Aralıklı enerji kaynağıdır - Intermittent energy source

150 MW Andasol güneş enerjisi istasyonu bir ticari parabolik oluk güneş enerjisi bulunan santral, İspanya . O güneşin olmadığı bile üreten elektrik devam edebilmesi için Andasol bitki güneş enerjisini depolamak için erimiş tuz tankları kullanmaktadır.
Verimli sağlamak Tuz Tankları İnşaat termal enerji depolama o çıkış güneş battıktan sonra sağlanabilir ve çıkış talebi gereksinimlerini karşılamak için planlanmış olabilir böylece. 280 MW Solana Yaratma İstasyon enerji depolama altı saat sağlamak için tasarlanmıştır. Bu bitki, bir yıl boyunca nominal kapasitesinin yaklaşık yüzde 38'i oluşturmasına olanak sağlar.

Bir kesintili enerji kaynağı herhangi kaynağıdır enerjiye dönüştürme için sürekli mevcut değildir elektrik kullandığı için ve dış doğrudan kontrol birincil enerji saklanamaz. Aralıklı enerji kaynakları öngörülebilir olabilir ama olamaz sevk elektrik güç sisteminin talebi karşılamak için.

Bir elektrik güç sisteminde aralıklı kaynakların kullanımı genellikle aksi diğer tarafından tüketilen olacağını depolanabilir birincil enerji değiştirir santrallerinin . Başka bir seçenek biçiminde gerektiğinde daha sonra kullanmak için olmayan yük dağıtımına enerji kaynakları tarafından üretilen elektrik, örneğin depolamak için pompalanır depolama , basınçlı hava ya da pil . Üçüncü bir seçenek ise sektör kavrama merkezi ısıtma düzenleri için elektrikli ısıtma ile örneğin.

Aralıklı gücün küçük miktarlarda kullanılması üzerinde çok az etkisi vardır ızgara işlemleri. Aralıklı gücün daha büyük miktarlarda kullanılması yükseltmeleri veya ızgara altyapısının bile yeniden tasarlanması gerektirebilir.

terminoloji

Çeşitli anahtar terimler aralıklı güç kaynaklarının sorunu anlamak için yararlıdır. Bu terimler standardize edilmemiştir ve varyasyonlar kullanılabilir. Bu terimlerin çoğu da geleneksel santrallere geçerlidir.

  • Sürekliliğidir ölçüde anlamına gelebilir, bir güç kaynağı istemeden durdurulmuş veya yok, ama kesintili sıkça eşanlamlı olarak kullanılmaktadır olduğu değişkenlik bir güç kaynağı çıkışı bir değişim gösterebilir ne ölçüde.
  • Görevlendirilebilirliğini veya manevra kabiliyeti artırmak ve talep üzerine hızla çıktı azaltmak için belirli bir güç kaynağının yeteneğidir. Kavramı intermittency ayrıdır; görevlendirilebilirliğini sistemi talebi (teknik yükler) için çeşitli yollar sistem operatörleri maç kaynağına (jeneratör çıkışı) biridir.
  • Penetrasyon Bu bağlamda genel olarak yıllık tüketimin yüzdesi olarak üretilen enerji miktarını ifade etmek için kullanılır.
  • Nominal gücü ya da plakası kapasitesi , normal çalışma koşulları bir üretim tesisinin maksimum çıkış belirtmektedir. Bu, en yaygın numara kullanılır ve tipik olarak çoğalır eksprese edilen Watt .
  • Kapasite faktörü , ortalama kapasite faktörü ya da yük faktörü genellikle yıllık bir süre boyunca bir jeneratörün ortalama beklenen çıkışı vardır. Tabela kapasitesinin bir yüzdesi olarak veya ondalık bir formda (örneğin,% 30 ya da 0.30) olarak ifade edilir.
  • Kapasite kredi : Genellikle nominal gücünün bir yüzdesi olarak ifade edilen istatistiksel güvenilemez bir güç kaynağından çıkışının genellikle miktarı, uzun bir süre içinde hemen hemen minimum güç.
  • Firma kapasitesi olarak temin edilmesi garanti edilebilir güç miktarı baz gücü
  • Kapasite Olmayan firma üzerinde yüksek bir fiyata satılacak genellikle firma kapasitesinin üzerinde güç miktarı spot piyasada

Çeşitli güç kaynaklarından sürekliliğidir

Güneş enerjisi

San Francisco, AT & T parkında güneş panellerinin çıkışına mevsimsel değişimi

Güneş kaynaklardan yenilenebilir elektriğin üretimi, belirli bir yerde ve zamanda güneş ışığı miktarına bağlıdır olarak aralıklılığının doğal olarak, güneş enerjisi etkiler. Güneş çıktı, gün boyunca ve mevsim değişir ve toz, sis, bulut örtüsü, don veya kar etkilenir. Mevsimsel faktörlerin birçoğu oldukça tahmin edilebilir ve bazı güneş enerjisi sistemleri tam bir gün boyunca ızgara güç üretmek için ısı depolama faydalanmak.

  • Sürekliliğidir: Bir yokluğunda enerji depolama sistemi , güneş geceleri veya kötü hava koşullarında güç üretmez ve yaz ve kış arasında değişmektedir. Sadece zirve için elektrik üretmek için tasarlanmıştır zaman klima yaz aylarında yükler, hiçbir sürekliliğidir yoktur; kışın zirve yükler için rüzgar enerjisi ile tamamlanabilir edilebilir.
  • Kapasite faktörü Massachusetts 12-15% olarak Fotovoltaik güneş. Arizona 19% olarak Fotovoltaik güneş. Termal güneş parabolik oluk depolama% 56 ile. Termal güneş enerjisi kule depolama% 73 ile.

Güneş üretilecek elektriğin intermittency etkisi talebi ile kuşağın korelasyon bağlı olacaktır. Örneğin, gibi güneş termik santraller Nevada Solar One biraz böyle güney-batı ABD gibi önemli soğutma talepleri, olduğu bölgelerde yaz zirve yükleri eşleştirilir. Küçük İspanyolca gibi Termal enerji depolama sistemleri Gemasolar THERMOSOLAR Plant güneş arz ve yerel tüketim arasındaki maçı geliştirebilir. Isı depolama kullanılarak geliştirilmiş kapasite faktörü maksimum kapasitede bir azalmayı temsil etmektedir, ve kullanılan sistem enerjisini üreten toplam süresini uzatır.

Rüzgar enerjisi

Erie Shores Rüzgar Çiftliği , iki yıllık bir süre içinde aylık çıkış
bütün bir yıl boyunca Güney Dakota elektrik ihtiyacının yüzde 20'den fazla rüzgâr gücünden oluşturulur.

Rüzgar enerjisi değişken bir kaynaktır ve bir bitkide, zaman içinde herhangi bir noktada üretilen elektrik miktarı rüzgar hızları, hava yoğunluğu ve (diğer faktörlerin yanı sıra), türbin özelliklerine bağlıdır. Rüzgar hızı (yaklaşık 2,5 m / s'den daha az) çok düşükse o zaman türbinleri kapatılacak gerekecektir rüzgar türbinleri elektrik yapmak mümkün olmayacaktır ve bu (yaklaşık 25 m / s'den daha fazla) çok yüksek ise zarar görmemesi için. yerel rüzgar hızları daha fazla türbin daha büyük ve daha geniş alanlar üzerinden bağlı olarak tek bir türbinden gelen çıkış, ve büyük ölçüde hızlı bir şekilde değişebilir olmakla birlikte, ortalama güç çıkış az değişken hale gelir.

