Pyrkimys verkon hiilidioksidipäästöjen poistamiseen kannustaa erilaisia puhtaita teknologioita aurinkopaanuista aurinkokanaviin aurinkoteille, mikä voi luoda haasteita verkkoon.
Getty
Tämän vuoden huhtikuun viimeinen päivä oli tyypillinen kevätpäivä Kaliforniassa. Aurinko paistoi, tuuli puhalsi ja kevään sulamisvesi virtasi. Aurinko-, tuuli- ja vesivoimalle ihanteellisissa olosuhteissa osavaltio saavutti merkittävän ensimmäisen energia-alan: uusiutuvia energialähteitä tarjottiin noin tunnin ajan. 100 % Kalifornian sähköstä ja kiehtova välähdys nettolla tulevaisuuteen.
Niin tärkeä kuin tuo virstanpylväs olikin, osavaltiolla on vielä pitkä matka tehtävänä, ennen kuin sillä on tarpeeksi kapasiteettia sähkön saamiseksi verkkoonsa jatkuvasti ilman hiiltä. Uusia uusiutuvan energian lähteitä ilmaantuu koko ajan alkaen auringon vyöruusu että aurinkotilatja lopulta ehkä jopa aurinkoiset tiet. Jotta näillä aurinkosähköinnovaatioilla olisi suurin vaikutus – valon muuntaminen päästöttömäksi sähköksi – meidän on rakennettava verkko, joka voi varmistaa luotettavan ja tasaisen tehon, koska se sisältää nämä tekniikat.
”Tarvitsemme jatkuvasti uusia uusiutuvan energian lähteitä, mutta verkon luotettavuuden varmistaminen on ratkaisevan tärkeää niiden lupausten hyödyntämiseksi. Tämä innovaation ja luotettavuuden välinen jännite on hiilidioksidin siirtymisen perushaaste. – Takajiro Ishikawa, Mitsubishi Heavy Industries Amerikan toimitusjohtaja
Joustavampi verkko
Tuuli- ja aurinkosähkön lisääminen verkkoon on välttämätöntä hiilidioksidista luopumisen kannalta. Mutta koska nuo lähteet eivät ole pysyviä – aurinko ja tuuli ovat luonnostaan ajoittaisia –, tulee väistämättä aikoja, jolloin aurinko- ja tuulivoiman kysyntä jää alle. Tämä vaihtelu vaikeuttaa sähkön toimitusta verkossa, jonka on tasapainotettava tuotettu energia ja kulutettu energia sekunti kerrallaan keskeytyksettä.
Kuten Mitsubishi Heavy Industries Amerikan toimitusjohtaja Takajiro Ishikawa huomauttaa: "Tarvitsemme jatkuvasti uusia uusiutuvan energian lähteitä, mutta verkon luotettavuuden varmistaminen on ratkaisevan tärkeää heidän lupauksensa hyödyntämiseksi. Tämä innovaation ja luotettavuuden välinen jännite on hiilidioksidin siirtymisen perushaaste.
Sähkön kysynnän kasvaessa sähköyhtiöt tarvitsevat kykyä lisätä tarjontaa viipymättä; vaihtoehtona ovat sähkökatkot ja sähkökatkot. Käytännössä sähköntuottajien tulee säilyttää kapasiteettia tuottaa enemmän sähköä kuin mitä kulloinkin käytetään. Silti niiden on käynnistettävä tuota kapasiteettia strategisesti ja joustavasti, koska kun tuotanto ylittää kysynnän, sähköyhtiöiden on purettava ylimääräistä kuormitusta pitääkseen verkon vakaana. Esimerkiksi päivänä huhtikuussa, jolloin Kalifornia toimitti 100 % tarvittavasta sähköstä käyttämällä uusiutuvia energialähteitä, osavaltio lopetti ylimääräisten elektronien myynnin muille sähköntoimittajille.
Mitä enemmän uusiutuvia energialähteitä tuodaan verkkoon, sitä suurempi on katkosten riski ja sitä kiireellisempi on tarve tasapainottaa kuormat nopeasti ja saumattomasti. Tämä verkon kehitys asettaa haasteita tuottajille. Suuri osa nykyisestä sähköntuotannon infrastruktuurista vaatii liian paljon käynnistysaikaa, jotta se toimitetaan nopeasti.
