Dỡ bỏ các rào cản lưu trữ năng lượng mặt trời: Mô phỏng giúp khai thác sức mạnh Các trò chơi trong casino mặt trời

Các nguồn năng lượng tái tạo dự kiến ​​sẽ đóng một vai trò quan trọng trong nỗ lực toàn cầu nhằm đạt được mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050 và năng lượng mặt trời đứng đầu trong số các nguồn năng lượng thay thế đó, phần lớn là do phương pháp này không tốn kém khi triển khai và có thể tạo ra điện ở mọi vùng khí hậu.

Nhưng trước khi năng lượng mặt trời có thể được coi là giúp đáp ứng các mục tiêu khử cacbon đã được quốc tế thống nhất — chưa kể đến việc hỗ trợ mức tiêu thụ năng lượng tăng gấp ba lần mà Cơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ (EIA) dự đoán sẽ xảy ra trong 25 năm tới — có hai điều sẽ phải xảy ra.

Đặc biệt, thế giới sẽ cần khắc phục tình trạng thiếu nguồn lưu trữ bền vững ở quy mô tiện ích, yếu tố cản trở việc sử dụng rộng rãi năng lượng mặt trời.

Công ty năng lượng tái tạo RayGen Các trò chơi trong casino Úc đã nhắm đến vấn đề đó bằng cách phát triển dự án mà họ cho là dự án lưu trữ năng lượng dài hạn lớn nhất thế giới gần Carwarp, Victoria. Dự án sử dụng 1.200 gương tập trung gắn trên chân đế gọi là kính định nhật để theo dõi mặt trời, tạo ra điện thông qua các mô-đun quang điện mặt trời (PV) hiệu suất cao và sau đó lưu trữ nhiệt sản phẩm phụ trong hố nước có kích thước bằng bốn bể bơi Olympic.

RayGen sử dụng phần mềm mô phỏng ANSYS để lập mô hình nhiều bộ phận trong nhà máy điện Các trò chơi trong casino họ, bao gồm cả kính định nhật, máy thu thu năng lượng mặt trời tập trung và các bộ phận Các trò chơi trong casino hệ thống lưu trữ. Họ làm việc vớiLEAP Úc, Chương trình đối tác kênh Đánhđể truy cập vào Úc và New ZealandCác trò chơi trong casino thông thạo, Cơ khí ANSYS 適sòng bạc việt nam軟體, vàCác trò chơi trong Casino Phú Quốc Zemax OpticStudiothông quaChương trình khởi động Các trò chơi trong casino.

Đóng năng lượng cho lưới điện, ngày hay đêm

Bạn có thể đã nghe các nhà phê bình cho rằng năng lượng mặt trời chỉ tốt khi mặt trời chiếu sáng và mối quan tâm Các trò chơi trong casino họ thực sự có giá trị. Trong khi các chủ nhà và doanh nghiệp có thể thu và lưu trữ năng lượng mặt trời bằng những cục pin lớn, đắt tiền để cung cấp năng lượng khi không có mặt trời, thì vẫn chưa có nhiều cách lưu trữ hiệu quả, chi phí thấp cho các mảng năng lượng mặt trời lớn hơn như lưới điện.

Không có đủ dung lượng lưu trữ, nhiều lưới điện bị quá tải vào giữa trưa, khiến các nhà cung cấp dịch vụ phải hạn chế sản xuất năng lượng mặt trời. Ngay khi mặt trời lặn hoặc bầu trời u ám, che khuất các tấm pin, các công ty điện lực phải quay lại phương pháp sản xuất truyền thống.

RayGen cuối cùng có thể đã dỡ bỏ rào cản này.

Là một phần trong nỗ lực đẩy nhanh quá trình chuyển đổi sang năng lượng tái tạo, công ty có trụ sở tại Melbourne đã phát triển một phương pháp tiếp cận cải tiến đối với năng lượng mặt trời — phương pháp mà họ cho rằng sẽ cung cấp năng lượng cho lưới điện mọi lúc cả ngày lẫn đêm, ngay cả khi điều kiện thời tiết nghèo.

Công nghệ Các trò chơi trong casino họ dựa trên khái niệm “lưu trữ năng lượng nhiệt trong hố”, một công nghệ mà RayGen mượn từ mạng lưới sưởi ấm khu vực ở Châu Âu, nơi các quốc gia như Đan Mạch sử dụng năng lượng nhiệt mặt trời để làm nóng các khối nước lớn trong mùa hè. Vào mùa đông, các công ty điện lực sẽ luân chuyển lượng nước nóng đó qua mạng lưới sưởi ấm Các trò chơi trong casino quận để sưởi ấm ngôi nhà Các trò chơi trong casino người dân.

Kira Rundel, Giám đốc Dự án Chiến lược tại RayGen cho biết: “Đó là một công nghệ đã được khẳng định mà chúng tôi đã áp dụng cho ứng dụng Các trò chơi trong casino mình.

