Щоб використовувати інновації у відновлюваних джерелах енергії, зробіть мережу більш гнучкою

Останній день квітня цього року був типовим весняним днем ​​у Каліфорнії. Світило сонце, дмухнув вітер і текла весняна тала вода. Завдяки ідеальним умовам для сонячної, вітрової та гідроенергетики держава досягла помітного першого в енергетиці: приблизно за годину відновлювані джерела енергії забезпечували 100% електроенергії Каліфорнії та захоплюючий погляд на чисте нульове майбутнє.

Яким би знаменним не був цей етап, штат ще має пройти довгий шлях, перш ніж він матиме достатньо потужностей для безперервного живлення своєї мережі без вуглецю. Постійно з’являються нові джерела відновлюваної енергії сонячна черепиця до сонячні ферми, а зрештою, можливо, навіть сонячні дороги. Щоб ці фотоелектричні інновації мали найбільший вплив – перетворюючи світло в електрику без викидів – нам потрібно побудувати мережу, яка може забезпечити надійну, стабільну енергію, оскільки вона включає ці технології.

«Нам потрібні нові джерела відновлюваної енергії, щоб постійно з’являтися, але забезпечення надійності мережі має вирішальне значення для використання їх обіцянок. Ця напруга між інноваціями та надійністю є основною проблемою переходу на вуглець». – Такаджіро Ісікава, президент і генеральний директор Mitsubishi Heavy Industries America

Більш гнучка сітка

Додавання більше вітрової та сонячної енергії в мережу є важливим для переходу від вуглецю. Але оскільки ці джерела не є постійними – сонце та вітер, за своєю природою, бувають переривчастими – неминуче будуть випадки, коли сонячна та вітрова генерація не буде відповідати попиту. Ця мінливість ускладнює постачання електроенергії в мережу, яка повинна збалансувати вироблену енергію з енергією, що споживається секунда за секундою без перерви.

Як зазначає Такаджіро Ісікава, президент і генеральний директор Mitsubishi Heavy Industries America: «Нам потрібні нові джерела відновлюваної енергії, щоб постійно з’являтися, але забезпечення надійності мережі має вирішальне значення для виконання їх обіцянок. Ця напруга між інноваціями та надійністю є основною проблемою переходу на вуглець».

Коли попит на електроенергію зростає, енергетичним компаніям потрібна можливість без зволікань збільшити пропозицію; альтернатива – відключення та відключення. На практиці постачальники електроенергії повинні підтримувати потужність, щоб виробляти більше електроенергії, ніж використовується в даний момент. Проте вони повинні використовувати цю потужність стратегічно та гнучко, тому що, коли виробництво перевищує попит, енергетичні компанії повинні скинути зайве навантаження, щоб зберегти мережу стабільною. Наприклад, у квітневий день, коли Каліфорнія забезпечила 100% необхідної електроенергії за допомогою відновлюваних джерел, штат припинив продаж надлишкових електронів іншим постачальникам електроенергії.

Чим більше відновлюваних джерел енергії впроваджується в мережу, тим більшим стає ризик переривчастості і тим нагальнішою є потреба швидко та безперешкодно збалансувати навантаження. Така еволюція сітки створює виклик для виробників. Велика частина існуючої інфраструктури виробництва електроенергії вимагає занадто багато часу на запуск, щоб бути швидким.

«Збалансування зниження викидів та надійності є ключем до просування процвітання, водночас заново винаходячи мережу для майбутнього чистої енергії». – Рауль Переда, президент і генеральний директор Mitsubishi Power Aero

Одним з рішень є авіаційні газові турбіни. Вони можуть виробляти електроенергію на вимогу з невеликим часом запуску та гнучкістю, щоб потім швидко збільшуватися та зменшуватися, що допомагає постійно відповідати попиту та пропозиції. Це дозволяє операторам мереж додавати більше відновлюваної енергії до своїх мереж без шкоди для надійності. Ці потужні електростанції готові, коли це необхідно, для швидкого включення та заповнення розривів між попитом і виробництвом з інших джерел. Більше того, ці турбіни можуть працювати на ширшому діапазоні видів палива, таких як природний газ, СПГ, пропан і незабаром суміш водню та природного газу, що дозволяє їм розвиватися до рішень з низьким вмістом вуглецю та без вуглецю.

«Збалансованість знижених викидів та надійності є ключем до просування процвітання, водночас заново винаходячи мережу для майбутнього чистої енергії», – говорить Рауль Переда, президент і генеральний директор Mitsubishi Power Aero, провідного постачальника глобальних енергетичних рішень, які працюють за допомогою авіаційних газових турбін.

Шукаємо виграш

Все більш гнучка мережа відкриє можливості для використання сучасного багатства інновацій у відновлюваних джерелах енергії. Наприклад, Проект Nexus, який відкривається цієї осені, стане доказом концепції роботи сонячних панелей над каналами, які переміщують воду по всій Каліфорнії.

Це перший проект такого роду в Сполучених Штатах, але концепція набирає обертів у жаркому сухому кліматі сільської Індії. Недавній вчитися виявили, що встановлення сонячних панелей над каналами Каліфорнії протяжністю 4,000 миль може запобігти випаровуванню 63 мільярдів галонів води щороку, а також забезпечувати 13 гігават електроенергії – приблизно вдвічі того, що потрібно штату для досягнення цілей щодо відновлюваної енергії.

Агровольтаїчні рішення, які розміщують сонячні установки на сільськогосподарських угіддях, пропонують подібні безпрограшні сценарії. Панелі забезпечують хороший мікроклімат для тіньолюбних культур, а також корм для овець, які, в свою чергу, підстригають траву та бур’яни без необхідності спалювати викопне паливо.

Енергетичний перехід вимагає багато таких рішень. У нашому все більш електрифікованому світі вони повинні працювати разом, щоб цілодобово забезпечувати чисту та надійну електроенергію. Щоб зробити 30 квітня в Каліфорнії^th Віха в повсякденній реальності, ми повинні діяти з творчістю, терміновістю та передбачливістю, щоб задовольнити сьогоднішні енергетичні потреби, одночасно будуючи гнучку, стійку енергетичну систему завтрашнього дня.

ПОВ'ЯЗАНИЙ ЗМІСТ

Зустрічайте покоління Green, інженерів, які допомагають декарбонізувати енергетику та промисловість [Відео]

Порада для молодих інженерів: застосовуйте свою уяву

Різка різниця між глобальним потеплінням на 1.5°C та 2.0°C