Liban od dłuższego czasu mierzy się w kryzysem energetycznym. W obliczu blackoutów i pogłębiającego się problemu, naukowcy opracowali instalację łączącą produkcję energii elektrycznej z biogazu i fotowoltaiki dla budownictwa mieszkalnego.

Potrzeba matką wynalazku

Od 2019 roku Liban zmaga się z kryzysem gospodarczym, mającym bezpośredni wpływ na sektor energetyki. Włączenie kilkuset megawatów mocy fotowoltaiki poza siecią do krajowego systemu energetycznego miało ułatwić mieszkańcom radzenie sobie z problemami z dostępem do energii. Niestety, stało się odwrotnie – OZE uzależnione od nieprzewidywalnych warunków pogodowych spowodowały deficyt w dostawie energii nocą i zimą.

Rozwiązaniem problemu mogłaby być instalacja hybrydowa, łącząca energię płynącą z biogazu z fotowoltaiczną. Zakłada ona prognozowanie zapotrzebowania na energię elektryczną i szybkie reagowanie na te zmiany. System z wyprzedzeniem szacuje, ile mocy dostarcza PV i jaką część będzie trzeba pokryć energią z biogazu. Aby to zrobić, wykorzystuje się sztuczną inteligencję dostosowywaną poprzez uczenie maszynowe.

Jeśli PV nie generują wystarczającej ilości mocy, a wolumen biomasy nie wystarcza do pokrycia deficytu, włączane są silniki pracujące w oparciu o diesel.

Hybryda jest wynikiem współpracy libańskich naukowców i jednostek badawczych ze Zjednoczonych Emiratów Arabskich. 

Zobacz też: Awaria zasilania. Czy blackout może się zdarzyć i jak się na niego przygotować?

Jak to działa?

– System zbada wymiary i pojemność biogazowni, a także przewidywaną produkcję biogazu, która jest określana przez różne kombinacje – tłumaczą naukowcy z University of Wollongong w Dubaju. – Rozważane są trzy rodzaje obornika: bydło, trzoda chlewna i drób. Rozważany jest również procent popiołu, lotnego i stałego węgla w różnych rodzajach resztek żywności.

W kolejnym etapie zaproponowany model został wdrożony w symulacji, która została oparta na zapotrzebowaniu rzeczywistej operacji produkcyjnej o dużej wydajności, działającej w ośmiogodzinnym cyklu. Posiada system fotowoltaiczny o mocy 100 kW składający się ze 182 paneli PV o mocy 550 W każdy. Aby oszacować generację PV, wykorzystano zbiór danych pogodowych, uwzględniając nasłonecznienie, wilgotność i wiatr.

– Wykorzystywane są dane zbierane co cztery sekundy w ciągu dnia w styczniu – mówią naukowcy. – Liczba zdarzeń, w których wymagana jest współpraca hybrydowa, wynosi około 6840, a zewnętrzny generator nigdy nie jest używany. Jednak system PV zapewnia wymaganą energię dla około 5650 zdarzeń.

Wyniki testów pokazały, że w pierwszych 15 dniach stycznia do podtrzymania systemu i wygenerowania 143,83 metrów sześciennych metanu potrzeba było 3,4 tony obornika typu wołowego. Jednak obliczenia uczenia maszynowego pokazały niedobór metanu wynoszący 11,664 metrów sześciennych w porównaniu z rzeczywistymi wynikami. Po wyciągnięciu wniosków z błędu, a w kolejnym symulowanym roku błąd w tym samym okresie spadł z 12,82% do 8,28%.

Przeczytaj też: Budują centra energetyczne na kościołach. Pozwolą im przetrwać przerwy w dostawie prądu

Źródło: magazynbiomasa.pl, pv-magazine.com

Fot.: Canva (torstensimon/pixabay; tzahiV/Getty Images Signature)

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.