Theo Mặt Trời

Đồng cỏ cừu cách văn phòng chính Các trò chơi trong casino RayGen khoảng sáu giờ lái xe về phía tây bắc là địa điểm Các trò chơi trong casino dự án hàng đầu Các trò chơi trong casino công ty: nhà máy điện mặt trời thế hệ tiếp theo và hệ thống lưu trữ năng lượng nhiệt điện (ETES). Bằng cách kết hợp cái mà RayGen gọi là “Hệ thống PV Ultra” Các trò chơi trong casino họ với hệ thống lưu trữ dựa trên nước, công ty đã tạo thành công cơ sở đầu tiên thuộc loại này, hiệu quả cao cho cả việc tạo và lưu trữ năng lượng hoàn toàn lấy từ mặt trời.

Hệ thống PV Ultra là một trường định nhật rộng lớn tập trung ánh sáng mặt trời vào một máy thu duy nhất có công suất cao. Kính định nhật được hiệu chỉnh để theo dõi vị trí Các trò chơi trong casino mặt trời trên bầu trời và chuyển hướng lượng năng lượng mặt trời cao nhất có thể đến máy thu.

RayGen thu được lượng nhiệt đó — mạnh đến mức có thể làm tan chảy thép — bằng cách tuần hoàn nước làm mát qua pin mặt trời. Nước rời khỏi pin mặt trời ở nhiệt độ khoảng 95°C và được giữ trong một hố nước cách nhiệt lớn, có khả năng lưu trữ năng lượng lên tới gigawatt giờ (GWh).

Trong một quy trình đồng thời, một phần điện do Hệ thống PV Ultra tạo ra sẽ phân nhánh để làm lạnh nước chứa trong hố thứ hai, nằm cạnh hố nóng. Bằng cách duy trì chênh lệch nhiệt độ 90°C giữa các hố nước nóng và nước lạnh, khu vực này Các trò chơi trong casino nhà máy điện mặt trời RayGen có khả năng cung cấp năng lượng cho động cơ ORC tạo ra và cung cấp năng lượng theo yêu cầu trực tiếp tới lưới điện được kết nối theo cách tương tự.

Từ mô phỏng đến thành công

Phát triển một hệ thống phức tạp như nhà máy điện mặt trời Các trò chơi trong casino RayGen có nghĩa là phải xem xét mọi thứ từ thiết bị điện tử và thủy động lực học cho đến chuyển động Các trò chơi trong casino Trái đất và mặt trời. Mặc dù có thể hình dung rằng các kỹ sư có năng lực có thể thiết kế một cơ sở như vậy chỉ bằng bút, giấy và bí quyết, nhưng nếu không có sự trợ giúp Các trò chơi trong casino mô phỏng kỹ thuật số thì đó sẽ là một nhiệm vụ vô cùng lâu dài, gian khổ và tốn kém.

Bằng cách sử dụng các giải pháp Các trò chơi trong casino Ansys, các kỹ sư Các trò chơi trong casino RayGen đã tìm ra cách nhanh hơn.

Mô phỏng quang học

Xem xét rằng các tia mặt trời chiếu tới Trái đất từ ​​các góc khác nhau và với cường độ khác nhau trong suốt cả ngày và trong suốt một năm, RayGen đã chuyển sang OpticStudio để đảm bảo rằng các thiết bị định nhật luôn cung cấp ánh sáng và nhiệt tối đa cho máy thu Các trò chơi trong casino chúng. Nếu không có mô hình số trong Zemax, sẽ gần như không thể có được thiết kế tốt nhất cho từng trường kính định nhật.

Thomas Evans, Kỹ sư cơ khí tại RayGen, ước tính rằng “việc sử dụng mô phỏng Các trò chơi trong casino đã giúp chúng tôi tiết kiệm được nhiều tháng thời gian thiết kế và một lượng đáng kể nhân công. Ngoài ra, thay vì yêu cầu chi vốn đáng kể cho nhiều nguyên mẫu và giai đoạn thử nghiệm, chúng tôi có thể tự tin rằng chúng tôi đang đi đúng hướng, cả về mặt quang học và máy móc, trước khi cam kết xây dựng bất cứ thứ gì.”

Khả năng phân tích và mô phỏng quang học Các trò chơi trong casino OpticStudio cho phép các kỹ sư RayGen chạy hàng nghìn mô phỏng so sánh tác động Các trò chơi trong casino việc điều chỉnh nhiều biến số như kích thước, khoảng cách và độ cong Các trò chơi trong casino dãy kính định nhật cũng như khoảng cách Các trò chơi trong casino nó với bộ thu và góc Các trò chơi trong casino từng gương.

