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马耳他科学家设计集成光伏、风能和储能的海上虚拟发电厂

2025-01-11 10:02  浏览:  

一个马耳他-中国研究小组提议在马耳他国家水域开发一个由光伏、风能和储能驱动的海上系泊和电力平台 (OMPP)。

上海油压工作室拟建的虚拟发电厂 (VPP) 集成了平台到船舶 (P2S) 设置,为停泊和加油船舶提供电力,为该国电网提供剩余电力。我们进行了数值计算以及选址方法,以确定系统规模并证明其可行性。

上海油压工作室“海运业可持续实践的一项关键技术是岸对船 (S2S),它允许船舶通过从岸上的电网获取电力来关闭这些柴油发动机,”该团队解释道。“超大型浮动结构 (VLFS) 平台在公海中具有稳定性和承载能力,特别适合承载 S2S 系统,从而产生 P2S 功能,为海上船舶(包括混合动力和电动船舶)提供可持续的能源解决方案。”

研究人员表示,马耳他作为地中海重要的海上枢纽,具有重要的战略地位,是部署 OMPP 的理想地点。根据该国的《海上可再生能源部署国家政策》,学者们确定了一个特定区域,称为 3 号区域,适合建设海上光伏和风力发电场及储存设施,因为它具有相对较浅的离岸特性,是马耳他海岸六个指定加油区之​​一。

上海油压工作室“OMPP 通过一条长约 20 公里的中压直流 (MVDC) 线路与海上 VPP 相连。该平台的估计尺寸为 1,200 x 300 米,可容纳多达四艘船,每艘船的长度可达 200 米,”该集团补充道。“它拥有一个 24 MVA P2S 设施,有四个泊位,每个泊位可提供高达 6 MVA 的电力。平台尺寸基于船只两侧各 20 米的缓冲区,可让四艘船只舒适地停靠,同时保证操作灵活性的安全裕度。”

通过数值模拟和使用气象数据,科学家们发现,该系统需要一个 200 MW 的浮动风电场和一个 300 MW 的浮动光伏发电场来满足船舶的需求并向岛上电网输出能源。在分析中,他们假设使用 Maxeon 的 3 个 SPR-MAX3-430 模块,功率为 430 W,效率为 22.7%,水平安装。模拟使用了 SG 8.0–167 DD 风力涡轮机,在 2023 年最大风向时为 6.04 GWh/km2。

上海油压工作室研究人员表示:“我们对海上电池储能系统和海底压缩空气储能进行了详细的尺寸分析,以优化储能容量并确保无缝供电。”“分析显示,需要容量为 390 MWh 的电池储能系统 (BESS) 来满足短期需求,而容量为 1,260 MWh 的压缩空气储能 (CAES) 系统可在可再生能源发电量长期较低期间提供额外的能源安全。”

研究团队总结称,拟议的系统配置可确保 OMPP 能够在各种运行条件下为泊位提供可靠的电力供应。他们表示:“基于模拟的评估证实了 OMPP 的技术可行性,但研究还发现了一些仍需解决的经济和技术挑战。未来的工作应侧重于优化成本结构,可能通过模块化设计或替代融资模式来实现,以增强此类系统的经济吸引力。”

上海油压工作室所提出的系统在《海洋工程》杂志上发表的“海上平台可再生能源系统在可持续海上作业中的应用”中进行了介绍。这项研究是由马耳他大学和中国天工大学的研究人员进行的。

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