  • Kesiklilik: daha küçük bölgeler sinoptik ölçekli yerel koşullar özel rüzgarlar lehine sürece (ortalama ülkenin büyüklüğü), çoğunlukla aynı hava ve dolayısıyla aynı rüzgar gücü etrafında var. Bazı çalışmalarda rüzgar çiftlikleri bir bütün olarak nadiren tamamen güç üreten durduracak bir coğrafi olarak farklı bir alana yayılmış olduğunu göstermektedir. Ancak bu nadiren küçük rüzgar gücü ile yılda birkaç gün var böyle İrlanda, İskoçya ve Danimarka gibi tekdüze coğrafyayla küçük alanlar için geçerlidir.
  • Kapasite Faktörü rüzgar güç tipik olarak% 20-40 arasında bir kapasite faktörü yer alır.
  • Görevlendirilebilirliğini: Rüzgar enerjisi "yüksek olmayan yük dağıtımına" dir. ABD ızgaranın büyük bölümünü faaliyet MISO, kendi kontrolü altında rüzgar gücü 13.000 MW vardır ve yük dağıtımına aralıklı kaynaklar olarak çalıştırarak rüzgar gücünün bu büyük miktarda yönetme kabiliyeti vardır.
  • Kapasite Kredi: penetrasyon düşük seviyelerinde, rüzgarın kapasite kredi kapasitesi faktörü olarak aynıdır. Izgara üzerindeki rüzgar güç yoğunluğu arttıkça, kapasite kredi yüzdesi düşer.
  • Değişkenlik: bağımlı Sitesi. Deniz meltemleri çok daha sabit kara meltemleri daha vardır. Mevsimsel değişkenlik% 50 üretimini azaltır.
  • Güvenilirlik : Bir rüzgar santrali yüksek teknik güvenilirliği rüzgar estiğinde vardır. Bu, herhangi bir zamanda çıkışı, düşen rüzgar hızlarında veya fırtına (ikinci gerektiren emniyetli kapama) yavaş yavaş değişir ancak olacaktır vardır. Eşdeğer büyüklükteki santral tamamen anlık ve uyarmadan başarısız olabilir oysa tipik rüzgar çiftliği, uçta yarısından az bir saat içinde kapatmak zorunda olası değildir. Rüzgar türbinlerinin aşağı toplam kapalı hava tahmini yoluyla tahmin edilebilir. Bir rüzgar türbininin ortalama durumu% 98 olan, ve bir türbin başarısız veya bakım için kapatma olduğunda sadece büyük rüzgar parkının çıkışının küçük bir yüzdesini etkiler.
  • Öngörülebilirlik : rüzgar değişken olmasına rağmen, kısa vadede tahmin edilebilir. Rüzgar çıkış bir saat ve 5 saatte% 10 ya da daha çok değişeceğini% 40 şans% 10'dan daha az değişeceği% 80 ihtimaldir. Olarak öngörülebilirlik artar hava tahminleri daha iyi hale gelir.

Amerika Birleşik Devletleri rüzgar 2007'de yapılan bir çalışmaya göre, ızgara üzerinden bağlanmış on veya daha fazla yaygın olarak ayrılmış rüzgar santrali 33'den güvenilir olarak ortalama çıkış (nominal kapasitenin% 15-20) 47% için güvenilebilir olabilir Baz yükün güç sürece, en az kriterler rüzgar hızı ve türbin yüksekliği için bir araya gibidir. Yaz yoğun talebi karşılamak için mevcut üretim kapasitesinin hesaplanırken, ercot plakası kapasitesinin% 8.7 rüzgar nesil sayar (Texas ızgara yönetir).

Rüzgar yaklaşık% 16 oluşturur (EWEA - 2011 Avrupa İstatistik Şubat 2012) elektrik enerji İspanya ve Portekiz ,% 9 İrlanda'da ve% 7 Almanya . Rüzgar üretilen yıllık elektrik% 40 civarında sağlar Danimarka (en fazla 2005 yılında% 20 den); Danimarka ve AB ızgara, özellikle Norveç Hydro gelen açıklara sırasında fazlalarını ve ithalat ihracat hacmi bu yüzdeyi karşılamak için, talep ile arz dengelemek için.

rüzgar enerjisi küçük jeneratörler çok sayıda tarafından oluşturulan olduğundan, bireysel hataları enerji ağları büyük ölçüde etkileyebilir yok. Rüzgar Bu özellik, esnekliği olarak adlandırılır edilmiştir.

Soğuk hava daha yoğun ve rüzgar enerjisi üreten bu nedenle daha etkili olduğu için rüzgâr enerjisi hava sıcaklığı etkilenir. Bunun bir sonucu olarak, rüzgar gücü (daha fazla çıkış yaz kış olarak) mevsimsel etkilenen ve günlük ısı değişimlerinden edilir. Sırasında 2006 Kaliforniya sıcak hava dalgası çıktısında Kaliforniya'da rüzgar gücü önemli ölçüde yedi gün boyunca kapasitesinin 4 ortalama% düştü. Benzer bir sonuç, sırasında görüldü 2003 Avrupa sıcak hava dalgası Fransa, Almanya ve İspanya'da rüzgar gücünün çıkış pik talep zamanlarda% 10'un altında düştü. Isı dalgaları kısmen büyük miktarda neden olduğu güneş ışınımı .

Ontario beş rüzgar çiftliklerinin saatlik çıkışının Beş gün

EnergyPulse bir makaleye göre, "gelişme ve rüzgar enerjisi üretiminden değişkenliği ile uğraşan etkili bir araç sağlayacaktır gün öncesi ve gerçek zamanlı piyasalar iyi işleyen genişlemesi."

Nükleer güç

Birkaç yazar hiçbir enerji kaynağı tamamen güvenilir olduğunu söylediler. Amory Lovins nükleer santraller olduğunu söylüyor aralıklı uzun süre boyunca sık sık, bazen beklenmedik başarısız olacağını içinde. Örneğin, Amerika Birleşik Devletleri'nde, 132 nükleer tesisler inşa edildi ve başka% 27 en az bir kez tamamen bir yıl veya daha uzun süre başarısız varken% 21 kalıcı ve zamansız nedeniyle güvenilirliği veya maliyet sorunlarına kapatıldı. Planlanan yakıt ikmali ve bakım için her 17 ayda bir kalan ABD nükleer tesisler tam zamanlı tam yük potansiyelinin yaklaşık% 90'ını, ama onlar bile 39 gün boyunca (ortalama) kapatılması gerekir. Nükleer (ve merkezi fosil yakıtlı) santrallerde böyle Kesiklilik ile başa çıkmak için, kamu anlık kullanıma hazır iplik kabaca% 15 ekstra kapasite "rezerv marjı" yükleyin.

Çözme aralıklılığının

En enerji ağları içinde aralıklı yenilenebilir penetrasyonu 2014 yılında düşük, küresel elektrik üretimi% 3,1 rüzgar tarafından sağlandı ve% 1 güneş. Rüzgar elektrik enerjisinin yaklaşık% 16 oluşturur İspanya ve Portekiz , 15,3% İrlanda'da ve% 7 Almanya . 2014 itibariyle rüzgar üretilen elektriğin% 39 sağlar Danimarka . Penetrasyon bu seviyede çalıştırmak için, Danimarka talep ile arz dengelemek için karşı açıklara sırasında ve komşu ülkelerden, Norveç'ten özellikle hidroelektrik enerji, gelen fazlalarını ve ithalat ihracat. Ayrıca kombine ısı ve güç (çok sayıda kullanır CHP hızla çıkış ayarlayabilirsiniz) istasyonları.

yenilenebilir enerji kaynakları sürekliliğidir ve değişkenlik azalır ve bunların teknoloji tipini ve coğrafi konumu çeşitlendirilmesi değişimlerini tahmini ve (örneğin, hidro, jeotermal ve biyokütle gibi) yük dağıtımına yenilenebilir ile bütünleştirerek yerleştirilebilir. enerji depolama ve talep tepki ile bu birleştirerek güvenilir gerçek zamanlı enerji talebini eşleşebilir bir güç sistemini oluşturabilir. yenilenebilir sürekli yüksek seviyelerde entegrasyonu başarıyla gösterilmiştir:

2009 yılında, Amerikan sekiz ve üç Avrupalı yetkililer, önde gelen elektrik mühendislerinin mesleki dergide yazı, 'elektrik şebekelerinin tarafından yerleştirilebilir rüzgar enerjisi miktarına güvenilir ve sağlam teknik sınırı' bulamadık. Aslında doğu ve batı ABD bölgeleri için 200'den fazla uluslararası çalışmalar, ne de resmi çalışmaların, bir değil, ne de Uluslararası Enerji Ajansı , majör maliyetler veya teknik bariyerler güvenilir şebekesine% 30 değişken yenilenebilir malzemeleri kadar entegre etmek bulmuştur ve bazı çalışmalarda çok daha fazlası.