Mô phỏng quang học cũng đóng một vai trò trong việc thiết kế bộ thu. Ở mỗi phía trong số bốn phía Các trò chơi trong casino máy thu, một bộ điều chỉnh thông lượng hoạt động để mở rộng khẩu độ Các trò chơi trong casino máy thu, thu giữ bất kỳ ánh sáng lạc nào phát ra từ các kính định nhật và phản chiếu nó trở lại các mô-đun năng lượng mặt trời bên trong nó.

Mô phỏng kết cấu

Heliostat phải hoạt động quanh năm dù trời nóng hay lạnh, có gió hay lặng gió, mưa hay khô sa mạc, nghĩa là các đặc tính vật liệu phải có khả năng chịu được những biến đổi đáng kể Các trò chơi trong casino khí hậu. Đồng thời, để Hệ thống PV Ultra thành công như một giải pháp năng lượng thực tế và có thể nhân rộng, thế giới sẽ cần nhiều kính định nhật, vì vậy kinh tế học phải đúng đắn.

Sử dụng Cơ khí để phân tích tải trọng kết cấu trong trường hợp xấu nhất, các kỹ sư Các trò chơi trong casino RayGen đã nghĩ ra thiết kế kính định nhật cuối cùng yêu cầu lượng thép tối thiểu nhưng có thể chịu được thời tiết bất lợi mà không bị tổn hại hoặc mất khả năng chịu lực trên máy thu.

Mô phỏng động lực học chất lỏng tính toán

Fluent đã giúp các kỹ sư RayGen phát triển nhiều khía cạnh Các trò chơi trong casino hệ thống lưu trữ năng lượng nhiệt-thủy điện, bao gồm hai hố nước cách nhiệt có nắp đậy — một chứa đầy nước nóng và một chứa nước lạnh. Các mô hình động lực học chất lỏng tính toán thông thạo (CFD) đã tối ưu hóa dòng nước qua hệ thống làm mát bằng đồng nằm phía sau các mô-đun năng lượng mặt trời để giữ chúng ở nhiệt độ vận hành chấp nhận được.

Việc mô phỏng cũng cho phép các kỹ sư thiết kế các bộ khuếch tán hình tròn lớn ở đầu vào và đầu ra Các trò chơi trong casino hố chứa nước nóng Các trò chơi trong casino hệ thống nhiệt-thủy điện. Bộ khuếch tán được sử dụng để duy trì nhiệt độ trong hố bằng cách khuếch tán nước vào theo cách duy trì ranh giới phân tầng nhiệt độ Các trò chơi trong casino cột nước, điều này rất quan trọng đối với chức năng thích hợp Các trò chơi trong casino hố chứa.

“Chúng tôi phải khuếch tán nước vào hố một cách rất đồng đều và ở tốc độ thấp để nước nóng và nước mát không trộn lẫn và phá vỡ sự phân tầng nhiệt,” Derek Scott, Giám đốc Phát triển Sản phẩm tại RayGen cho biết. “Chúng tôi đã sử dụng ANsys Fluent để xác định thiết kế tối ưu Các trò chơi trong casino bộ khuếch tán nhằm tránh trộn lẫn.

Sau khi tính toán kích thước cần thiết Các trò chơi trong casino các bộ khuếch tán này để tạo mô hình kỹ thuật số ban đầu, các kỹ sư Các trò chơi trong casino RayGen đã sử dụng Fluent để xác định đường kính và khoảng cách tối ưu Các trò chơi trong casino các cổng đầu vào, đồng thời tinh chỉnh thiết kế cho các vách ngăn bên trong và màn chắn dòng chảy. Mô phỏng nhiều biến số thiết kế trên thành phần này đã dẫn đến thiết kế cuối cùng cho phép nước chảy đồng đều và ở vận tốc lý tưởng, loại bỏ dòng chảy rối và dòng chảy ngược do các mô hình khuếch tán trước đó tạo ra.

Tương lai tươi sáng ... và có thể tái tạo

Trong khi RayGen hình dung các nhà máy điện tích trữ năng lượng mặt trời tương tự trên khắp nước Úc và cuối cùng là phần còn lại Các trò chơi trong casino thế giới, thì cơ sở thử nghiệm Các trò chơi trong casino họ tại Carwarp — với bốn trường điều hòa nhiệt độ và tháp thu sản xuất 1 MW năng lượng mặt trời mỗi nơi — đưa ra tuyên bố danh hiệu dự án lưu trữ năng lượng dài hạn lớn nhất được xây dựng cho đến nay.

Tìm hiểu thêm về cách các giải pháp mô phỏng Các trò chơi trong casino ANSYS cho phép chuyển đổi an toàn và đáng tin cậy sang ahỗn hợp năng lượng ít carbon hơnđiều đó sẽ đáp ứng bền vững hơn nhu cầu năng lượng ngày càng tăng và vô độ Các trò chơi trong casino thế giới.