Каб выкарыстоўваць інавацыі ў аднаўляльных крыніцах энергіі, зрабіць сетку больш гнуткай

Апошні дзень красавіка гэтага года быў тыповым вясновым днём у Каліфорніі. Свеціла сонца, дзьмуў вецер і цякла талая веснавая вада. З ідэальнымі ўмовамі для сонечнай, ветравой і гідраэнергетыкі дзяржава дасягнула прыкметнага першага ў галіне энергетыкі: каля гадзіны аднаўляльныя крыніцы энергіі забяспечвалі 100% электраэнергіі Каліфорніі і захапляльны погляд на нулявую будучыню.

Як бы важная ні была гэтая вяха, дзяржаве яшчэ трэба прайсці доўгі шлях, перш чым у яго будзе дастаткова магутнасці, каб бесперапынна сілкаваць сваю сетку без вугляроду. Новыя крыніцы аднаўляльнай энергіі з'яўляюцца ўвесь час, з сонечная чарапіца у сонечныя фермы, а ў рэшце рэшт, магчыма, нават сонечныя дарогі. Каб гэтыя фотаэлектрычныя інавацыі аказалі найбольшы ўплыў - пераўтварэнне святла ў электрычнасць без выкідаў - нам трэба пабудаваць сетку, якая можа забяспечыць надзейную і стабільную электраэнергію, паколькі яна ўключае ў сябе гэтыя тэхналогіі.

«Нам патрэбныя новыя крыніцы аднаўляльнай энергіі, каб пастаянна з'яўляцца, але забеспячэнне надзейнасці сеткі мае вырашальнае значэнне для выкарыстання іх абяцанняў. Гэтая напружанасць паміж інавацыямі і надзейнасцю з'яўляецца фундаментальнай праблемай пераходу на вуглярод». – Такадзіра Ішыкава, прэзідэнт і генеральны дырэктар Mitsubishi Heavy Industries America

Больш гнуткая сетка

Даданне большай колькасці ветравой і сонечнай энергіі ў сетку вельмі важна для пераходу ад вугляроду. Але паколькі гэтыя крыніцы не з'яўляюцца пастаяннымі - сонца і вецер, па сваёй прыродзе, з'яўляюцца перарывістымі - непазбежна будуць выпадкі, калі сонечная і ветравая генерацыя не будзе адпавядаць попыту. Гэтая зменлівасць ўскладняе падачу электраэнергіі ў сетку, якая павінна ўраўнаважваць выпрацоўваемую энергію з энергіяй, якая спажываецца секунда за секундай без перапынку.

Як зазначае Такадзіра Ішыкава, прэзідэнт і генеральны дырэктар Mitsubishi Heavy Industries America, «Нам патрэбныя новыя крыніцы аднаўляльнай энергіі, каб пастаянна з'яўляцца, але забеспячэнне надзейнасці сеткі мае вырашальнае значэнне для рэалізацыі іх абяцанняў. Гэтая напружанасць паміж інавацыямі і надзейнасцю з'яўляецца фундаментальнай праблемай пераходу да вугляроду».

Калі попыт на электраэнергію расце, энергетычным кампаніям патрэбна магчымасць без затрымкі павялічваць прапанову; альтэрнатыва - адключэнне і адключэнне. Практычна, пастаўшчыкі электраэнергіі павінны падтрымліваць магутнасць для вытворчасці большай колькасці электраэнергіі, чым выкарыстоўваецца ў дадзены момант. Тым не менш, яны павінны стратэгічна і гнутка задзейнічаць гэтую магутнасць, таму што, калі вытворчасць перавышае попыт, энергетычным кампаніям неабходна пазбавіцца ад лішняй нагрузкі, каб захаваць стабільнасць сеткі. Напрыклад, у красавіцкі дзень, калі Каліфорнія забяспечыла 100% неабходнай энергіі за кошт выкарыстання аднаўляльных крыніц, штат скончыў продаж лішніх электронаў іншым пастаўшчыкам электраэнергіі.

Чым больш аднаўляльных крыніц энергіі ўводзіцца ў сетку, тым большым становіцца рызыка перарываў і тым больш актуальнай з'яўляецца неабходнасць хутка і бесперашкодна збалансаваць нагрузкі. Такая эвалюцыя сеткі стварае праблему для вытворцаў. Большая частка існуючай інфраструктуры выпрацоўкі электраэнергіі патрабуе занадта шмат часу на запуск, каб быць хутка адпраўлены.

