Lai izmantotu jauninājumus atjaunojamo energoresursu jomā, padariet tīklu elastīgāku

Šī gada aprīļa pēdējā diena Kalifornijā bija tipiska pavasara diena. Spīdēja saule, pūta vējš un plūda pavasara kušanas ūdeņi. Tā kā apstākļi ir ideāli saules, vēja un hidroenerģijai, valsts sasniedza ievērojamu pirmo vietu enerģētikas jomā: apmēram stundu tika nodrošināti atjaunojamie enerģijas avoti. 100% Kalifornijas elektroenerģijas un vilinošs ieskats neto nulles nākotnē.

Lai arī cik nozīmīgs bija šis pagrieziena punkts, valstij vēl ir tāls ceļš ejams, līdz tai būs pietiekami daudz jaudas, lai nepārtraukti darbinātu savu tīklu bez oglekļa. Visu laiku parādās jauni atjaunojamās enerģijas avoti, no saules jostas roze uz saules fermas, un galu galā varbūt pat saules ceļi. Lai šīm fotoelementu inovācijām būtu vislielākā ietekme — pārvēršot gaismu elektrībā, kas nerada emisijas —, mums ir jāizveido tīkls, kas var nodrošināt uzticamu, konsekventu jaudu, jo tajā ir iekļautas šīs tehnoloģijas.

"Mums ir vajadzīgi jauni atjaunojamās enerģijas avoti, lai pastāvīgi parādītos, taču tīkla uzticamības nodrošināšana ir ļoti svarīga, lai izmantotu to solījumu. Šī spriedze starp inovāciju un uzticamību ir oglekļa pārejas galvenais izaicinājums. – Takajiro Išikava, Mitsubishi Heavy Industries America prezidents un izpilddirektors

Elastīgāks režģis

Lielāka vēja un saules enerģijas ražošanas pievienošana tīklam ir būtiska, lai pārietu no oglekļa. Bet, tā kā šie avoti nav nemainīgi — saule un vējš pēc būtības ir neregulāri —, neizbēgami būs reizes, kad saules un vēja enerģijas ražošana nesasniegs pieprasījumu. Šī mainīgums apgrūtina jaudas piegādi tīklā, kam ir jāsabalansē saražotā enerģija ar patērēto enerģiju ik pēc sekundes bez pārtraukuma.

Kā atzīmē Mitsubishi Heavy Industries America prezidents un izpilddirektors Takajiro Išikava: “Mums ir vajadzīgi jauni atjaunojamās enerģijas avoti, lai pastāvīgi parādītos, taču tīkla uzticamības nodrošināšana ir ļoti svarīga, lai īstenotu solījumu. Šī spriedze starp inovāciju un uzticamību ir oglekļa pārejas galvenais izaicinājums.

Pieaugot pieprasījumam pēc elektroenerģijas, elektroenerģijas uzņēmumiem ir nepieciešama iespēja nekavējoties palielināt piegādi; alternatīva ir pārtraukumi un aptumšojumi. Praktiski elektroenerģijas piegādātājiem ir jāsaglabā jauda, ​​lai saražotu vairāk elektroenerģijas, nekā konkrētajā brīdī tiek izmantots. Tomēr viņiem šī jauda ir jāpalielina stratēģiski un elastīgi, jo, kad ražošana pārsniedz pieprasījumu, elektroenerģijas uzņēmumiem ir jāatsakās no liekās slodzes, lai tīkls būtu stabils. Piemēram, aprīļa dienā, kad Kalifornija nodrošināja 100% no vajadzīgās enerģijas, izmantojot atjaunojamos avotus, štats pārdeva liekos elektronus citiem elektroenerģijas piegādātājiem.

Jo vairāk atjaunojamo energoresursu tiek ieviests tīklā, jo lielāks kļūst pārtraukumu risks, un jo steidzamāka ir nepieciešamība ātri un vienmērīgi līdzsvarot slodzes. Šī tīkla attīstība rada izaicinājumu ražotājiem. Lielai daļai esošās elektroenerģijas ražošanas infrastruktūras ir nepieciešams pārāk ilgs palaišanas laiks, lai to varētu ātri nosūtīt.