Harvard University bir araştırma grubu merkezi ABD'de birleştirilmiş bir rüzgâr santrali sistemi için çıkışların değişkenlikte azalma Meteorolojik tanımlanmış sınırları miktarı:

herhangi bir bölgesinde yer alan, tek bir rüzgar enerji santrali ile ilgili çıkışı ile sorun dakika gün entegre güç sistemine ilgili çıkışları katılması için zorluklar poz arasında değişen zaman ölçeklerinde değişken olmasıdır. yüksek frekans (günde bir kez daha kısa), ayrı ayrı rüzgar çiftliklerinden katılım değişkenliği olarak üretilen küçük çaplı sınır tabakası esas olarak belirlenir. Düşük frekanslı değişkenliği (günde bir kez daha uzun bir süre) birkaç günlük bir karakteristik zaman ölçeği ile atmosferde geçici dalgaların geçişi ile bağlantılıdır. rüzgar enerjisi yüksek frekans değişkenlik önemli ölçüde merkezi ABD on durum bölge üzerinde eşit olarak dağılmış, 5 ila 10 rüzgar çiftliklerinden birleştirme çıktıları tarafından azaltılabilir. Zaman operatörler rüzgardan zamanlama öngörülen katılım çoklu hava tahminleri yararlanmak sağlayan bir günden daha uzun ölçeklerde bağlanmış sisteminin geri kalan değişkenlik% 95'inden fazlası konsantre edilir.

Mark Z. Jacobson rüzgar, su ve güneş teknolojileri dünyanın enerji ihtiyacının çoğunluğunu sağlamak için entegre edilebilir nasıl okudu. O bir "akıllı karışımı" savunan yenilenebilir enerji güvenilir bir elektrik talebini karşılamak için kaynaklar:

Fırtınalı koşullarında rüzgar esiyor güneş parlamaya vermediğinde ve güneş genellikle jeotermal istikrarlı temel sağlar ve hidroelektrik çağrılabilir, özellikle talebin karşılanması doğru uzun bir yol gidebilir rüzgar ve güneş enerjili birleştirerek, küçük rüzgar ile sakin günlerde parlar Çünkü ile boşlukları doldurmak için.

Mark A. Delucchi ve Mark Z. Jacobson onlar güvenilir elektrik talebini karşılayacak şekilde yenilenebilir enerji sistemleri tasarlamak ve çalıştırmak için en az yedi yolları olduğunu iddia:

  1. (Örneğin, rüzgar, güneş, ve gelgit gibi) Ara bağlantı coğrafi olarak, teknolojik olarak çeşitli yenilenebilir üretim tipi günlük besleme değişkenlik düzeltmek için. Örneğin, güneş enerjisi üretim öğleyin yüksek olduğunu ve rüzgar gece ve sabah erken genellikle güçlü olduğu. Birleştirilen güneş rüzgar kaynak, ya ayrı bir kaynaktan daha düşük bir değişkenliğe sahiptir.
  2. isteğe bağlı ve aralıklı kaynak üretimi arasındaki enerji açığı doldurmak için (örneğin, hidroelektrik, jeotermal ve biyokütle gibi), yük dağıtımına yenilenebilir enerji jeneratörleri kullanın.
  3. Yenilenebilir kuşak düşük olduğu zamanlarda uzak yenilenebilir enerji mevcut olduğu bir zamanda esnek yük kayması, ve talep yanıt (veya talep tarafı yönetim) kullanın. Bu yüklerin alınması ve yerel elektrik veya elektrik şebekesi operatörü fiyat ya da kontrol sinyallerine karşılık veren yeteneğine sahip olmasını gerektirir.
  4. nesil yükünü karşılamak için yeterli olmadığı zaman, aksi takdirde zamanlarda daha sonra kullanılmak üzere, kısıtlandığını olacağını aşırı yenilenebilir enerji, saklayın. Bazı enerji depolama teknolojisi türleri hidroelektrik, elektrokimyasal piller, volanlar, basınçlı hava ve hidrojen pompalanır içerir. Bunlar enerji depolama kaynaklarının ev ve iş adresteki “metre arkasında” veya elektrik grid başka bir noktada, aralıklı nesil yakınında yer alabilir. Müşteri oturtulmuş depolama genellikle yoğun olmayan saatler doğru ızgara güç tüketimini kaydırmaya, böyle fotovoltaik panelleri gibi dağılmış enerji kaynaklarının kendini tüketimini artırmak ve talep ücretlerini azaltmak için kullanılır. Izgara ölçekli depolama tipik olarak frekans kontrolü, eş zamanlı “iplik” yedek kapasite ve yük-şu şekilde ızgara yardımcı hizmetler sağlamak için kullanılır.
  5. Aşırı boyutu yenilenebilir enerji talep daha az olduğu zaman süreleri en aza indirmek için, ve esnek bir taşıma ve ısı kullanım için hidrojen üretmek için yedek güç sağlamak için yenilenebilir tepe üretim kapasitesi.
  6. Ek bir depolama kaynağı olarak elektrikli araçlar kullanın. V1G (tek yönlü idare şarj) olarak bilinen bu teknoloji, ilk nesil, şebeke gücü, sadece araç içine akan, ek bir yükünü alabilmesi zamanlarda “akıllı şarj” içerir. V2b (araca-to-bina) olarak bilinen bir başka gelişme, uygun zamanlarda araca iki yönlü güç akışını görür ve aracın dışına talebini bina karşılamak için. V2G (bilinen en ileri şekilde, araç-to-grid ), gerektiğinde şebekeye geri EV dışa güç görür.
  7. enerji arz ihtiyaçları için daha iyi planına hava (rüzgar, güneş ışığı, dalgalar, gelgit ve yağış) Tahmini.

Teknolojik çözümler Böyle artan arabağlantı (olarak var büyük ölçekli rüzgar enerjisi tipi kesiklilik hafifletmek için Avrupa süper ızgara ), Talep yanıtı , yük yönetimi , dizel jeneratörler de ( İngiliz Ulusal Şebekeye , Frekans Yanıtı / Ulusal Grid Rezerv Servisi tipi düzenleri ve kullanımı akademisyenler ve ızgara operatörleri tarafından bekleme. Çalışmalarına mevcut elektrik santralleri intermittency telafi maliyeti şu anda bugün Büyük kullanımda düşük seviyelerin üzerinde penetrasyon seviyelerinde yüksek olması bekleniyor verdiğini belirtmek dağıtılan elektrik hatları yüksek başa daha iyi edebiliyoruz küçük, bağımsız şebekeler daha penetrasyon seviyesi. varsayımsal Avrupa genelinde elektrik şebekesi için analiz,% 70 kadar yüksek olduğu bir rüzgar enerjisi penetrasyon seviyelerini göstermiştir uygulanabilir, ve bu ekstra iletim hatlarının maliyeti sadece yaklaşık% 10 olacaktır türbin maliyet çevresinde bugünkü fiyatlar gücü elde edilir. daha küçük ızgaralar oranının yüksek seviyelerine karşı daha az dayanıklı olabilirler.

Kaynağına güç talebini Eşleştirme aralıklı güç kaynaklarına özgü bir sorun değildir. Mevcut elektrik hatları zaten talep ve öngörülemeyen santral arızaları ani ve büyük değişiklikler de dahil olmak belirsizlik unsurları içermektedir. Elektrik hatları zaten bu sorunlarla başa çıkmak için öngörülen tepe talebin üzerinde bazı kapasitesine sahip olması tasarlanmıştır rağmen, önemli yükseltmeleri aralıklı gücün büyük miktarlarda uygun gerekebilir. Uluslararası Enerji Ajansı (IEA) devletler: "rüzgar gücü durumunda, operasyonel rezerv tahmini ve üretim ve talebin gerçek hacimleri arasındaki farklar aşılabileceğini sağlamak için gereken ek üreten rezervi olan Yine, dikkat edilmelidir. Bu rezervin zaten önemli miktarda nedeniyle ızgaranın genel güvenlik ve kalite taleplerine ızgarada faaliyet gösteriyor. bunun değişkenliği kestirilemezliği arttıkça Rüzgar sadece mademki ek talepleri uygular. Ancak bu faktörler sistem operatörlerine tamamen yeni bir şey değildir. ekleyerek başka değişken, rüzgar enerjisi tür belirsizlik derecesini değiştirir ama ..."

yeterli enerji depolama ile, son derece değişken ve aralıklı kaynaklar bölgeler elektrik gücü tüm sağlayabilmektedir. Güneş elektriğin yarısını sağlayacak ve% 20 bir güneş kapasite faktörü kullanılarak için, güneş için toplam kapasite ızgaraları ortalama günlük yük 250% olur. Rüzgar elektriğin yarısı ve% 30 bir rüzgar kapasite faktörü kullanarak sağlamak için rüzgar için toplam kapasite ızgaraları ortalama günlük yükü% 160 olacaktır.

