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Renewable Energy Powered Membrane Technology: Energy Buffering Control to Reduce Shut‐Down Events and Enhance System Resilience under Different Solar Days

Li, Sheying 1; Voigt, Achim 1; Cai, Yang-Hui ORCID iD icon 2; Schäfer, Andrea I. 2; Richards, Bryce S. ORCID iD icon 1
1 Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institute for Advanced Membrane Technology (IAMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

Fluctuating and intermittent solar energy cause shut-down and reduce resilience of photovoltaic powered membrane (PV-membrane) systems. A charge controller based on pre-set voltage thresholds for supercapacitors (SC) is designed and employed on varied solar days to cope with these issues. Several parameters—number of shut-down events (#SD), shut-down duration (tSD) and resilience factor in flux (RFflux)—are quantified. The controller reduces tSD by 37% (partly cloudy) and 12% (very cloudy), and #SD by 2 and 13 events, respectively. During the 90 min fluctuations, tSD is shortened to 1–4.5 min and #SD is reduced by 1–4 events for feed water salinities of ≤7.5 g L−1. Increasing the PV power capacity to 600–1000 W, zero #SD occurs and RFflux rises from 0.3 to 0.8, indicating enhanced system resilience.

Zugehörige Institution(en) am KIT Institute for Advanced Membrane Technology (IAMT)
Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2023
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2366-7486
KITopen-ID: 1000159959
HGF-Programm 12.17.21 (POF IV, LK 01) Membrane materials & processes in water process engineering
Weitere HGF-Programme 38.01.04 (POF IV, LK 01) Modules, Stability, Performance and Specific Applications
Erschienen in Advanced Sustainable Systems
Verlag Wiley-VCH Verlag
Band 7
Heft 7
Seiten Art.Nr.: 2300031
Vorab online veröffentlicht am 16.05.2023
Nachgewiesen in OpenAlex
Scopus
Dimensions
Web of Science
Globale Ziele für nachhaltige Entwicklung Ziel 6 – Sauberes Wasser und Sanitär-EinrichtungenZiel 7 – Bezahlbare und saubere Energie

Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000159959
Veröffentlicht am 29.06.2023
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1002/adsu.202300031
Scopus
Zitationen: 4
Dimensions
Zitationen: 1
Seitenaufrufe: 103
seit 29.06.2023
Downloads: 82
seit 04.07.2023
Cover der Publikation
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