«Збалансаванне зніжэння выкідаў і надзейнасці з'яўляецца ключом да прасоўвання дабрабыту пры аднаўленні сеткі для будучага чыстай энергіі». – Рауль Перада, прэзідэнт і генеральны дырэктар Mitsubishi Power Aero

Адным з рашэнняў з'яўляюцца авіяцыйныя газавыя турбіны. Яны могуць вырабляць энергію па патрабаванні з невялікім часам запуску і гнуткасцю, каб затым хутка павялічвацца і памяншацца, што дапамагае пастаянна супастаўляць прапанову з попытам. Гэта дазваляе аператарам сетак дадаваць больш аднаўляльных крыніц энергіі ў свае сеткі без шкоды для надзейнасці. Гэтыя пікавыя ўстаноўкі гатовыя пры неабходнасці хутка ўключыць электраэнергію і запоўніць прабелы паміж попытам і вытворчасцю з іншых крыніц. Больш за тое, гэтыя турбіны могуць працаваць на шырокім спектры відаў паліва, такіх як прыродны газ, СПГ, прапан і неўзабаве сумесь вадароду і прыроднага газу, што дазваляе ім пераходзіць да рашэнняў з нізкім утрыманнем і без вугляроду.

«Збалансаванне зніжэння выкідаў і надзейнасці з'яўляецца ключом да дабрабыту, аднаўляючы сетку для будучага чыстай энергіі», - кажа Рауль Перада, прэзідэнт і генеральны дырэктар Mitsubishi Power Aero, вядучага пастаўшчыка глабальных энергетычных рашэнняў, якія працуюць ад аэравытворных газавых турбін.

Шукаем выйгрышаў

Усё больш гнуткая сетка адкрые магчымасці для выкарыстання сучасных інавацый у галіне аднаўляльных крыніц энергіі. Напрыклад, Праект Nexus, які адкрываецца гэтай восенню, пакажа канцэпцыю працы сонечных батарэй над каналамі, якія перамяшчаюць ваду па ўсёй Каліфорніі.

Гэта першы праект такога роду ў Злучаных Штатах, але гэтая канцэпцыя набірае абароты ў гарачым сухім клімаце сельскай Індыі. Нядаўні вучыцца выявілі, што ўстаноўка сонечных панэляў над 4,000-мільнымі каналамі Каліфорніі можа прадухіліць выпарэнне 63 мільярдаў галонаў вады кожны год, а таксама забяспечыць 13 гігават электраэнергіі - прыкладна ўдвая менш, чым штаце неабходна для дасягнення сваіх мэтаў у галіне аднаўляльных крыніц энергіі.

Аграэлектрычныя рашэнні, якія размяшчаюць сонечныя ўстаноўкі на сельскагаспадарчых угоддзях, прапануюць падобныя бяспройгрышныя сцэнары. Панэлі забяспечваюць добры мікраклімат для ценялюбных культур, а таксама корму для авечак, якія, у сваю чаргу, падтрымліваюць траву і пустазелле без неабходнасці спальвання выкапнёвага паліва.

Энергетычны пераход патрабуе шмат такіх рашэнняў. У нашым усё больш электрыфікаваным свеце яны павінны працаваць разам, каб забяспечваць чыстую і надзейную электраэнергію кругласутачна. Каб зрабіць 30 красавіка ў Каліфорніі^th Мы павінны дзейнічаць з крэатыўнасцю, тэрміновасцю і прадбачлівасцю, каб задаволіць сённяшнія патрэбы ў энергіі, адначасова ствараючы гнуткую, устойлівую энергетычную сістэму заўтрашняга дня.

ЗВЯЗАНЫЯ ЗМЕСТ

Пазнаёмцеся з пакаленнем Green, інжынерамі, якія дапамагаюць дэкарбанізаваць энергетыку і прамысловасць [Відэа]

Парада маладым інжынерам: прымяняйце сваё ўяўленне

Рэзкая розніца паміж глабальным пацяпленнем на 1.5°C і 2.0°C