Niezawodne zasilanie systemów pomiarowych wiatru

Wskaźniki wiatru są często instalowane w odległych miejscach, takich jak:

• O potencjalnych lokalizacjach farm wiatrowych,
  

• na terenie trudno dostępnym,
  

• Daleko od publicznych podłączeń elektrycznych.
  

Nie ma tam dostępu do sieci, ale urządzenia muszą działać niezawodnie przez długi czas – czasem nawet do 12 miesięcy. Jest to absolutnie kluczowe, zwłaszcza przy pomiarach ciągłych lub długoterminowych, ponieważ niekompletne lub niespełnione serie pomiarowe znacząco utrudniają ocenę danych.

Ponadto wskaźniki wiatru mogą mieć dodatkowych konsumentów (np . ogrzewania) zimą lub w ekstremalnych temperaturach, co znacząco zwiększa zapotrzebowanie na energię i dodatkowo komplikuje dostawę.

• Brak opcji podłączenia zasilania
  Wiele stacji pomiarowych znajduje się tam, gdzie nie ma połączenia z publiczną siecią energetyczną – co czyni samowystarczalne źródło energii niezbędnym.
  
  
• Zmienna lub niewystarczająca wydajność słoneczna
  Sama energia słoneczna zależy od pogody. Na północnych szerokościach geograficznych, zimą lub gdy jest pochmurno przez dłuższy czas, fotowoltaika nie zawsze dostarcza wystarczającej ilości energii, zwłaszcza gdy dodaje się dodatkowe obciążenia, takie jak ogrzewanie.
  
  
• Same baterie często nie wystarczają
  Baterie oferują magazynowanie, ale podczas dłuższych okresów bez energii słonecznej muszą być często ładowane lub po prostu nie są wystarczająco duże, by zapewnić samowystarczalną i długoterminową energię.
  
  
• Koszty utrzymania i eksploatacji
  Generatory kopalne, baterie wymagające regularnej wymiany lub inne tymczasowe rozwiązania oznaczają wysokie wymagania konserwacyjne i personelowe – co jest kosztowne i czasochłonne, zwłaszcza w odległych lokalizacjach.
  

Rozwiązanie: Samowystarczalne zasilanie energią za pomocą ogniw paliwowych

Nowoczesnym i skutecznym rozwiązaniem tych wyzwań są zasilania oparte na ogniwach paliwowych – zwłaszcza jako rozwiązanie hybrydowe połączone z energią słoneczną i magazynowaniem energii w bateriach.

Ogniwa paliwowe generują energię elektryczną bezpośrednio z paliwa chemicznego (np. metanolu lub wodoru), o wysokiej wydajności i niskiej emisji. Oferują one różne zalety w porównaniu z tradycyjnymi źródłami energii poza siecią.

• Działanie niezależne od warunków pogodowych
  W przeciwieństwie do czysto fotowoltaicznych, ogniwa paliwowe nie są zależne od słońca ani wiatru.
  
  
• Brak ruchomych elementów → wysoka niezawodność
  Mniejsze zużycie mechaniczne oznacza dłuższy czas pracy bez awarii czy konieczności konserwacji.
  
  
• Zasilacz ciągły
  Nawet przy bardzo niskich mocach słonecznych lub podczas pracy zimą system niezawodnie dostarcza energię dla wszystkich komponentów.
  
  
• Możliwe połączenie z systemami magazynowania energii
  W konfiguracjach hybrydowych ogniwo paliwowe przejmuje podstawowe zasilanie, podczas gdy energia słoneczna i bateria pokrywają krótkoterminowe szczyty obciążenia lub magazynują nadmiar energii.
  

Przykładowy scenariusz rozwiązania: Samowystarczalne zasilanie stacji wiatrowej
Praktyczny przykład autonomicznego zasilacza łączy kilka podejść:

Składniki

• Ogniwo paliwowe jako główne źródło energii
  

  zapewnia ciągłą energię niezależną od wydajności słonecznej.
  
  

• Moduły fotowoltaiczne jako uzupełnienie
  

  Pokrywa dużą część zapotrzebowania energetycznego w ciągu dnia i w dobrej pogodzie.
  
  

• Magazynowanie energii
  

  Buforuje krótkoterminowe wahania obciążenia i umożliwia energooszczędne szczytowe zasilanie.
  

Zalety tego rozwiązania:

Całodobowa energia dla czujników, rejestratorów danych, komunikacji i urządzeń peryferyjnych.
Niskie koszty utrzymania w porównaniu do kilku miesięcy kampanii pomiarowych.
Wysoka niezawodność operacyjna nawet w trudnych warunkach pogodowych lub odległych miejscach.

Ten przykład pokazuje, jak nowoczesne hybrydowe systemy ogniw paliwowych mogą elegancko i niezawodnie rozwiązywać wyzwania związane z dostawami energii poza siecią w technologii pomiarowej – zwłaszcza tam, gdzie klasyczne rozwiązania, takie jak generatory diesla czy sama energia słoneczna, osiągają swoje granice.