Почему мы не можем производить всю необходимую нам электроэнергию из ветра? Это вопрос, который я часто слышу от людей, которые начинают узнавать об экологических проблемах, с которыми мы сталкиваемся, и это хороший вопрос. На первый взгляд это может показаться простым: мы уже производим чистую электроэнергию с помощью ветряных турбин, поэтому мы знаем, что это работает. Почему бы просто не построить много-много их, пока мы не будем производить достаточно энергии, тем самым решая проблемы, вызванные грязными электростанциями?
К сожалению, как это часто бывает, реальность немного сложнее. Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно лучше понять, как работает энергия ветра и как работает электрическая сеть. Давайте погрузимся прямо сейчас, не так ли?
Как работает энергия ветра?
Пока все хорошо, но вот настоящая проблема: ветер прерывистый. Иногда он срабатывает, иногда нет, и трудно предсказать более чем за несколько часов, что он будет делать. Из-за этого ветряные электростанции (группы ветряных турбин) обычно имеют две номинальные мощности: номер мощности и номер коэффициента мощности.
Например, ветряная электростанция может содержать 200 ветряных турбин, каждая из которых рассчитана на 1,5 мегаватта. Мощность этой ветряной электростанции составляет 300 мегаватт (200 х 1,5), но сколько электроэнергии она будет производить на самом деле, зависит от многих факторов, и если вы посмотрите на среднюю выработку всех этих ветряных турбин за определенный период времени, то обычно год - и вы делите это число на максимальную мощность всех этих ветряных турбин, вы получаете коэффициент мощности.
Так, например, если наша ветряная электростанция работает на 30% мощности, она будет производить в среднем 100 мегаватт в любое время. Но это не значит, что можно рассчитывать на выход 100 мегаватт; в какой-то день их может быть 300, а в другой - 30. Это проблема не только потому, что вам нужно построить гораздо больше ветряных турбин, чем можно было бы предположить по мощности (а СМИ обычно сообщают цифры мощности, а не коэффициенты мощности), но также и из-за чего-то еще, что мы увидим в следующем разделе ниже.
Как работает энергосистема?
" Выработка и потребление электроэнергии должны быть сбалансированы во всей сети, потому что энергия потребляется почти сразу после ее производства. Крупный сбой в одной части сети - если его быстро не компенсировать - может привести к повторному току. сам маршрут перетекает от оставшихся генераторов к потребителям по линиям электропередачи недостаточной мощности, вызывая дальнейшие сбои. Таким образом, одним из недостатков широко подключенной сети является возможность каскадного сбоя и повсеместного отключения электроэнергии». (источник)
Это означает, что если ветер перестанет дуть и ветряная электростанция перестанет производить электроэнергию, то какой-то другой источник электроэнергии должен компенсировать потери.
Эта проблема может быть смягчена, если у вас есть много ветряных электростанций, разбросанных по большой географической территории, так что, когда ветер не дует где-то, скорее всего, он дует где-то еще. Это помогает, но не решает проблему полностью. Помните, что сеть должна всегда уравновешивать спрос и предложение, поэтому, если не повезло, что на большинстве ваших ветряных электростанций нет или мало ветра в один и тот же день, у вас все еще есть проблема. Так что же нам делать?
Каково будущее ветроэнергетики?
Но что мы можем сделать, чтобы помочь увеличить количество чистой, возобновляемой энергии, производимой ветром повсюду?
Первое, что нужно сделать, этоулучшить передачу Во многих районах есть избыток ветровой энергии, но они могут продать ее в другие районы, которые с радостью купят ее, потому что эти места не т взаимосвязаны. Есть также районы, где можно было бы построить новые ветряные электростанции, но они не строятся из-за отсутствия линий электропередач. Улучшенная система распределения облегчила бы компенсацию дефицита на одной стороне за счет излишков на другой стороне.
Еще один способ позволить энергосистеме обрабатывать больше энергии ветра - этоформировать спрос (имеется в виду, влиять на то, сколько электроэнергии люди и отрасли используют). Многое из этого можно сделать с помощью технологий интеллектуальных сетей, таких как интеллектуальные счетчики, которые могут изменять цену на электроэнергию в режиме реального времени (когда цена выше, спрос снижается, когда цена ниже, спрос растет) и с учетом Энергоемкая промышленность, поэтому некоторые из своих операций они планируют наилучшим образом использовать доступную мощность.
В-третьих,увеличение емкости хранилища сети имело бы большое значение. В настоящее время большую часть энергии необходимо использовать сразу же после ее производства, и лишь небольшая ее часть сохраняется для последующего использования (например, это можно сделать с помощью водохранилищ гидроэлектростанций). Если бы мы могли хранить больше энергии, мы могли бы использовать этот резерв, когда ветер не дует. Большая проблема здесь состоит в том, чтобы иметь хранилище, которое было бы достаточно недорогим, чтобы иметь смысл. Для этого могут потребоваться прорывы в технологии аккумуляторов или гиперконденсаторов.
Наконец, наиболее реалистичным вариантом кажетсядиверсификация Энергия ветра сейчас является самым дешевым видом возобновляемой энергии, но ее следует сочетать с другими видами, чтобы лучше смягчить нестабильность проблема. Солнечная фотоэлектрическая энергия, солнечная тепловая энергия, глубинная геотермальная энергия, энергия волн, гидроэнергия (если все сделано правильно), биомасса и т. д. Нам нужно все это, наряду с серьезным стремлением к эффективности и сохранению (обычно дешевле сэкономить ватт, чем создать новый).