埃及塞得港大学和英国思克莱德大学的科学家提出通过一种新颖的能源管理策略将压缩空气储能(CAES)与浮动光伏相结合。

“为了克服太阳能的间歇性和可用性问题，拟议的浮动光伏系统配备了环保的混合压缩空气储能系统，该系统由一种新颖的能源管理策略控制，以有效管理系统组件之间的功率流，而不会超过其安全运行允许的运行极限，”该研究的主要作者Erkan Oterkus告诉《光伏》杂志。“这种控制策略旨在确保满足负载要求并利用低品位光伏发电，从而减少任何电力浪费并提高系统效率。”

在提出的概念中，能源管理策略遵循确定性规则方法，该方法借助相关系统的燃油经济性或排放图来确定规则。该小组强调：“这种方法利用人类的专业知识、直觉、启发式方法和数学模型来生成一组预定规则，以控制系统组件的运行。”“这些规则是可解释的，可以进行调整，以在较低的计算负担下实现不同操作场景的更好性能。”

5 千瓦原型利用部分浮动的光伏板，这些光伏板与周围的水保持持续直接接触，从而提供高效、免费的冷却，并由于与周围水的热平衡而提高光伏板的效率。用于支撑光伏系统的浮动平台能够自动跟踪阳光以产生更多的太阳能，并通过调整平台的吃水和光伏板的倾斜角度来改变浸没率，以控制其冷却或清除任何积聚的灰尘或完全浸没光伏板，以避免在恶劣天气条件下造成任何损坏。

该存储系统被描述为集成了热能存储 (TES) 的非绝热 CAES 系统。它由四个无补偿空气钢罐组成，放置在浮动平台的角落。研究人员解释说：“在空气存储之前，热压缩空气会在热交换器中冷却下来。”“每当产生的光伏电力低于或高于空气压缩机所需的功率时，就建议将这些电能以热量的形式存储在 TES 中。”

热水箱还集成了热交换器，用于在压缩空气膨胀之前提高其温度。压缩空气在膨胀机中膨胀之前，通过热水箱释放并加热，以利用发电机再生电能。

通过一系列模拟，研究团队发现该系统的往返效率为 34.1%，火用效率为 41%，系统性能最强的时期是 12 月至 1 月。“与传统的 CAES 系统相比，拟议的混合 CAES 系统每年可节省 126.4% 的燃料天然气，”学者们强调。“燃料节省还将带来经济效益，因为系统运营成本每年可降低 27,690 美元。”

他们还发现，系统的能量和能量效率会受到各个组件效率的显著影响，他们表示，在非设计和部分负荷运行条件下，系统的能量和能量效率会降低。

该系统在《能源》杂志上发表的“部分浮动光伏电站的混合压缩空气储能系统和控制策略”中进行了描述。