تخزين طاقة الهواء المضغوط ثنائي السوائل لدمج مصادر الطاقة المتجددة: النمذجة الديناميكية الحرارية وتقييم الأداء
DOI:
https://doi.org/10.63318/waujpasv4i1_47الكلمات المفتاحية:
تخزين طاقة الهواء المضغوط، نظام ثنائي السوائل، محاكاة ديناميكية، كفاءة الدورة الكاملة، تكامل الطاقة المتجددة، توربين بيلتونالملخص
يُؤدي تزايد استخدام مصادر الطاقة المتجددة، كالطاقة الشمسية وطاقة الرياح، إلى تقلبات تُصعّب الحفاظ على توازن مستمر بين توليد الكهرباء واستهلاكها. وتلعب أنظمة تخزين الطاقة دورًا حاسمًا في مواجهة هذا التحدي من خلال تخزين الطاقة الفائضة وتوفيرها عند الحاجة. في هذه الدراسة، تمّ بحث نهج تخزين هجين يُعرف باسم تخزين الطاقة ثنائي السوائل (DFES). يجمع هذا النظام بين الهواء المضغوط وآلية هيدروليكية مائية، حيث تُستعاد الطاقة من خلال توربين بيلتون. تمّ تطوير نموذج ديناميكي حراري قائم على السلوك متعدد الخواص، وتمّت محاكاته باستخدام برنامج MATLAB/Simulink لتحليل أداء النظام في ظل ظروف تشغيل مختلفة. تُظهر النتائج أن خزان تخزين بحجم 10 أمتار مكعبة عند ضغط 10 ضغط جوي يُمكنه توفير طاقة 100 كيلوواط لمدة 30 دقيقة تقريبًا، أو الحفاظ على 10 كيلوواط لمدة 7 ساعات تقريبًا. وعند احتساب فاقد النظام، تُقدّر الكفاءة الإجمالية بنحو 64%. يكشف التحليل أيضًا أن مستوى تعبئة الماء الأولي الذي يبلغ حوالي 52% يُحقق أعلى طاقة قابلة للاستخدام، وتبقى هذه القيمة ثابتة إلى حد كبير بغض النظر عن تغيرات الضغط. وبالمقارنة مع خزانات الضغط الهيدروليكية التقليدية ذات الحجم المماثل، يوفر النظام المقترح سعة تخزين طاقة أعلى بكثير لكل وحدة حجم. تُبرز هذه النتائج إمكانات أنظمة الهواء المضغوط الهجينة، وتُشير إلى ضرورة إجراء المزيد من الدراسات التجريبية والتقييمات الاقتصادية لتقييم جدواها العملية في أنظمة الطاقة المتجددة.
التنزيلات
التنزيلات
منشور
إصدار
القسم
الرخصة
الحقوق الفكرية (c) 2025 Salem Baitalmal
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
تستخدم هذه المجلة رخصة المشاع الإبداعي-غير تجاري نَسب المُصنَّف 4.0 دولي (CC BY-NC 4.0)، والتي تسمح بالاستخدام والمشاركة والتوزيع والاستنساخ بأي وسيط أو صيغة، طالما أنك تعطي الفضل المناسب للمؤلف (المؤلفين) الأصلي والمصدر، وتوفر رابطًا لرخصة المشاع الإبداعي، وتشير إلى ما إذا تم إجراء تغييرات. للاطلاع على نسخة من هذا الترخيص، قم بزيارة /https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
حقوق الطبع والنشر للمقالات
يحتفظ المؤلفون بحقوق الطبع والنشر لمقالاتهم المنشورة في هذه المجلة.
