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泰國(guó)最近有研究表明，浮式平臺(tái)上的太陽(yáng)能加儲(chǔ)能設(shè)備可能是水產(chǎn)養(yǎng)殖項(xiàng)目中能源密集型曝氣系統(tǒng)的最廉價(jià)選擇。電池約占系統(tǒng)資本成本的54%，因此系統(tǒng)大小將成為經(jīng)濟(jì)可行性的關(guān)鍵。


泰國(guó)北曼谷先皇技術(shù)學(xué)院的科研人員Chaowanan Jamroen建議使用浮式光伏加儲(chǔ)能系統(tǒng)，為水產(chǎn)養(yǎng)殖項(xiàng)目中使用的能源密集型曝氣系統(tǒng)供電。在最近發(fā)表在《可持續(xù)能源技術(shù)與評(píng)估》上的《獨(dú)立浮式光伏/電池儲(chǔ)能系統(tǒng)為水產(chǎn)養(yǎng)殖曝氣和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)供電的最佳技術(shù)-經(jīng)濟(jì)規(guī)模》一文中，他聲稱獨(dú)立供電系統(tǒng)可能對(duì)發(fā)展中國(guó)家偏遠(yuǎn)地區(qū)的蝦塘特別有利，因?yàn)槟切┑胤饺狈﹄娋W(wǎng)電力。

“所建議的配置可用于槳輪式曝氣機(jī)和渦輪式曝氣機(jī)，”他告訴《光伏》雜志。“但它不適合用于泵噴式曝氣機(jī)和噴流式曝氣機(jī)。”

他表示，大約54%的太陽(yáng)能加儲(chǔ)能系統(tǒng)資本成本來自于電池的成本。這就是為什么整個(gè)系統(tǒng)的尺寸對(duì)于實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可行性至關(guān)重要。

他為設(shè)計(jì)了一個(gè)用于曝氣系統(tǒng)的太陽(yáng)能加儲(chǔ)能裝置。這個(gè)用于蝦塘的平臺(tái)完全是漂浮的，以一個(gè)速度約為每分鐘100轉(zhuǎn)（rpm）的槳輪式曝氣機(jī)為基礎(chǔ)。系統(tǒng)被假定為有200 W的電力需求，安裝在泰國(guó)灣東部海岸的一個(gè)未透露的偏遠(yuǎn)地點(diǎn)。其設(shè)計(jì)采用依靠一個(gè)功率需求為5 W的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。曝氣系統(tǒng)每天工作6小時(shí)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)則全天候運(yùn)行。

“這個(gè)浮式平臺(tái)是用四個(gè)高密度聚乙烯漂浮平臺(tái)組裝起來的，并用一個(gè)鍍鋅鋼架捆綁成一個(gè)整體，以支撐曝氣機(jī)和太陽(yáng)能加儲(chǔ)能系統(tǒng)，”Jamroen說，“這個(gè)浮式平臺(tái)的承重能力約為100公斤，而這是限制太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)與儲(chǔ)能系統(tǒng)耦合的一個(gè)關(guān)鍵因素。”

這名研究人員進(jìn)行了為期一年的模擬試驗(yàn)，并評(píng)估了可靠性指數(shù)，從而對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了定性估計(jì)。計(jì)算這一數(shù)據(jù)是為了評(píng)估能源系統(tǒng)確保連續(xù)運(yùn)行的供電能力。他還使用平準(zhǔn)化能源成本來評(píng)估不同能源系統(tǒng)配置的成本效益。此外，他考慮了兩種曝氣方案，包括白天曝氣和夜間曝氣。

Jamroen確定，日間曝氣方案的理想規(guī)模是光伏系統(tǒng)450 W，電池60 Ah。而對(duì)于夜間曝氣設(shè)置，光伏裝置的理想規(guī)模是535 kW，儲(chǔ)能系統(tǒng)為150 Ah。

“選定的最佳浮式太陽(yáng)能加儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本估計(jì)為日間曝氣805美元，夜間曝氣1420美元，”Jamroen說，并指出在這兩種情況下，由柴油發(fā)電機(jī)供電的系統(tǒng)的成本高達(dá)16000美元。“這些成本只包括太陽(yáng)能加儲(chǔ)能系統(tǒng)，而漂浮平臺(tái)、馬達(dá)、槳輪、結(jié)構(gòu)架、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電子元件等成本則不包括在內(nèi)，因?yàn)槲覀兊墓ぷ髦患性谀茉聪到y(tǒng)上。”

Jamroen確定，這種建議配置比浮式太陽(yáng)能陣列加上柴油發(fā)電機(jī)和不使用電池的組合更便宜。他計(jì)算出白天曝氣方案的總成本為8810美元，夜間曝氣方案的成本為11400美元。

Jamroen總結(jié)說，“結(jié)果表明，相比于日間和夜間曝氣方案的其他配置，太陽(yáng)能加儲(chǔ)能系統(tǒng)是技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都最為可行的選擇。” 

原標(biāo)題：太陽(yáng)能加儲(chǔ)能設(shè)備用于水產(chǎn)養(yǎng)殖曝氣