"Päästöjen ja luotettavuuden tasapainottaminen on avainasemassa vaurauden edistämisessä ja samalla kun verkkoa keksitään uudelleen puhtaan energian tulevaisuutta varten." – Raul Pereda, Mitsubishi Power Aeron toimitusjohtaja
Eräs ratkaisu on ilmailujohdannaiset kaasuturbiinit. Ne voivat tuottaa sähköä tarpeen mukaan pienellä käynnistysajalla ja joustavuudella skaalata ylös ja alas nopeasti, mikä auttaa jatkuvasti vastaamaan tarjontaa kysyntään. Tämän ansiosta verkko-operaattorit voivat lisätä verkkoihinsa uusia uusiutuvia energialähteitä luotettavuudesta tinkimättä. Nämä huippuvoimalaitokset ovat tarvittaessa valmiita käynnistymään nopeasti ja täyttämään kysynnän ja muista lähteistä tulevan tuotannon väliset aukot. Lisäksi nämä turbiinit voivat toimia laajenevalla polttoainevalikoimalla, kuten maakaasulla, nesteytetyllä maakaasulla, propaanilla ja pian vedyn ja maakaasun sekoituksella, mikä mahdollistaa niiden kehittymisen kohti vähähiilisiä ja hiilittomia ratkaisuja.
"Päästöjen vähentämisen ja luotettavuuden tasapainottaminen on avainasemassa vaurauden edistämisessä ja samalla kun verkkoa keksitään uudelleen puhtaan energian tulevaisuutta varten", sanoo Raul Pereda, Mitsubishi Power Aeron, johtavan lentokoneiden kaasuturbiinien energianlähteiden maailmanlaajuisten voimaratkaisujen toimittajan, toimitusjohtaja.
Etsitkö win-win-voittoja
Yhä joustavampi verkko avaa mahdollisuuksia hyödyntää tämän päivän innovaatioita uusiutuvien energialähteiden alalla. Esimerkiksi, Nexus-projekti, joka murtuu tänä syksynä, tarjoaa todisteen aurinkopaneelien toimivuudesta kanavien yli, jotka siirtävät vettä kaikkialla Kaliforniassa.
Uudessa pilottiprojektissa Kalifornia asentaa aurinkopaneeleja kastelukanavien eri osien yläpuolelle haihtumisen vähentämiseksi ja samalla puhtaan energian toimittamiseksi.
Getty
Se on ensimmäinen laatuaan Yhdysvalloissa, mutta konsepti on saanut vauhtia Intian maaseudun kuumassa ja kuivassa ilmastossa. Viimeaikainen opiskella havaitsi, että aurinkopaneelien asentaminen Kalifornian 4,000 63 mailia kanavien yli voisi estää 13 miljardia gallonaa vettä haihtumasta vuosittain ja samalla tuottaa XNUMX gigawattia sähköä – noin puolet siitä, mitä osavaltio tarvitsee saavuttaakseen uusiutuvan energian tavoitteensa.
Agrivoltaic ratkaisut, jotka sijoittavat aurinkosähköasennuksia viljelysmaalle, tarjoavat samanlaisia win-win-skenaarioita. Paneelit tarjoavat hyvät mikroilmaston varjoa rakastaville viljelykasveille sekä lampaiden rehuksi, mikä puolestaan pitää ruohon ja rikkaruohot leikattuna ilman, että tarvitsee polttaa fossiilisia polttoaineita.
Energiamuutos vaatii monia tällaisia ratkaisuja. Yhä sähköistyvässä maailmassamme niiden on toimittava yhdessä tuottamaan puhdasta ja luotettavaa sähköä kellon ympäri. Kalifornian 30. huhtikuutath Arkipäivän todellisuuden virstanpylväs, meidän on toimittava luovasti, kiireellisesti ja ennakoivasti vastataksemme nykypäivän energiatarpeisiin samalla kun rakennamme huomisen joustavaa ja kestävää energiajärjestelmää.
SAMANKALTAISTA SISÄLTÖÄ
Lähde: https://www.forbes.com/sites/mitsubishiheavyindustries/2022/06/22/to-harness-innovation-in-renewables-make-the-grid-more-flexible/