově na solární pohon. Zjistili, že mini hydrosystém je relativně levné řešení. A získá zpět přibližně 10 % energie použité k čerpání mořské vody.
Skupina vědců v Austrálii navrhla použít vrtulovou piko-vodní turbínu k rekuperaci energie používané k čerpání vody v komerčních budovách pomocí filtračního systému.
Systémy pico-hydro jsou plně hydroenergetické systémy s kapacitou menší než 5 kW a běžně se používají jako levný a snadno nasaditelný zdroj energie na nejhůře dostupných místech světa.
„Náš systém se navrhl tak, aby běžel nepřetržitě s čerpacím systémem, ale aby se také synchronizoval s fotovoltaickým systémem. Protože jak fotovoltaická, tak piko-hydroelektrická energie se napájí do elektrických rozvodných desek budovy,“ uvedl autor výzkumu Sascha Thyer. „Přes rozvaděč se připojily k systému řízení výkonu, který mohl podle potřeby odbourávat zátěž a generovat energii. Výhodou této situace je, že FV generuje pouze přes den. A pico-hydro generuje nepřetržitě, takže by mohlo poskytnout trochu snížení špičkové zátěže v noci.“
V dokumentu „Rekuperace energie v komerční budově pomocí piko-vodních turbín: případová studie z Austrálie“, publikované v Heliyon, výzkumná skupina vysvětlila, že systém se testoval ve veřejné budově akvária vybavené 260 kW fotovoltaickým systémem původně plánovaným fungují v rámci australského programu výkupních cen, zásobníků tepelné energie o objemu 20 kL, systému tepelného skladování materiálu s fázovou změnou (PCM) a systému skladování elektrické baterie o kapacitě 90 kWh.
Solární připojitelný piko-hydroturbínový systém
Budova také používá filtrační systém spoléhající se na čerpací systém. Ten využívá mořskou vodu. ,,Vzhledem k tomu, že se voda vracela gravitací do systému, byla identifikována možnost získat přebytečnou energii,“ uvedli vědci.
Systém řízení spotřeby se použil k provádění špičkových shavingů, přepínání zátěže a dalších nespecifikovaných algoritmů řízení energie. Tým vysvětlil, že nová konfigurace FV systému neexportuje žádnou energii do sítě. A taky že veškerá vyrobená elektřina se využívá v místě.
Pro systém mikrosítě vědci použili turbínu typu vrtule, známou jako PowerSpout LH. Ta se navrhla tak, aby se zcela ponořila do vody. „Konstrukce filtračního systému se upravila tak, aby vyhovovala instalaci piko-vodní elektrárny. A aby maximalizovala dostupný spád, podporovala generátory i chránila před drsným tropickým prostředím. A zároveň umožňovala bezpečný provoz zařízení,“ uvedli.
Výzkumná skupina zjistila, že solární piko-hydroturbínový systém získá zpět přibližně 10 % energie použité k čerpání mořské vody. V místě spádu 2,3 m a průtoku 90 l/s se zjistilo, že jeho trvalý výkon se pohybuje mezi 1,04 kW a 1,124 kW. A rekuperovaná energie by tak měla činit 9 846 kWh ročně. ,,Jedná se o skromné množství energie, ale ekvivalentní spotřebě průměrné australské domácnosti. A je to důležité opatření v řadě opatření ke snížení spotřeby energie v budově celkově,“ zdůraznilo.
Vědci uvedli, že projekt byl ekonomicky životaschopný s finančními i nefinančními přínosy pro životní cyklus produktu. „Pokud vezmeme v úvahu pouze náklady na elektřinu, doba návratnosti se v tomto případě odhaduje na 8–10 let,“ uzavřeli. ,,S ohledem na nepřímé finanční a nefinanční výhody bude doba návratnosti pravděpodobně podstatně kratší.“
Zdroj: pv-magazine, Vapol