Bir pompalı depolama tesisi daha sonra pik talep yani kapasiteli, ızgaralar haftalık yük için yeterli su depolamak: ızgara ortalama% 200. Bu kapalı ve rüzgarsız koşullardan bir hafta izin verecek. Yapı depolama ve toplam üretim kapasitesi altı kez ızgara ortalama olarak ilişkili olağandışı maliyeti vardır.

değişkenlik dengeleme

rutin tedarikçiler ızgara besleyen elektrik miktarında büyük dalgalanmalar sürücü talep desenleri gibi elektrik gücü tüm kaynakları, değişkenlik bir ölçüde var. Mümkün olduğunda, ızgara işlemleri prosedürleri güvenilirliği yüksek seviyelerde talep ile arz maç için tasarlanmıştır ve araçlar etkilemeye arz ve talep iyi gelişmiş bulunmaktadır. çok değişken enerji üretimi büyük miktarda giriş mevcut usul ve ek yatırımlar değişiklik gerektirebilir.

Güvenilir kapasitesi yenilenebilir enerji kaynağının, kullanımı ile yerine getirilebilir yedekleme veya ekstra altyapı ve teknoloji elektrik üretmek için karışık yenilenebilir enerji kullanan, aralıklı ortalamanın üzerinde düzenli ve beklenmeyen arz talepleri karşılamak için kullanılabilir. Ayrıca, sıkıntı bir kesiklilik doldurmak için enerji veya acil durumlar için depolama parçası olabilir güvenilir güç kaynağı.

Operasyonel rezerv

Tüm yönetilen ızgaralar zaten elektrik şebekesi mevcut belirsizlikler telafi etmek mevcut operasyonel ve "iplik" rezerv var. rüzgar gibi aralıklı kaynağının eklenmesi% 100 rezervlerini işletme ve dengeleme gereksinimleri sistem genelinde bazda hesaplanan ve belirli üretim tesisine adanmış verilmediğinden "back-up" gerektirmez.

  • Bazı kömür, gaz veya hidroelektrik santralleri kısmen talep değiştikçe değiştirmek veya hızlı kayıp kuşak yerine kontrol daha sonra yüklenir ve. talep değiştikçe değiştirme yeteneği "yanıtını" olarak adlandırılmaktadır. hızla 30 dakikaya genellikle 30 saniye süre zarfında, kayıp nesil değiştirmek için yeteneği, "rezerv iplik" olarak adlandırılmaktadır.
  • Olarak çalışan Genellikle ısı bitkiler zirve bitkiler bunlar olarak çalışan durumdan daha az etkili olacaktır baz yükte .
  • (Geleneksel baraj konfigürasyonu gibi) depolama kapasitesine sahip Hidroelektrik tesisleri baz yük ya da zirve bitkiler olarak çalıştırılabilir.
  • Rüzgardan elektrik çıkışı değişir Uygulamada, daha önce tepki ve rezerv temin etmek üzere mevcut olan kısmen yüklü geleneksel bitki, telafi etmek için üretimlerinin ayarlanması.
  • Aralıklı gücün düşük girmeler yanıt ve iplik rezervinin mevcut düzeylerini kullanabilirler, yüksek girmeler seviyelerinde daha büyük bir toplam varyasyon ek rezerv veya diğer dengeleme araçlarını gerektirmektedir.

Talep azaltma veya artırma

  • Talep yanıtı hızlı ertelenebilir yükler serbest ya da arz / talep dengesizlikleri düzeltmek için ek enerji emebilir iletişim ve anahtarlama cihazlarının kullanımı ile ilgilidir. Teşvikler yaygın kapasite sıkıntısı olduğunda hattı onları çıkarmak veya dizel başlatmak için böyle uygun fiyatlarla veya sermaye maliyeti yardımı, geniş yüklerle teşvik tüketici olarak bu sistemlerin kullanımı için, Amerikan, İngiliz ve Fransız sistemlerinde yaratılmıştır bir fazlalık eklendiğinde, ya da tersine yükü artırmak için.
  • yük kontrolü Belirli türdeki yetersiz gücü varsa enerji şirketi uzaktan kapama yükleri açmak için izin verir. EJP tarifenin teşviki altında EDF - Fransa'da böyle CERN gibi büyük kullanıcılar güç sistem işletmecisi tarafından gerektiği gibi kullanımını kesti.
  • Enerji talep yönetimi yoğun saatlerde böyle yüksek oranları gibi elektrik, kullanımını ayarlamak için teşvikler ifade eder.
  • Gerçek zamanlı değişken elektrik fiyatlandırma gücü ucuza mevcut olduğu dönemler yararlanmak için kullanımını ayarlayabilir ve daha kıt ve pahalı olduğu zaman sürelerinin önüne geçmek için kullanıcıları teşvik edebilir.
  • Ani talebin azaltılması. En büyük sistemler de bazı karşılıklı yararlı sözleşmeli bir nesil sıkıntısı olduğunda anında kesmek yüklerin bir kategori var. Bu anlık yük azalmalar (veya artar) verebilir. Bkz Ulusal Izgara Rezerv Servisi
  • aslen ya da öncelikli olarak acil durum güç kaynağı için yüklü dizel jeneratörler, genellikle kısa süreli arz talep uyumsuzlukları ile baş yardımcı olmak için İngiltere'de Ulusal Şebekeye bağlanır.

Depolama ve talep yükleme

rüzgar ve güneş olmayan yük dağıtımına çıkış yüksek olabilir, düşük yük zamanlarda, ızgara stabilite, çeşitli yük dağıtımına üreten kaynakların üretimini düşürmek ya da muhtemelen daha yüksek talep kez zaman kaydırma çıkış enerji depolama kullanarak, kontrol yük artışı gerektirir . Bu mekanizmalar, şunları içerebilir:

  • Pompaj depolama hidroelektrik kullanılan en yaygın mevcut teknoloji ve esasen rüzgar gücü ekonomisini iyileştirebilir. Depolama için uygun hidroelektrik sitelerinin mevcudiyeti ızgara ızgaraya değişir. Tipik tur verimi% 80 olmuştur.
  • Termal enerji depolama saklar ısıtmak. Saklanan ısı ısıtma ihtiyaçları için doğrudan kullanılabilir veya elektrik enerjisine dönüştürülebilir. Bir CHP bitki bağlamında bir ısı depolama nispeten düşük maliyetlerle fonksiyonel elektrik depolama olarak hizmet verebilir.
  • Buz depolama klima buz mevsimsel Inter saklanabilir ve yüksek talep dönemlerinde klima bir kaynağı olarak kullanılabilir. Mevcut sistemler sadece birkaç saat buz saklamak gerekir ama iyi gelişmiştir.
  • Hidrojen ile oluşturulabilir elektroliz ve daha sonra kullanım için saklandı. NREL bir hidrojen kilogram (bir galon benzin kabaca eşdeğer) arasında ABD yakın dönemde $ 5.55 ve uzun vadede $ 2.27 üretilebilir bulmuşlardır.
  • Yeniden şarj edilebilir bir akış piller büyük bir kapasite, hızlı tepki depolama ortamı olarak hizmet edebilir.
  • Geleneksel lityum iyon bataryalar büyük çevresel ayak izi, ancak bu hava püskürten piller gibi yeni teknolojiler, yenilenebilir enerji depolama bir çevre dostu bir çözüm sağlayabilir.
  • örneğin deniz suyu arıtma tesisleri, elektrikli kazanlar ve endüstriyel soğutma birimi gibi bazı yükler, kendi çıkışı (su ve ısı) saklamak mümkün bulunmaktadır. Bu "fırsatçı yükler" Kullanılabilir olduğunda "elektrik patlama" yararlanmak mümkün.
  • Bu tür şarj gibi çeşitli başka potansiyel uygulama alanları olarak kabul ediliyor, eklenti düşük talep ve yüksek üretim dönemleri sırasında elektrikli araçlar; Böyle teknolojiler yaygın şu anda kullanılmaz.

depolama ve çekme mükemmel verimli değildir çünkü bazı elektrik enerjisi sonuçlarının Depolama enerjisini kaybetti. Depolama ayrıca depolama tesisleri için önemli bir sermaye yatırımı ve uzay gerektirebilir.

