Taastuvenergia uuenduste rakendamiseks muutke võrk paindlikumaks

Selle aasta aprilli viimane päev oli Californias tüüpiline kevadpäev. Päike paistis, tuul puhus ja kevadine sulavesi voolas. Päikese-, tuule- ja hüdroenergia jaoks ideaalsete tingimustega saavutas riik energia vallas märkimisväärse esikoha: umbes tund aega varustati taastuvenergiat. 100% California elektrist ja ahvatlev pilguheit nulltulevikule.

Nii tähtis kui see verstapost ka oli, on osariigil veel pikk tee teha, enne kui tal on piisavalt võimsust, et oma võrku pidevalt ilma süsinikuta toita. Uusi taastuvenergia allikaid ilmub kogu aeg, alates päikese katusesindlid et päikesefarmid, ja lõpuks võib-olla isegi päikeseteed. Selleks, et need fotogalvaanilised uuendused avaldaksid kõige suuremat mõju – muutes valguse emissioonivabaks elektriks – peame ehitama võrgu, mis suudab tagada töökindla ja ühtlase toite, kuna see hõlmab neid tehnoloogiaid.

"Meil on vaja pidevalt uusi taastuvenergia allikaid, kuid võrgu töökindluse tagamine on nende lubaduse rakendamiseks ülioluline. See pinge innovatsiooni ja usaldusväärsuse vahel on süsinikule ülemineku põhiprobleem. – Takajiro Ishikawa, Mitsubishi Heavy Industries America president ja tegevjuht

Paindlikum võrk

Tuule- ja päikeseenergia tootmise lisamine võrku on süsinikust loobumiseks hädavajalik. Kuid kuna need allikad ei ole püsivad – päike ja tuul on oma olemuselt katkendlikud –, tuleb paratamatult aegu, mil päikese- ja tuuleenergia nõudlus jääb allapoole. See varieeruvus raskendab elektrienergia tarnimist võrgus, mis peab tasakaalustama toodetud energia ja tarbitud energia sekund-sekundipõhiselt ilma katkestusteta.

Nagu märgib Mitsubishi Heavy Industries America president ja tegevjuht Takajiro Ishikawa: "Meil on vaja pidevalt esile kerkida uudseid taastuvenergia allikaid, kuid võrgu töökindluse tagamine on nende lubaduste rakendamisel ülioluline. See pinge innovatsiooni ja usaldusväärsuse vahel on süsinikule ülemineku põhiprobleem.

Kui nõudlus elektri järele kasvab, vajavad elektriettevõtted võimalust pakkumist viivitamatult suurendada; alternatiiviks on katkestused ja elektrikatkestused. Praktikas peavad elektritarnijad säilitama võimsust, et toota rohkem elektrit, kui antud hetkel kasutatakse. Siiski peavad nad seda võimsust strateegiliselt ja paindlikult suurendama, sest kui tootmine ületab nõudluse, peavad elektriettevõtted võrgu stabiilsena hoidmiseks liigsest koormusest loobuma. Näiteks aprillikuu päeval, mil California andis 100% vajalikust energiast taastuvate energiaallikate abil, müüs osariik üleliigseid elektrone teistele elektritarnijatele.

Mida rohkem taastuvenergiat võrku tuuakse, seda suuremaks muutub katkestuse oht ning seda suurem on vajadus koormuste kiire ja sujuva tasakaalustamise järele. See võrgu areng tekitab tootjatele väljakutse. Suur osa olemasolevast elektritootmise infrastruktuurist nõuab kiireks väljastamiseks liiga palju käivitusaega.

„Vähendatud heitkoguste ja töökindluse tasakaalustamine on jõukuse edendamise võtmeks, samal ajal kui leiutatakse võrk puhta energia tuleviku jaoks.” – Raul Pereda, Mitsubishi Power Aero president ja tegevjuht

Üheks lahenduseks on lennukitest valmistatud gaasiturbiinid. Nad suudavad toota energiat nõudmisel vähese käivitusajaga ja paindlikult seejärel kiiresti suurendada ja vähendada, mis aitab pakkumist nõudlusega pidevalt sobitada. See võimaldab võrguoperaatoritel lisada oma võrkudesse rohkem taastuvenergiat ilma töökindlust ohverdamata. Need tippjaamad on vajaduse korral valmis kiiresti sisse lülitama ja täitma lüngad nõudluse ja muudest allikatest pärit tootmise vahel. Veelgi enam, need turbiinid võivad töötada laieneva kütusevalikuga, nagu maagaas, veeldatud maagaas, propaan ja peagi ka vesiniku-maagaasi segu, võimaldades neil arendada vähese COXNUMX-heitega ja süsinikuvabade lahenduste suunas.

„Vähendatud heitkoguste ja töökindluse tasakaalustamine on jõukuse edendamise võtmeks, samal ajal kui leiutatakse võrk uuesti puhta energia tuleviku jaoks,” ütleb Raul Pereda, Mitsubishi Power Aero president ja tegevjuht, mis on juhtiv ülemaailmsete energialahenduste pakkuja, mida toidetakse lennukitest valmistatud gaasiturbiinidega.

Otsib võitu

Üha paindlikum võrk avab võimalused ära kasutada tänapäevaseid taastuvenergia uuendusi. Näiteks, Projekt Nexus, mis murrab jalge alla sel sügisel, tõestab kontseptsiooni päikesepaneelide käitamiseks kanalite kohal, mis liiguvad kogu Californias vett.

See on esimene omataoline projekt Ameerika Ühendriikides, kuid kontseptsioon on India maapiirkondade kuumas ja kuivas kliimas üha enam hoogu saanud. Hiljutine õppima leidis, et päikesepaneelide paigaldamine Californias 4,000 miili pikkustele kanalitele võib takistada 63 miljardi galloni vee aurustumist igal aastal, tagades samal ajal 13 gigavatti elektrienergiat – umbes pool sellest, mida osariik vajab oma taastuvenergia eesmärkide saavutamiseks.

Agrovoltailised lahendused, kus päikeseenergiapaigaldised asuvad põllumaal, pakuvad sarnaseid stsenaariume, millest võidavad kõik. Paneelid tagavad hea mikrokliima nii varju armastavatele põllukultuuridele kui ka lammastele söödaks, mis omakorda hoiab muru ja umbrohu pügatuna, ilma et oleks vaja põletada fossiilkütuseid.

Energia üleminek nõuab palju selliseid lahendusi. Meie üha enam elektrifitseerivas maailmas peavad nad töötama koos, et tarnida ööpäevaringselt puhast ja usaldusväärset elektrit. Et Californias oleks 30. aprill^th Igapäevase reaalsuse verstapostiks peame tegutsema loovalt, kiireloomuliselt ja ettenägelikult, et rahuldada tänapäevased energiavajadused, ehitades samal ajal homset paindlikku ja vastupidavat energiasüsteemi.

SEOTUD SISU

Tutvuge rohelise põlvkonnaga, inseneridega, kes aitavad energiat ja tööstust dekarboniseerida [Video]

Nõuanded noortele inseneridele: rakendage oma kujutlusvõimet

Märkimisväärne erinevus globaalse soojenemise vahel 1.5 °C ja 2.0 °C