Turbiny wiatrowe, w zestawie bateria, mogą utrzymywać stabilne źródła zasilania

Firma GE sprzedała niedawno pierwszą z nowej linii hybrydowych turbin wiatrowych z dołączonym akumulatorem. Akumulator turbiny może przechowywać równowartość mniej niż jednej minuty pracy turbiny z pełną mocą. Jednak dzięki połączeniu baterii z zaawansowanymi algorytmami prognozowania wiatru operatorzy farm wiatrowych mogą zagwarantować określoną moc wyjściową nawet przez godzinę.

Wiatr hybrydowy: GE testuje nową turbinę wiatrową wyposażoną w akumulator do niwelowania wahań.

Mogłoby to znacznie ułatwić integrację przerywanej energii odnawialnej i obniżyć koszty energii wiatrowej. Rzeczywiście, nawet stosunkowo małe baterie mogą podwoić ilość energii odnawialnej, jaką może obsłużyć sieć energetyczna.

Rzeczywisty koszt energii odnawialnej będzie do pewnego stopnia zależał od tego, ile potrzeba do magazynowania energii (patrz Lepsze modele komputerowe potrzebne do mega farm wiatrowych). Wiele uwagi poświęcono temu, jak opracować niezwykle tanie akumulatory, aby umożliwić, powiedzmy, przechowywanie energii wiatrowej w nocy do użytku, gdy jest ona potrzebna w ciągu dnia. Ale w zależności od tego, jak szybko odnawialne źródła energii są wdrażane oraz od charakteru zasobów wiatrowych i słonecznych w różnych obszarach, tak duże baterie często nie będą potrzebne przez dziesięciolecia. Małe i bardziej przystępne cenowo baterie mogą umożliwić wykorzystanie energii odnawialnej do dużej części energii w sieci.

GE nie jest jedynym, który zdaje sobie sprawę, że nawet niewielkie ilości magazynowania energii mogą mieć duży wpływ. Jednym z największych problemów z odnawialnymi źródłami energii jest to, że prędkość, z jaką może się ona zwiększać i zmniejszać – gdy chmury zasłaniają słońce lub wiatr słabnie – może być znacznie szybsza, niż konwencjonalne elektrownie mogą zmienić swoją moc, aby to zrekompensować. Ale nawet małe baterie mogą reagować na te zmiany niemal natychmiast.

Gdy w sieci elektroenergetycznej znajduje się stosunkowo mało energii odnawialnej, wahania w dostawach można łatwo zaabsorbować bez konieczności przechowywania baterii. Jednak wraz ze wzrostem udziału energii odnawialnej istniejącym metodom radzenia sobie ze zmiennością będzie coraz trudniej nadążać, co może prowadzić do problemów z napięciem w sieci, a nawet przerw w dostawach prądu. Dokładny moment, w którym odnawialne źródła energii stają się problemem, zależy od wielu czynników. Jednak w wielu przypadkach odnawialne źródła energii mogą stanowić około 20 procent mocy sieci bez powodowania problemów.

W niektórych przypadkach zwiększenie tego limitu do 30 do 40 procent może być tak proste, jak dodanie 15 minut przechowywania baterii do farm wiatrowych, mówi Ryszard Fioravanti , wiceprezes ds. aplikacji pamięci masowej w DNV KEMA , doradztwo energetyczne. Jeśli baterie mogą kompensować zmiany poziomu mocy z farmy wiatrowej przez 15 minut, mogą dać operatorom sieci czas na zwiększenie (lub obniżenie) mocy z konwencjonalnych elektrowni. Mówi, że to świetny sposób na katalizowanie większych ilości odnawialnych źródeł energii.

Kopia zapasowa Breeze: W tej konstrukcji znajduje się bateria do przechowywania energii wiatrowej, która znajduje się u podstawy turbiny wiatrowej.

Według GE nie trzeba przechowywać 15 minut energii, aby zagwarantować moc wyjściową przez 15 minut. W przypadku turbiny o mocy 2,5 megawata wymagałoby to baterii o mocy 625 kilowatogodzin. Jeśli dysponujesz dobrymi algorytmami prognozowania wiatru, zaledwie 25 kilowatogodzin przechowywania — porównywalne z akumulatorem w pojeździe elektrycznym — wystarczy, aby zagwarantować moc wyjściową przez 15 do 60 minut, mówi Keith Longtin, dyrektor generalny linii produktów wiatrowych GE.

Firma GE wykorzystuje zastrzeżone algorytmy do przewidywania mocy wyjściowej swoich turbin wiatrowych z dużą dokładnością. Następnie wykorzystuje baterię, aby wyrównać różnice między przewidywaną a rzeczywistą mocą wyjściową. Jeśli turbina wiatrowa generuje zbyt mało energii, szybkie przyspieszenie o 50 kilowatów może wystarczyć, aby sprostać prognozie.

GE nie podała dokładnej liczby, ale twierdzi, że jest to niewielki ułamek milionów dolarów, które kosztuje każda turbina. Baterie o podobnej wielkości do pojazdów elektrycznych kosztują znacznie poniżej 20 000 USD.

Bateria może się zwrócić na wiele sposobów, takich jak obniżenie opłat pobieranych przez niektóre zakłady energetyczne dla właścicieli farm wiatrowych i generowanie przychodów nawet wtedy, gdy nie wieje wiatr. Mógłby również dostarczać sieci usług generujących dochód, takich jak dostarczanie impulsów energii w razie potrzeby.

Rzeczywisty koszt energii odnawialnej powinien również uwzględniać koszt posiadania konwencjonalnych elektrowni gotowych do rozwoju. Według jedno oszacowanie . (To znaczny wzrost — dla porównania, oczekuje się, że nowe elektrownie gazu ziemnego w Stanach Zjednoczonych będą wytwarzać energię elektryczną średnio po 6,5 centa za kilowat przez cały okres ich eksploatacji).

haresz kamat , menedżer programu magazynowania energii w Instytut Badawczy Energetyki , mówi, że w niektórych obszarach 15 minut przechowywania energii nie wystarczy – na przykład tam, gdzie rozbieżność między popytem a produkcją energii odnawialnej lub wielkość zmienności energii odnawialnej jest zbyt duża.

Osiągnięcie 100% energii odnawialnej wymagałoby godzin przechowywania baterii oraz znacznie tańszych i lepszych baterii niż te, które możemy teraz zbudować. Co więcej, mogą występować ogromne wahania sezonowe w produkcji energii odnawialnej. Ciemne zimy i letnia zapaść wymagałyby nie godzin, ale dni, tygodni, a nawet miesięcy przechowywania. (Pomogą również inne formy magazynowania energii i dalekosiężne linie przesyłowe w celu połączenia szeroko rozproszonych farm wiatrowych — patrz Rozwiązanie dotyczące nieciągłości energii słonecznej i supersieci).

Jednak możliwe będzie osiągnięcie stosunkowo wysokiego poziomu energii odnawialnej przy niewielkiej ilości podtrzymania bateryjnego, co zapewni czas na opracowanie nowych technologii bateryjnych. Jednak nawet w szybkim tempie rozwoju minie dziesięciolecia, zanim energia odnawialna przekroczy 40 procent mocy wytwórczych w większości miejsc.

ukryć