Abstract

Mar uidheamachd còmhdhail lionn fìor èifeachdach a thathas a’ cleachdadh gu farsaing ann am pròiseactan glèidhteachais uisge, gnìomhachas peitriceimiceach, agus siostaman solar uisge bailteil, tha pumpaichean roth-uidheam inghearach ioma-ìre a’ dèanamh suas 30% -50% de chaitheamh lùtha iomlan an t-siostaim. Bidh dòighean smachd astar seasmhach traidiseanta a’ fulang le sgudal lùtha air sgàth ‘s nach eil iad comasach air a bhith a’ freagairt ri iarrtasan sruthadh gu dinamach. Le inbheachd teicneòlas smachd astar tricead caochlaideach (VFS), thèid a chleachdadh ann an sàbhaladh lùthapumpaichean roth-uidheam inghearach ioma-ìreair a thighinn gu bhith na mheadhan aig a’ ghnìomhachas. Bidh am pàipear seo a’ sgrùdadh prìomh luach shiostaman VFS bho phrionnsapalan teignigeach, buaidhean practaigeach sàbhalaidh lùtha, agus seallaidhean eaconamach.

I. Prionnsabalan Teicnigeach agus So-fhreagarrachd shiostaman smachd astar tricead caochlaideach gu pumpaichean turbain inghearach ioma-ìre

1.1 Prionnsapalan bunaiteach airson smachd astar tricead caochlaideach

Bidh siostaman VFS ag atharrachadh tricead solar cumhachd motair (0.5-400 Hz) gus astar pumpa (N∝f) a riaghladh, mar sin a’ cumail smachd air ìre sruthadh (Q∝N³) agus ceann (H∝N²). Bidh prìomh luchd-riaghlaidh (me, VFDn) a’ cleachdadh algoirmean PID airson smachd mionaideach air cuideam sruthadh tro atharrachadh tricead fiùghantach.

1.2 Feartan obrachaidh phumpaichean turbain inghearach ioma-ìre agus cho freagarrach sa tha iad do VFS

Prìomh fheartanigabhail a-steach:
• Raon àrd-èifeachdais cumhang: buailteach do chrìonadh èifeachdais nuair a bhios tu ag obair air falbh bho phuingean dealbhaidh
• Caochlaidhean srutha mòra: A' cur feum air atharrachadh luaths tric no obair-tòiseachaidh air sgàth sin siostam atharrachaidhean cuideam
• Crìochan structarail shailean fada: Tha smeòrach bhalbhaichean traidiseanta ag adhbhrachadh call lùtha agus cùisean crith

Bidh VFS ag atharrachadh astar gu dìreach gus coinneachadh ri riatanasan sruthadh, a’ seachnadh sònaichean èifeachdais ìosal agus a’ leasachadh èifeachdas siostam gu mòr.

II. Mion-sgrùdadh Èifeachdas Sàbhalaidh Lùth air Siostaman Smachd Luas Freiceadan Caochlaideach

2.1 Prìomh dhòighean airson Leasachadh Èifeachdas Lùtha

(Càite ΔPbhalbh a’ riochdachadh call cuideam smeòrach bhalbhaichean)

2.2 Dàta cùis tagraidh practaigeach

• **Pròiseact Ath-shuidheachadh Ionad Solarachaidh Uisge:**

· Uidheam: 3 XBC300-450 pumpa inghearach ioma-ìre (155 kW gach)

· Ro ath-shuidheachadh: Caitheamh dealain làitheil ≈ 4,200 kWh, cosgais bliadhnail ≈$39,800

· Às deidh ath-shuidheachadh: Lùghdaich caitheamh làitheil gu 2,800 kWh, sàbhalaidhean bliadhnail ≈$24,163, ùine pàighidh air ais <2 bhliadhna

III. Measadh Eaconamach agus Mion-sgrùdadh Toradh Tasgadh

3.1 Coimeas cosgais eadar dòighean smachd

3.2 Àireamhachadh Ùine Pàighidh Tasgadh

Eisimpleir: Àrdachadh cosgais uidheamachd$27,458, sàbhalaidhean bliadhnail$24,163 → ROI ≈ 1.14 bliadhna

3.3 Buannachdan Falaichte Eaconamach

• Beatha uidheamachd leudaichte: 30% -50% cearcall cumail suas nas fhaide air sgàth caitheamh giùlain nas lugha
• Lùghdachadh sgaoilidhean gualain: Lùghdaich sgaoilidhean CO₂ pumpa singilte bliadhnail le ~45 tonna gach 50,000 kWh a chaidh a shàbhaladh
• Brosnachaidhean poileasaidh: Gèilleadh ri Sìona Stiùireadh Diagnosis Glèidhteachas Cumhachd Gnìomhachais, ion-roghnach airson subsadaidhean teicneòlas uaine

 IV. Sgrùdadh Cùise: Ath-dhealbhadh Buidheann Pump Ioma-ìre Iomairt Petroceimiceach

4.1 Cùl-fhiosrachadh a’ Phròiseact

• Duilgheadas: Dh'adhbhraich stad tric air pumpaichean gluasaid ola amh cosgaisean cumail suas bliadhnail >$109,832 Gu bhith siostam caochlaidhean cuideam
• Fuasgladh: Stàladh 3 × 315 kW VFDs le mothachaidhean cuideam agus àrd-ùrlar sgrùdaidh sgòthan

4.2 Builean Gnìomhachaidh

• Meatairean lùtha: Lùghdaich caitheamh cumhachd per-pump bho 210 kW gu 145 kW, thàinig piseach air èifeachdas an t-siostaim le 32%
• Cosgaisean obrachaidh: Lùghdaich ùine fàilligeadh 75%, lughdaich cosgaisean cumail suas bliadhnail gu$27,458.
• Buannachdan eaconamach: Cosgais làn ath-shuidheachadh air fhaighinn air ais taobh a-staigh 2 bhliadhna, prothaid lom tionalach >$164,749

V. Claonaidhean agus Molaidhean san àm ri teachd

1. Ùrachaidhean tuigseach: Amalachadh algorithms IoT agus AI airson smachd lùth ro-innseach

2. Iarrtasan àrd-bhruthadh: Leasachadh VFDn a tha freagarrach airson pumpaichean ioma-ìre 10 kV+

3. Riaghladh cuairt-beatha: Stèidheachadh mhodalan càraid didseatach airson optimization cuairt-beatha lùth-èifeachdach

Co-dhùnadh
Bidh siostaman smachd astar tricead caochlaideach a’ coileanadh leasachaidhean mòra ann an èifeachdas lùtha agus lughdachaidhean cosgais obrachaidh ann am pumpaichean roth-uidheam inghearach ioma-ìre le bhith a’ maidseadh gu mionaideach ri riatanasan ceann-sruth. Tha sgrùdaidhean cùise a’ nochdadh amannan pàighidh àbhaisteach de 1-3 bliadhna le buannachdan mòra eaconamach is àrainneachdail. Le bhith ag adhartachadh digiteachadh gnìomhachais, bidh teicneòlas VFS fhathast mar phrìomh fhuasgladh airson optimization lùth pumpa.