Coğrafi çeşitlilik

Tek bir rüzgar türbini üretiminin değişkenliği yüksek olabilir. Sürece, düşük istatistiksel bir değişikliğe yol açar (bir rüzgar grubundaki, örneğin) türbin ek sayıda birleştirme korelasyon her türbin çıkışı arasındaki kusurlu olduğu ve korelasyon nedeniyle, her türbin arasındaki mesafe her zaman mükemmel değildir. Benzer şekilde, coğrafi açıdan uzak rüzgar türbinleri veya rüzgar santrali genel değişkenliğini azaltmak için daha düşük bir korelasyon vardır. Rüzgar enerjisi hava sistemlerine bağımlı olduğundan, herhangi bir güç sistemi için bu coğrafi çeşitliliğin yararına bir sınırı vardır.

Birden rüzgar çiftlikleri geniş bir coğrafi alana yayılmış ve daha sürekli güç üreten ve daha küçük kurulumlar daha az değişkenlik ile birlikte Gridlenmiş. Rüzgar çıkışı tahmin edilebilir , özellikle türbin / çiftliklerde çok sayıda gelen, güven kullanarak hava tahminleri bir dereceye sahip. Rüzgar çıkışını tahmin yeteneği toplanan veri miktarı arttıkça, özellikle yeni tesislerinden, zamanla artması beklenmektedir.

Tamamlayıcı güç kaynakları ve eşleme talep

Geçtiğimiz elektrik nesilde çoğunlukla yük dağıtımına ve tüketici talebi gücünü gönderme ne kadar ve ne zaman açtı. Rüzgar, güneş gibi kesintili kaynak ekleyerek de eğilim ve run-of-nehir hidro ızgara aralıklı arz tarafından yönetilecek başlıyor demektir. Aralıklı kaynakların kullanımı aralıklı kaynak güç elde etmek başlar ve Kesintilerin üreten durdurmak zaman başarıyla uyarı olmadan başlangıç için her kendini kapatmaya muktedir yüksek ölçüde yük dağıtımına nesil kullanarak örneğin dikkatlice yönetilir elektrik enerji ağları, dayanmaktadır. İdeal Aralıklılar kapasitesi ısıtma yakıt yer değiştirmesi için dönüştürülür veya aşırı düşük fiyat elektrik oluşturma, zaman periyotları boyunca tüketici talebi daha büyük olması büyüyecektir mekanik ya da kimyasal depolama daha sonra kullanmak için.

Yerinden yük dağıtımına nesil kömür, doğal gaz, biyokütle, nükleer, jeotermal veya depolama hidro olabilir. Aksine başlayan ve nükleer veya jeotermal durdurma daha onlara olarak sabit kullanmak ucuzdur baz yük gücü. Isıtma yakıt yerini alabilir talebin üzerinde üretilen herhangi bir güç başka şebekeye depolama dönüştürülen veya satılabilir. Biyoyakıtlar ve konvansiyonel hidro sonra Kesintilerin güç üreten zamanlarda üzere kaydedilebilir. Yanan Alternatifler az üretmek kömür ve doğalgaz sera gazları sonunda fosil yakıtlar yapabilir mahsur varlık toprağa bırakılır. Yüksek entegre ızgaralar daha az saat ve daha düşük faaliyet santralle sonuçlanan maliyeti üzerinde esneklik ve performans tercih kapasite faktörleri .

  • Güneş enerjisinden üretilen elektrik rüzgar üretilen dalgalı malzemeleri dengelemek eğilimindedir. Normalde geceleri ve bulutlu veya fırtınalı havalarda en rüzgarlı ve daha az rüzgar ile net günlerde daha fazla güneş ışığı var. güneş enerjisi yaz sezonunda bir zirveye oysa Ayrıca, rüzgar enerjisi, genellikle kış sezonunda zirveye sahiptir; Rüzgar ve güneş enerjisinin kombinasyonu, yük dağıtımına yedek güç ihtiyacını azaltır.
  • (Soğuk hava daha yoğun ve daha fazla enerji taşır gibi) Bazı konumlarda, elektrik talebinin özellikle soğuk sıcaklıklar elektrik tüketimini sürücü yerlerde rüzgar çıktı, son derece bağlantılı olabilir.
  • Aralıklı güneş elektrik üretim sıcak güneşli hava yüksek soğutma taleplerini yönlendiren doğrudan bir ilişki vardır. Bu kesintili enerji ve talep arasındaki ideal ilişkidir.
  • izin verilen penetrasyon bekleme üretimi de yatırım ile arttırılabilir. Mesela bazı günler aralıklı rüzgar% 80 üretmek ve olabilir birçok rüzgarsız günlerde doğal gaz, biyokütle ve Hydro gibi yerine% 80, yük dağıtımına gücü.
  • Varolan düzeyi yüksek olan Alanları hidroelektrik nesil rüzgarın önemli miktarda birleştirmek için aşağı yukarı rampa veya olabilir. Norveç , Brezilya ve Manitoba tüm Quebec hidroelektrik, elektriğinin% 90'ını üretiyor ve, hidroelektrik üretiminin yüksek düzeyde sahip Hidro-Québec dünyanın en büyük hidroelektrik üreticisi. ABD Pasifik Kuzeybatı rüzgar enerjisi mevcut hidroelektrik de tamamlanmaktadır bir bölge olarak tespit edilmiştir, ve "bir temel teknik engeller" Rüzgar kapasitesi 6000 MW kadar entegre vardı. Hidroelektrik tesislerinde depolama kapasitesi haznenin boyutu ve çevre ve diğer hususlar ile sınırlı olacaktır.
  • Güneş Enerji Teknoloji Enstitüsü Kassel Üniversitesi , Almanya pilot test kombine santral güneş, rüzgar, bağlama biyogaz ve hydrostorage tamamen yenilenebilir kaynaklardan, günün her saati yük güç sağlamak için aşağıdaki.

Komşu sistemleriyle İhracat ve ithalat düzenlemeleri

  • Fazlasının zamanlarında ızgaralar komşu enerji ihraç ve gerektiğinde enerji ithal etmek çoğu zaman mümkün olduğunu. Bu uygulama Batı Avrupa ve Kuzey Amerika'da yaygındır.
  • Diğer ızgaralar ile entegrasyon, değişken güç etkili konsantrasyonunu düşürür. Danimarka'nın% 44 penetrasyon, Alman / Hollanda / bağlamında İskandinav ızgaraları bu bağlantıları olan ile, toplam sistemin bir oranı olarak önemli ölçüde daha düşüktür.
  • ızgaraları entegrasyonu coğrafi çeşitliliğini artırmak arz ve talep hem genel değişkenlik azaltabilir.
  • Bu tür pik-bitki veya hazneli pompalı hidro-elektrik olarak bir ızgara güç değişkenlik gidermeye yönelik yöntemler, bu özellikleri kısa olan bir ızgara değişken güç alarak avantajı alınabilir.
  • güç iletim altyapısının kapasite ölçüde ihracat / ithalat planlarını destekleyecek şekilde yükseltilmesi gerekebilir.
  • Bazı enerji iletiminde kaybolur.
  • Değişken güç ihraç ekonomik değeri cazip fiyata kullanışlı zamanlarda kullanışlı güçle ithal ızgara sağlamak için ihracat ızgarasının yeteneği kısmen bağlıdır.

nüfuz

Penetrasyon bir oranı belirtir birincil enerji , bir elektrik enerjisi sisteminde (PE) kaynağı, bir yüzde olarak ifade edilmiştir. Farklı girmeler veren hesaplama çeşitli yöntemler vardır. Penetrasyon olarak hesaplanır, ya edilebilir:

  1. Bir elektrik sistemi içinde maksimum yük olarak PE kaynağı nominal kapasitesi (kurulu gücü); veya
  2. elektrik sisteminin toplam kapasitesi ile bölünen bir PE kaynağı nominal kapasitesi (kurulu gücü); veya
  3. Belirli bir süre içinde, bir PE kaynak tarafından üretilen elektrik enerjisi, bu süre içinde elektrik sisteminin talebi bölünmesiyle elde edilir.

Aralıklı Değişken kaynak penetrasyon seviyesi aşağıdaki nedenlerden dolayı önemlidir:

  • Yük dağıtımına önemli miktarda elektrik ızgaralar pompalanan depolama , hidroelektrik ile rezervuar veya Pondage veya diğer zirve güç santralleri , doğal gaz yakıtlı enerji santralleri olarak daha kolay aralıklı güç dalgalanmaları uyum sağlama kapasitesine sahiptir bulunmaktadır.
  • hibrit rüzgar / dizel ve güneş / dizel sistemleri yüksek nüfuz etme özellikleri düzeyde başarı ile izole topluluklarda kullanılmış olmasına rağmen, güçlü ara bağlantı olmadan nispeten küçük elektrik sistemleri sadece, rüzgar enerjisi (örneğin, İrlanda) bir alt kısmı ile, dayanıklı ve ekonomik olabilir.