"Samazinātu izmešu un uzticamības līdzsvarošana ir galvenais labklājības veicināšanai, vienlaikus izgudrojot tīklu tīras enerģijas nākotnei." – Rauls Pereda, Mitsubishi Power Aero prezidents un izpilddirektors

Viens no risinājumiem ir aviācijas gāzturbīnas. Tie var ražot jaudu pēc pieprasījuma ar nelielu palaišanas laiku un elastīgumu, lai pēc tam ātri palielinātu un samazinātu apjomu, kas palīdz nepārtraukti saskaņot piedāvājumu ar pieprasījumu. Tas ļauj tīkla operatoriem saviem tīkliem pievienot vairāk atjaunojamo energoresursu, nezaudējot uzticamību. Šīs pīķa stacijas ir gatavas, kad nepieciešams, lai ātri iedarbinātos un aizpildītu atšķirības starp pieprasījumu un ražošanu no citiem avotiem. Turklāt šīs turbīnas var darbināt ar arvien plašāku degvielu klāstu, piemēram, dabasgāzi, sašķidrināto dabasgāzi, propānu un drīzumā arī ūdeņraža un dabasgāzes maisījumu, ļaujot tām attīstīties uz risinājumiem ar zemu un bezoglekļa saturu.

“Samazinātu izmešu un uzticamības līdzsvarošana ir galvenais, lai veicinātu labklājību, vienlaikus no jauna izgudrojot tīklu tīras enerģijas nākotnei,” saka Rauls Pereda, Mitsubishi Power Aero prezidents un izpilddirektors, vadošais globālo energoapgādes risinājumu nodrošinātājs, ko darbina aviācijas gāzes turbīnas.

Meklē abpusēji izdevīgus variantus

Arvien elastīgāks tīkls pavērs iespējas gūt labumu no mūsdienu inovāciju bagātības atjaunojamo energoresursu jomā. Piemēram, Projekts Nexus, kas šoruden izceļas, sniegs pierādījumu par saules paneļu darbības koncepciju virs kanāliem, kas pārvieto ūdeni visā Kalifornijā.

Tas ir pirmais šāda veida projekts Amerikas Savienotajās Valstīs, taču šī koncepcija ir ieguvusi apgriezienus Indijas lauku karstajā un sausajā klimatā. Nesens studēt atklāja, ka saules paneļu uzstādīšana virs Kalifornijas 4,000 jūdžu garajiem kanāliem varētu novērst 63 miljardu galonu ūdens iztvaikošanu katru gadu, vienlaikus nodrošinot 13 gigavatus elektroenerģijas, kas ir aptuveni puse no tā, kas valstij nepieciešams, lai sasniegtu atjaunojamās enerģijas mērķus.

Agrovoltaic risinājumi, kurā saules enerģijas iekārtas tiek izvietotas lauksaimniecības zemēs, piedāvā līdzīgus scenārijus, kas izdevīgi. Paneļi nodrošina labu mikroklimatu ēnu mīlošām kultūrām, kā arī lopbarību aitām, kas savukārt apgriež zāli un nezāles bez nepieciešamības dedzināt fosilo kurināmo.

Enerģijas pārejai ir vajadzīgi daudzi šādi risinājumi. Mūsu arvien vairāk elektrificētajā pasaulē tiem ir jāstrādā kopā, lai nodrošinātu tīru un uzticamu elektroenerģiju visu diennakti. Lai padarītu Kalifornijas 30. aprīli^th Ikdienas realitātes pavērsiens, mums ir jārīkojas radoši, steidzami un tālredzīgi, lai apmierinātu šodienas enerģijas vajadzības, vienlaikus veidojot elastīgu, noturīgu rītdienas enerģijas sistēmu.

SAISTĪTAIS SATURS

Iepazīstieties ar zaļo paaudzi, inženieriem, kuri palīdz dekarbonizēt enerģiju un rūpniecību [Video]

Padoms jaunajiem inženieriem: izmantojiet savu iztēli

Krasā atšķirība starp globālo sasilšanu 1.5°C un 2.0°C