Да бисте искористили иновације у обновљивим изворима енергије, учините мрежу флексибилнијом

Последњи дан априла ове године био је типичан пролећни дан у Калифорнији. Сунце је сијало, ветар је дувао и текла је пролећна отопљена вода. Са условима идеалним за соларну, ветар и хидроенергију, држава је постигла приметно прво у енергетици: око сат времена обновљиви извори 100% електричне енергије у Калифорнији и примамљив поглед на нето нулту будућност.

Колико год та прекретница била значајна, држава још увек има дуг пут пре него што буде имала довољно капацитета да непрекидно напаја своју мрежу без угљеника. Нови извори обновљиве енергије се појављују све време, од соларна шиндра до соларне фарме, а на крају можда чак соларни путеви. Да би ове фотонапонске иновације имале највећи утицај – претварајући светлост у електричну енергију без емисија – морамо да изградимо мрежу која може да обезбеди поуздану, конзистентну снагу јер укључује ове технологије.

„Потребни су нам нови извори обновљиве енергије да би се стално појављивали, али је осигурање поузданости мреже кључно за искориштавање њиховог обећања. Ова тензија између иновације и поузданости је основни изазов транзиције угљеника." – Такајиро Исхикава, председник и извршни директор компаније Митсубисхи Хеави Индустриес Америца

Флексибилнија мрежа

Додавање веће производње енергије ветра и сунца у мрежу је од суштинског значаја за прелазак са угљеника. Али пошто ти извори нису константни – сунце и ветар, по природи, су испрекидани – неизбежно ће доћи времена када производња сунца и ветра неће задовољити потражњу. Ова варијабилност компликује испоруку енергије у мрежи која мора да уравнотежи произведену енергију са енергијом која се троши из секунде у секунду без прекида.

Као што је Такајиро Исхикава, председник и извршни директор компаније Митсубисхи Хеави Индустриес Америца, приметио: „Потребни су нам нови извори обновљиве енергије да би се непрестано појављивали, али је обезбеђење поузданости мреже кључно за искориштавање њиховог обећања. Ова тензија између иновације и поузданости је основни изазов транзиције угљеника."

Када потражња за електричном енергијом расте, енергетским компанијама је потребна могућност да без одлагања повећају понуду; алтернатива је затамњење и замрачење. У пракси, добављачи електричне енергије морају одржавати капацитет за производњу више електричне енергије него што се користи у датом тренутку. Ипак, они морају да покрену тај капацитет стратешки и флексибилно, јер када производња премаши потражњу, електроенергетске компаније морају да ослободе вишак оптерећења како би мрежа одржала стабилну. На пример, на дан у априлу када је Калифорнија обезбедила 100% потребне енергије коришћењем обновљивих извора, држава је завршила продајом вишка електрона другим добављачима електричне енергије.

Што се обновљиви извори више уводе у мрежу, то је већи ризик од повремених појава и хитнија је потреба за брзим и неприметним балансирањем оптерећења. Ова еволуција мреже ствара изазов за произвођаче. Већи део постојеће инфраструктуре за производњу енергије захтева превише времена за покретање да би се експедитивно отпремио.

„Уравнотежавање смањених емисија и поузданости кључно је за унапређење просперитета уз поновно измишљање мреже за будућност чисте енергије. – Раул Переда, председник и извршни директор Митсубисхи Повер Аеро

Једно решење су ваздушне гасне турбине. Они могу произвести снагу на захтев са малим временом покретања и флексибилношћу да се затим брзо повећавају и смањују, што помаже у сталном усклађивању понуде са потражњом. Ово омогућава мрежним оператерима да додају више обновљивих извора енергије у своје мреже без жртвовања поузданости. Ове електране на врхунцу су спремне када је потребно да се брзо укључе и попуне празнине између потражње и производње из других извора. Штавише, ове турбине могу да раде на све ширем опсегу горива, као што су природни гас, ЛНГ, пропан и ускоро мешавина водоника и природног гаса, што им омогућава да еволуирају ка решењима са ниским садржајем угљеника и без угљеника.

„Уравнотежење смањених емисија и поузданости кључно је за унапређење просперитета уз поновно проналажење мреже за будућност чисте енергије“, каже Раул Переда, председник и извршни директор компаније Митсубисхи Повер Аеро, водећег провајдера глобалних енергетских решења напајаних гасним турбинама са ваздушним дериватима.

У потрази за вин-винс

Све флексибилнија мрежа ће отворити могућности за капитализацију данашњег богатства иновација у обновљивим изворима енергије. На пример, Пројекат Некус, који се ове јесени отвара, пружиће доказ концепта за рад соларних панела преко канала који покрећу воду широм Калифорније.

То је први пројекат те врсте у Сједињеним Државама, али концепт добија на замаху у врућој, сувој клими руралне Индије. Недавна студирати открили су да би постављање соларних панела преко калифорнијских канала дужине 4,000 миља могло спречити испаравање 63 милијарде галона воде сваке године, а истовремено обезбедити 13 гигавата електричне енергије – око половине онога што је држави потребно да испуни своје циљеве у погледу обновљиве енергије.

Агриволтаична решења, који постављају соларне инсталације на пољопривредном земљишту, нуде сличне сценарије који су добитни. Панели обезбеђују добру микроклиму за усеве који воле сенку, као и за сточну храну за овце, што заузврат одржава траву и коров подрезане без потребе за сагоревањем фосилних горива.

Енергетска транзиција захтева много таквих решења. У нашем све електрифициранијем свијету, они морају радити заједно како би испоручили чисту и поуздану електричну енергију 30 сата дневно. Да би калифорнијски XNUMX. април^th прекретница свакодневне реалности, морамо деловати креативно, хитно и са предвиђањем како бисмо задовољили данашње енергетске потребе док градимо флексибилан, отпоран енергетски систем сутрашњице.

СЛИЧАН САДРЖАЈ

Упознајте генерацију Греен, инжењере који помажу у декарбонизацији енергије и индустрије [Видео]

Савет за младе инжењере: примените своју машту

Оштра разлика између глобалног загревања од 1.5°Ц и 2.0°Ц