20-50 +% penetrasyon aralığı yenilenebilir enerji kaynağı önceden entegre bir Avrupa ızgara sistemi bağlamında olsa, çeşitli Avrupa sistemleri uygulanmıştır:

2010 yılında 10 milyon kişilik dört Alman devletleri, yıllık elektrik ihtiyacının 43-52% rüzgar gücüne dayanıyordu. Danimarka (ortalama rüzgar yılda% 26) 2010'da rüzgardan gücünün% 22'sini tedarik, çok geride değil. Bütün ülke rüzgardan talebinden% 16'sını karşılarken İspanya'nın Extremadura bölgesi, güneş, elektriğinin% 25'e kadar oluyor. Sadece 2005-2010 yılları, Portekiz% 45 yenilenebilir elektriğe% 17 den tonozlu.

Her sistemin kapasitesi sürekliliğidir farklıdır telafi etmek ve sistemler kendilerini zamanla değişecektir olarak penetrasyon hiçbir genel kabul görmüş maksimum seviye vardır. olarak kabul edilebilir veya kabul edilemez penetrasyon rakamlar Tartışma muamele edilmiş ve lokal faktörler, ızgara yapısı ve yönetim ve mevcut üretim kapasitesi büyük ölçüde bağlı olacaktır ilgisi veya anlamlı olarak, dikkatli bir şekilde kullanılmalıdır.

dünyada en sistemleri için, mevcut penetrasyon seviyeleri pratik veya teorik maksimum rakamlardan daha önemli ölçüde daha düşük olduğu; Örneğin, bir İngiliz çalışması "o maliyetleri artırabilir rağmen aralıklı nesil, önümüzdeki 20 yıl içinde İngiltere'de penetrasyon öngörülebilir herhangi bir düzeyde elektrik sistemi güvenilirliğini tehlikeye gerek olduğu açıktır." bulundu

En fazla penetrasyon sınırları

herhangi bir ızgara mümkün olur rüzgar enerjisi herhangi bir genel olarak kabul edilen maksimum geçiş vardır. Aksine, ekonomik verimlilik ve maliyet kaygıları gibi kritik faktörlerin hakim olasılığı daha yüksektir; teknik çözüm yüksek penetrasyon seviyesi yüksek maliyetleri ikincil, özellikle gelecekte düşünülebilir izin verebilir.

Yüksek penetrasyon senaryoları bazı durumlarda uygun olabilir:

  • Az veya hiç rüzgar enerjisi üretiminden dönemler için Enerji Üretimi mevcut güç istasyonları istinat tarafından sağlanabilir. Yakıt maliyetleri işletme maliyetlerini hakim beri bu amaçla mevcut enerji santralleri kullanma maliyeti düşük olabilir. Kısa sürede boşta fakat kullanışlı bir enerji santrali tutmak için ödeme gerçek maliyeti, yayınlanmış tahmin edilebilir kıvılcım spread ve karanlık yayılır . Mevcut geleneksel bitki yaşlandıkça, değiştirilmesi ya da operasyonel rezerv sağlamak için sadece kullanılırsa bu tesisler yüksek penetrasyon rüzgarın maliyetinin bir parçası olacaktır yenileme maliyeti.
  • Büyük sanayi yükler ve sonraki otomatik yeniden bağlanma otomatik yük atma teknolojisini kurulmuş ve İngiltere ve ABD'de kullanılan ve olarak bilinen Frekans Servis yükleniciler İngiltere'de. Çeşitli GW bu şekilde İngiltere'de kapalı ve her ay edilir. Rezerv Servis müteahhitler sunuyoruz hızlı yanıt gaz türbinleri ızgara kararlılığını kontrol etmek ve İngiltere, Fransa ve ABD'de daha hızlı dizel.
  • Bir-yakın% 100 rüzgar senaryoda, ihtiyaç fazlası rüzgar enerjisi mevcut Rezerv ve Frekans Servis şemaları seviyelerini arttırarak ve yerli ölçekli yükleri şemayı uzatarak için izin verilebilir. Enerji, depolama ısıtıcıları, su ısıtıcıları, buzdolabı motor, ya da ertelenebilir iç yükleri ilerletilmesiyle saklanabilir hidrojen üretimi , ve yük gibi cihazı açıp kapatarak döken edilebilir.
  • Alternatif olarak veya ek olarak, güç komşu ızgara ihraç edilebilir ve daha sonra yeniden ithal. HVDC kablolar 1000 km% 3 kaybı ile verimli ve bazı durumlarda ucuz olabilir. Örneğin, Fransa'ya İngiltere'den 8 GW bağlantı kullanma konusunda £ 1 milyar mal olacağını yüksek gerilim doğru akım kabloları. Bu tür senaryolarda, gerekli iletim kapasitesi miktarı şu anda daha çok kat daha yüksek olabilir.

penetrasyon çalışmaları

Çalışmalar belirli enerji piyasalarında belirli penetrasyon seviyeleri canlılığını değerlendirmek için yapılmıştır.

Avrupa süper ızgara

Yenilenebilir enerjinin Avrupa çapında kabulü baktı ve güç interlinking ızgaralar Gregor Czisch tarafından detaylı modelleme çalışmalarında bir dizi Avrupa süper ızgara kullanarak HVDC kabloları, tüm Avrupa güç kullanımı% 70, toplam sahip yenilenebilir kaynaklardan gelebilir gösterir maliyetlerin aynı tür rüzgardan enerji veya şu anda daha düşük. Önerilen bu büyük Avrupa elektrik şebekesi, bir "adı olmuştur süper ızgara ."

Geri kalan% 30 büyük bir kısmı için hidrolik ve biyokütle gibi baz yük yenilenebilir kullanılarak ve HVDC ağır kullanımı aralıklı güç sorunları Modelde olmayan rüzgarlı bölgelerde rüzgarlı bölgelerde güç kaydırmaya. Raporda, "elektrik nakil ekonomik bir elektrik kaynağına anahtarlarından biri olduğunu kanıtlamaktadır" ve önemini vurgulamaktadır belirtiyor "yenilenebilir enerji kullanımı [ve] iletim alanında uluslararası işbirliği."

Dr Czisch Avrupa'da rüzgar enerjisine bakarsak Örneğin,. Biz maksimum üretim kışın ve en yüksek rüzgar üretimidir kuzey Afrika'da Sahra bölgesinde bir kış rüzgar bölgesini var" diyerek, bir röportajda kavramını tarif yaz aylarında ve her iki birleştirirseniz, tüm bölgede yaşayan insanların ihtiyaçlarına oldukça yaklaşmış - kuzey Rusya'dan Sahara güney kesiminde aşağı diyelim ".

İrlanda'da Izgara çalışması

İçinde ızgaranın bir çalışma İrlanda'da o elektrik karışımında yenilenebilir (talebin)% 42 yerleştirmek için uygun olacağını gösterir. Yenilenebilir penetrasyon kabul edilebilir düzeyi, çalışma Senaryo 5 adlandırdığı bulunan yenilenebilir enerji aşağıdaki karışımı ile (isteğe farklı) elektrik kapasitesi% 47 sağlanmıştır:

  • 6000 MW Rüzgar
  • 360 MW baz yük yenilenebilir
  • 285 MW ilave değişken yenilenebilir (diğer aralıklı kaynaklar)

Çalışma çeşitli varsayımlar "operasyonel maliyetler, gerekli rüzgar azaltma ve CO küçümsenmesi sonuçlanan abartısız sevk kısıtlamalar olabileceğini yapıldığı uyarıyor 2 analiz portföylerin teknik fizibilitesini abartmak olabilir "ve çalışmanın sınırlamaları emisyonları" ..."

Elektrik kapasitesinin% 59 ve talep% 54 veren yenilenebilir önerilen Senaryo 6, sorunlar vardı. Senaryo 6 yenilenebilir enerjilerin aşağıdaki karışımı önerdi:

  • 8000 MW Rüzgar
  • 392 MW baz yük yenilenebilir
  • 1.685 MW ilave değişken yenilenebilir (diğer aralıklı kaynaklar)

Çalışma Senaryo 6 "aşırı sistem durumları ile karakterize olduğu saatlerin önemli bir sayısı, yükleme ve munzam karşılanamamaktadır burada. ağ çalışmanın sonuçları belirtilen ortaya çıkarken, bu aşırı yenilenebilir penetrasyon senaryolar için bir sistem yeniden tasarımı, yerine bir takviye egzersiz daha gereklidir." "Maliyet ve faydaların belirlenmesi yapılan varsayımlara son derece bağımlı hale gelmişti" ve bu belirsizlik Sonuçların sağlamlığını etkiledi olurdu, çünkü çalışma gerekli değişikliklerin maliyeti etkinliğini analiz yapmaktan kaçındı.

