За да се искористат иновациите во обновливите извори на енергија, направете ја мрежата пофлексибилна

Последниот ден од април оваа година беше типичен пролетен ден во Калифорнија. Сонцето сјаеше, дуваше ветер и течеше пролетна топена вода. Со услови идеални за соларна енергија, ветер и хидроенергија, државата постигна забележително прво во енергетиката: околу еден час се обезбедуваа обновливи извори 100% од електричната енергија во Калифорнија и примамлив поглед на нето нулта иднина.

Колку и да беше значајна таа пресвртница, државата има уште долг пат да направи пред да има доволно капацитет да ја напојува својата мрежа постојано без јаглерод. Постојано се појавуваат нови извори на обновлива енергија, од соларни ќерамиди до соларни фарми, и на крајот можеби дури и соларни патишта. За овие фотоволтаични иновации да имаат најголемо влијание - претворање на светлината во електрична енергија без емисија - треба да изградиме мрежа што може да обезбеди сигурна, постојана моќност бидејќи ги вклучува овие технологии.

„Потребни ни се нови извори на обновлива енергија за постојано да се појавуваат, но обезбедувањето доверливост на мрежата е од клучно значење за искористување на нивното ветување. Оваа тензија помеѓу иновативноста и доверливоста е основниот предизвик на транзицијата на јаглеродот“. – Такаџиро Ишикава, претседател и извршен директор на Mitsubishi Heavy Industries America

Пофлексибилна мрежа

Додавањето повеќе производство на енергија од ветер и сончева енергија во мрежата е од суштинско значење за преминот од јаглерод. Но, бидејќи тие извори не се константни - сонцето и ветерот, по природа, се периодични - неизбежно ќе има моменти кога генерирањето на сончевата енергија и ветерот нема да има побарувачка. Оваа варијабилност ја комплицира испораката на енергија на мрежа која мора да ја балансира произведената енергија со енергијата потрошена од секунда во секунда без прекин.

Како што забележува Такаџиро Ишикава, претседател и извршен директор на Mitsubishi Heavy Industries America, „Потребни ни се нови извори на обновлива енергија за постојано да се појавуваат, но обезбедувањето доверливост на мрежата е од клучно значење за искористување на нивното ветување. Оваа тензија помеѓу иновативноста и доверливоста е основниот предизвик на транзицијата на јаглеродот“.

Кога побарувачката за електрична енергија се зголемува, на енергетските компании им е потребна способност да ја зголемат понудата без одлагање; алтернативата е затемнување и затемнување. Во практична смисла, давателите на електрична енергија мора да одржуваат капацитет за производство на повеќе електрична енергија отколку што се користи во даден момент. Сепак, тие треба да го подигнат тој капацитет стратешки и флексибилно, бидејќи кога производството ја надминува побарувачката, енергетските компании треба да го отфрлат вишокот товар за да ја одржат стабилна мрежата. На пример, на денот во април кога Калифорнија обезбеди 100% од потребната енергија со користење на обновливи извори, државата заврши со продажба на вишок електрони на други добавувачи на електрична енергија.

Колку повеќе обновливите извори се воведуваат во мрежата, толку е поголем ризикот од прекини и толку поитна е потребата брзо и беспрекорно да се балансираат оптоварувањата. Оваа еволуција на мрежата создава предизвик за производителите. Голем дел од постоечката инфраструктура за производство на електрична енергија бара премногу време за стартување за да се испрати брзо.

„Балансирањето на намалените емисии и доверливоста е клучно за унапредување на просперитетот додека повторно се измислува мрежата за иднината на чиста енергија“. – Раул Переда, претседател и извршен директор на Mitsubishi Power Aero

Едно решение се гасните турбини со аеро-деривати. Тие можат да произведуваат енергија на побарувачката со мало време на стартување и флексибилност за потоа брзо да се зголемуваат и намалуваат, што помага постојано да се усогласува понудата со побарувачката. Ова им овозможува на мрежните оператори да додаваат повеќе обновливи извори на енергија во нивните мрежи без да ја жртвуваат доверливоста. Овие постројки се подготвени кога е потребно да се напојуваат брзо и да ги пополнат празнините помеѓу побарувачката и производството од други извори. Уште повеќе, овие турбини можат да работат на проширен опсег на горива, како што се природен гас, ЛНГ, пропан и наскоро мешавина од водород-природен гас, овозможувајќи им да еволуираат кон решенија со ниски и без јаглерод.

„Балансирањето на намалените емисии и доверливоста е клучно за унапредување на просперитетот, притоа повторно измислување на мрежата за иднината на чиста енергија“, вели Раул Переда, претседател и извршен директор на Mitsubishi Power Aero, водечки снабдувач на глобални енергетски решенија напојувани со гасни турбини со аеро-деривати.

Во потрага по победа-победа

Сè пофлексибилната мрежа ќе отвори можности за капитализирање на денешното богатство на иновации во обновливите извори на енергија. На пример, Проект Нексус, кој пробива оваа есен, ќе обезбеди доказ за концептот за работа на соларни панели над каналите што ја движат водата низ Калифорнија.

Тоа е прв проект од ваков вид во Соединетите Држави, но концептот добива на интензитет во топла, сува клима во рурална Индија. Неодамнешна студија откриле дека инсталирањето соларни панели над 4,000 милји канали во Калифорнија би можело да спречи 63 милијарди галони вода да испаруваат секоја година, а исто така да снабдува 13 гигавати електрична енергија - околу половина од она што и е потребно на државата за да ги исполни своите цели за обновлива енергија.

Агриволтаични решенија, кои поставуваат соларни инсталации на обработливо земјиште, нудат слични победнички сценарија. Панелите обезбедуваат добра микроклима за култури кои сакаат сенка, како и сточна храна за овци, кои пак ја одржуваат тревата и плевелот исечени без потреба од согорување на фосилни горива.

Енергетската транзиција бара многу такви решенија. Во нашиот сè поелектризиран свет, тие мора да работат заедно за да испорачуваат чиста и сигурна електрична енергија деноноќно. Да се ​​направи Калифорнија 30 април^th пресвртница на секојдневната реалност, ние мора да дејствуваме со креативност, итност и предвидливост за да ги задоволиме денешните енергетски потреби додека го градиме флексибилниот, еластичен енергетски систем на утре.

ПОВРЗАНИ СОДРИНА

Запознајте ја генерацијата Грин, инженери кои помагаат во декарбонизацијата на енергијата и индустријата [Видео]

Совет за млади инженери: Применете ја вашата имагинација

Острата разлика помеѓу глобалното затоплување од 1.5°C и 2.0°C