Kanada

Ontario Bağımsız Elektrik Sistemi Operatörü (IESO) tarafından Ekim 2006'da yayınlanan bir çalışmada% 17 bir tepe penetrasyon karşılık gelen "5000 MW, kadar rüzgar kapasitesinin düzeyleri için asgari sistem operasyon etkileri olacağını" bulundu

Danimarka

Bir Kasım 2006 analizi, yüksek petrol fiyatlarının koşulları ve CO için daha yüksek maliyetler altında "rüzgar enerjisi 2025 yılında Danimarkalı elektrik tüketiminin% 50'sinden fazlasını kapsayacak şekilde mümkün olabilir" bulundu 2 ödenekleri. (Ayrı Batı Danimarka ve Doğu Danimarka), Danimarka'nın iki ızgara, her rüzgar bazı varyasyonları emilir komşu ızgaralara yüksek kapasiteli ara bağlayıcı içermektedir. 2012 yılında Danimarka hükümeti 2020 yılına kadar% 50 rüzgardan elektrik üretimi payını artırmak ve 2035 yılında% 84'e için bir plan açıkladı.

değişkenlik Ekonomik etkileri

Rüzgar enerjisi maliyetinin tahminleri rüzgar değişkenlik "harici" maliyetleri tahminleri içermez, ya da üretim maliyetine sınırlı olabilir. Tüm elektrikli bitki, örneğin dahil olmak üzere, üretim maliyeti, ayrı olan maliyetleri vardır, üretim kapasitesi kaybı durumunda gerekli iletim kapasitesi ve yedekleme kapasitesinin maliyeti. Kuşak birçok tipi, türetilmiş, özellikle fosil yakıt, aynı zamanda maliyet olacaktır dışsallıklara kirlilik, sera gazı salınımı ve genellikle direkt olarak hesaba değildir yaşam alanı kaybı olarak. Ekonomik etkilerin büyüklüğü tartışmalıdır ve konuma göre değişir, ancak daha yüksek penetrasyon seviyeleri ile artması bekleniyor. Düşük penetrasyon seviyelerinde, örneğin maliyetler rezervi faaliyet ve maliyetleri dengeleme önemsiz olduğuna inanılmaktadır.

Sürekliliğidir gelen veya geleneksel kuşak türleri için farklı bir büyüklük ayrıdır ek maliyetler ortaya çıkarabilir. Bunlar aşağıdakileri içerir:

  • İletim kapasitesi: iletim kapasitesi, düşük yük faktörleri, nükleer ve kömür üretme kapasitesi daha pahalı olabilir. İletim kapasitesi genellikle öngörülen en yüksek çıkış şekilde boyutlandırılabilir, ancak rüzgar için ortalama kapasite gerçekte aktarılan enerji birimi başına maliyeti yükselterek, önemli ölçüde daha düşük olacaktır. Ancak iletim maliyetleri toplam enerji maliyetlerinin düşük kısmıdır.
  • Ek işletim rezerv: Ek rüzgar desenleri talep karşılık vermezse, ek işletme rezervi ancak bunun bu yana ek bitkiler için daha yüksek sermaye maliyetleri yol açmaz sadece düşük çıkışta çalışan tesisler mevcut olup, diğer üreten türleriyle karşılaştırıldığında gerekebilir - eğirme rezerv. tüm rüzgar "yedek kapasite" eşit bir miktarda ile desteklenmesi gerekir açıklamalara karşın, aralıklı jeneratörler "sürece yoğun dönemlerde çıkış bazı olasılık olduğu gibi." temel kapasitesine katkıda Yedek kapasite yedeği veya işletim rezervi olarak "sadece sistem düzeyinde anlam var." Bireysel jeneratörler atfedilen değil
  • maliyetleri Dengeleme: ızgara istikrarı korumak için, bazı ek maliyetler taleple yükün dengelenmesi için söz konusu olabilecek. (Örneğin, rüzgarın) üretilen enerji miktarının değişim hızı bağlıdır talep dengesin için ızgara kabiliyeti ve aşağı yukarı üretimi veya ölçekli üretim için rampa diğer kaynaklardan kabiliyeti. Dengeleme maliyetleri genellikle düşük olduğu tespit edilmiştir.
  • Depolama, ihracat ve yük yönetim: Yüksek penetrasyonlarındaki (% 30'dan fazla), (aşağıda tarif edilen) çözeltileri, düşük talep dönemlerinde rüzgarın yüksek verim ile başa çıkmak için gerekli olabilir. Bu ek sermayeler gerekmektedir veya rüzgar üreticileri için daha düşük marjinal gelir ile sonuçlanabilir.

maliyetlerin Analizleri

Çalışmalar değişkenlik maliyetlerini belirlemek amacıyla yapılmıştır. RenewableUK devletler:

Kolorado - Xcel ve UCS tarafından ayrı raporlar

Bir yetkili Xcel enerji rüzgar enerjisi MW ABD $ 50-60 maliyeti% 13 ve% 16 arasında ilave, yüzde 20 penetrasyon, ek bekleme jeneratörler MW başına 8 $ mal olacaktır Colorado rüzgar telafi etmek olduğunu iddia etti.

Endişeli Bilimciler Birliği % 10 Colorado yenilenebilir penetrasyonu artırmak için maliyetlerin bir çalışma yürüten ortalama bir konut fatura "güneş enerjisi ihtiyacının dışında kalmayı belediye birimleri ve kırsal elektrik kooperatifler müşteriler" için tasarruf olacağını bulundu 4 için ayda cent, ama bu Xcel Energy müşterileri ayda yaklaşık 10 cent ek bir maliyet olacaktır. Tüm tüketiciler üzerinde toplam etkisi $ 4.5 milyon ya da iki yılda% 0.01 olacaktır.

UK çalışmaları

İçin detaylı bir çalışma UK National Grid (özel güç şirketi) Biz 2010 için% 10 yenilenebilir hedefini karşılamak için gerekli rüzgarın 8,000 MW ile durum için, dengeleme maliyetleri yaklaşık £ 2 başına artması beklenebilir tahmin var" devletler rüzgar üretiminin MWh. Bu sadece mevcut yıllık dengeleme maliyetlerinin% 10 üzerinde, yılda ek £ 40million temsil edecektir."

Lordlar Ekonomik İşler Komitesi seçin UK House delil olarak, Ulusal Izgara% 40 rüzgar için maliyetleri ve yılda aralığı £ 500-1000M bu yalan dengeleme tahminlerini alıntı var. "Bunlar dengeleme maliyetleri yaklaşık £ 390 ortalama tüketici elektrik faturası yılda ek £ 6 £ 12 temsil eder."

Ulusal Grid "sistemine böyle yenilenebilir nesil seviyelerini arttırarak sistemini dengeleme ve sistem frekansını yönetmenin maliyeti artıracaktır." İfadesi kullanıldı

2003 yılında rapor tarafından Karbon Güven ve Ticaret ve Sanayi UK Department (DTI) , takviye ve iletim ve dağıtım sistemlerinin yeni yapı için £ 1.6 için £ 2,4 milyar öngörülen maliyeti 2010 yılına kadar İngiltere'de% 10 yenilenebilir elektrik destekleyecek ve 2020 yılında £ 3.2bn% 20 £ 4.5bn için çalışma 2010 hedefine ancak 2020 hedefi için "önemli sorunu" için "değil önemli bir sorun" olarak "Kesikliliğin" sınıflandırılmış. Bkz ızgara dengeleme

Minnesota

Bir Minnesota rüzgar penetrasyon seviyeleri üzerinde çalışması ve "% 25 e kadar rüzgar enerjisi için toplam entegrasyon işletme maliyeti" kWh (ek) başına $ 'dan az 0.0045 olacağını gördük.

Kesintili ve yenilenebilir enerji

Yenilenebilir enerji ve intermittency bazı kaynakları hakkında farklı görüşler vardır. Dünya Nükleer Birliği güneş, rüzgar, gelgit ve dalgalar gerekli olduğunda doğrudan sürekli baz yük güç veya pik yük gücü sağlamanız kontrol edilemez savunuyor. Yenilenebilir enerji kullanımının savunucuları yenilenebilir intermittency konusu belirtilen aşırı olduğunu ve pratik deneyim bu gösterir savunuyorlar. Herhangi bir durumda, jeotermal yenilenebilir enerji , nükleer, bir intermittency gibi (ancak her ikisi de, uranyum, toryum ve potasyum gibi radyoaktif maddelerin enerji kullanımı) vardır.

yüksek penetrasyon yenilenebilir enerji kullanımı eleştiren Görüntüleme

Uzun yıllar boyunca, rüzgar ve güneş gibi yenilenebilir elektrik jeneratörleri onlar elektrik beslemesi önemli katkıda veya temel yük gücü sağlamak mümkün olmayacak böylece güvenilmez ve aralıklı olduğunu ABD'de elektrik hizmetleri içinde konsensüs oluştu. "Tarafından ve büyük, yenilenebilir enerji kaynakları çok belirsiz, çok uzak, çok nadir ve çok zamanları ve ihtiyaç yerlerde önemli malzeme temin etmeye vakitsiz şunlardır": Thomas Petersnik, ABD Enerji Bilgi İdaresi ile bir analist bu şekilde koydu .

EROEI 2013 yılında Enerji kaynakları
3.5 Biyokütle (mısır)
3.9 Güneş PV (Almanya)
16 Rüzgar ( E -66 türbin )
19 Solar termik CSP (çöl)
28 Fosil gazı bir de CCGT
30 Kömür
49 Hidro (orta boy baraj )
75 (A nükleer PWR )

Bir transatlantik ortak araştırma belgesine göre Yatırıma enerjiye Enerji dönüşü 6 analistler tarafından yürütülen ve D. Weißbach'da liderliğindeki (EROEI), yayınlanan olarak akran gözden dergi Enerji onların intermittency için 2013 düzeltilmemiş içinde ( "tampon") EROEI tamponlu ise sağa, ekli tabloda gösterilmiştir analiz edilen her bir enerji kaynağı için EROEI tüm kağıt belirtilen (kendi intermittency için düzeltilmiştir) düşük karbon güç nükleer ve biyokütle hariç, kaynaklar daha düşüktür, hala. Üzerinde EROEI bir azalma bağımlı - kendi hava intermittency / düzeltilmiş zaman olduğu gibi, yazıda belirtildiği gibi kesintili enerji kaynakları için EROEI rakamları azaltıldığı "tamponlu" onlar geri enerji kaynaklarına ne kadar bağımlı .

yüksek penetrasyon yenilenebilir enerji kullanımı savunucuları manzarası

ABD Federal Enerji Düzenleme Komisyonu (FERC) Yönetim Kurulu Başkanı Jon Wellinghoff ve hiçbir yeni nükleer ya da kömür santralleri hiç ABD'de gerekli olabileceğini "temel yük kapasitesi bir anakronizm haline gidiyor" belirtmiştir. Bazı yenilenebilir enerji kaynakları özdeş bir değişkenlik kömürle çalışan elektrik santralleri , bu nedenle bunlar baz yükü ve herhangi bir ek destek olmayan elektrik besleme sistemi içine entegre edilebilir. Örnekler şunları içerir:

Danimarka ve İspanya gibi ülkelerde Izgara operatörleri artık Danimarka, elektriğinin% 40'ını alma ile, ellerindeki elektrik şebekeleri içine yenilenebilir enerji büyük miktarlarda entegre rüzgar gücü bazı aylarda.

Destekçiler dağınık bir büyük ölçekli diziden üretilen toplam elektrik söylemek rüzgar çiftlikleri o kadar başlatmak veya düzensiz aralıklarla aniden kapatmak değil çünkü, farklı rüzgar rejimleri bulunan, doğru aralıklı olarak tarif edilemez. Seyrek veren ek pik yük bitki, küçük bir miktar ile, büyük ölçekli dağıtım rüzgar enerjisi bir baz yük gücü yerine ve aynı derecede güvenilir olabilir.

Hidrolik bitki konfigürasyonuna bağlı olarak, kesikli ve / veya yük dağıtımına olabilir. Tipik hidroelektrik baraj konfigürasyonunda bitkilerin büyük ölçüde saklama kapasitesine sahip olabilir ve yük dağıtımına düşünülebilir. Nehir çalıştır hidroelektrik kuşak tipik sınırlı veya hiç depolama kapasitesi ve (yağış ve kar erime bağlı) mevsimsel veya yıllık bazda değişken olacaktır olacaktır.

Amory Lovins bu konularla ilgilenmek üzere birkaç temel stratejiler öneriyor:

Üstelik, verimli enerji kullanımı ve enerji tasarrufu önlemleri güvenilir baz yük ve pik yük elektrik talebini azaltabilir.

Uluslararası grupları çok daha yüksek penetrasyon (30- okuyan % 100 yenilenebilir enerji ) ve sonuçlar bu seviyeler de teknik olarak mümkün olduğunu bulunmaktadır. İngiltere'de, diğer çalışmaların bir özeti rüzgar enerjisi UK güç tüketiminin% 20'den az katkısı olduğunu varsayarak, sonra sürekliliğidir yalnızca ılımlı maliyetini neden olacağını belirtti.

Yöntemler günümüzde sıklıkla (örneğin kullanılan kodlar arasından rüzgar enerjisi entegrasyon aralığı yönetmek için talep yönetimi için potansiyel yeni teknolojilere) ızgara enerji depolama . Geliştirilmiş öngörme da rüzgar ve güneş enerjisi kaynakları günlük hem mevsimsel olarak katkıda bulunabilir bir ölçüde tahmin edilebilir. Pembina Enstitüsü ve Doğa için World Wide Fund devlet Yenilenebilir Doable olan esneklik yenilenebilir enerji özelliğidir o planı:

Ayrıca bakınız

daha fazla okuma

Bunlar hakemli kağıtları intermittency etkilerini incelemek:

  • Dale L; Milborrow, D; Slark, R; & Strbac, G, 2003, rüzgara bir kayma, Güç İngiltere'de, hiçbir olanaksız (İngiltere'de büyük ölçekli rüzgar Senaryoları için toplam Maliyet Tahminleri) değildir. 109, s. 17-25.
  • Çiftçi, E; Newman V; Ve Ashmole, P, bir güç sisteminde rüzgarla güç jeneratörleri, karmaşık bir ekonomik ve operasyonel sonuçları, IEE Proceedings, A, 5 edisyon. hac. 127.
  • Brüt, R; Heptonstall, p; Anderson, D; Yeşil, T; Leach, E; Ve Skea, J 2006, maliyetler ve Kesikliliğin Etkileri. UK Enerji Araştırma Merkezi, Londra [1]
  • Brüt, R; Heptonstall, p; Leach, E; Anderson, D; Yeşil, T; Ve Skea, J 2007, Yenilenebilir ve ızgara: anlama kesintili, ICE, Enerji, cilt Kitabı. 160, no. 1, s. 31-41.
  • Grubb, K, 1991, yenilenebilir elektrik kaynaklarının entegrasyonu, Enerji Politikası, cilt. 19, no. 7, s. 670-688.
  • Halliday, J; Lipman, N; Bossanyi, E; & Musgrove, P, 1983, UK ulusal elektrik şebekesine yönelik rüzgar enerjisi entegrasyon Çalışmaları, Amerikan Rüzgar Enerjisi Birliği Rüzgar Worksop VI, Minneapolis.
  • Holttinen H 2005, İskandinav ülkelerinde sistem çalışması, Rüzgar enerjisi, cilt üzerinde saatlik rüzgar enerjisi varyasyonları Etkisi. 8, hayır. 2, s. 197-218.
  • Llex ve Strbac, G, 2002, 2020 Ek Yenilenebilir Sistemi Maliyetleri miktarının, DTG, kap 02/1620 [2]
  • Milligan, K, 2001, A Kronolojik Güvenilirlik Modeli Enerji Santralleri Rüzgar için İşletim Rezerv Tahsisi Değerlendirmek için, Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı, 2001 Avrupa Rüzgar Enerjisi Konferansı [3]
  • Skea, J; Anderson, D; Yeşil, T; Brüt, R; Heptonstall, p; Ve Leach, E 2008, Aralıklı yenilenebilir üretim ve muhafaza güç sistemi güvenilirlik, Üretimi, İletim ve Dağıtım, gel, vol. 2, no. 1, s. 82-89.

Referanslar

Dış bağlantılar