Kiedy turbina wiatrowa nie wytwarza wystarczającej ilości energii elektrycznej, w jaki sposób przedsiębiorstwo energetyczne rekompensuje straty?

Słyszałem kiedyś, że gdy elektrownia wiatrowa nie wytwarza wystarczającej ilości energii elektrycznej, firma energetyczna jest czasami zmuszona włączyć kilka silników odrzutowych w celu zrekompensowania straty, czy jest w tym prawda? Wyobrażam sobie, że stabilność jest kluczowym czynnikiem w utrzymaniu statyczności i wydajności produkcji, więc co zrobiłaby firma energetyczna?

power-engineering power-grid

— Obrabować
źródło

„Rośliny szczytowe” i „ładuj kolejne rośliny” (patrz odpowiedź Andrieja Achmetowa poniżej) istniałyby, nawet gdyby turbiny wiatrowe nigdy nie zostały wynalezione. Są one potrzebne, aby dopasować moc wytwórczą online do zapotrzebowania na energię elektryczną, a zapotrzebowanie może się zmienić tak szybko, jak wiatr może się zmienić.

— Solomon Slow

Silniki odrzutowe są w rzeczywistości nakładającym się zestawem rodzaju elektrowni stosowanej przez te rośliny. Są to odpowiednio silniki z turbiną gazową, które są również stosowane w zbiorniku Abhrams i autobusach w Nowym Jorku. Dlaczego silniki odrzutowe nie są podzbiorem ani nadzbiorem? Ponieważ istnieją pewne typy silników odrzutowych, które nie mają nic wspólnego z turbinami, takie jak silniki strumieniowe.

— slebetman

Superkapsy są obecnie reklamowane do użytku komercyjnego w szczytowych dostawach. Ten moduł kondensatora SIrius LABS SIrius ma pojemność 3,55 kWh i kosztuje 4500 USD na tej stronie. Powiedz około 3000 USD za „kilka”. To około 5-krotny koszt akumulatorów LiIon - co sprawia, że jest to świetna okazja, jeśli specyfikacje są prawdziwe. 1 000 000 oszacowanych cykli (prawdopodobnie przy 100% DOD) [!!!!], 45-letnia żywotność kondensatora, 99% + wydajność przechowywania w obie strony, Krótka specyfikacja tutaj . Zdumiewający.

— Russell McMahon,

Nie wystarczy na odpowiedź, ale daje mi pretekst, by podłączyć moją ulubioną stronę internetową: gridwatch.co.uk , pokaże ci, jak odpowiedź Andreya Achmetowa działa w praktyce, i pokazuje, jak różne rośliny zmieniają wydajność w zależności od potrzeb w ciągu dnia. (To jest dla brytyjskiego power girda, istnieją inne podobne dla innych girds)

— Puffafish

Kiedy przeczytałem „włącz kilka silników odrzutowych ...”, natychmiast wyobraziłem sobie silniki odrzutowe wpadające do turbiny wiatrowej, aby przyspieszyć.

— IMil

Odpowiedzi:

To jest poprawne. Gdy zapotrzebowanie przekroczy podaż, napięcie spadnie, a częstotliwość spadnie (co może grozić awarią sprzętu i jest z pewnością niepożądaną sytuacją). Operatorzy sieci elektroenergetycznych włączą alternatywne źródła wytwarzania w celu skorygowania nierównowagi, gdy tylko zostanie to zauważone (często pod koordynacją regionalnej organizacji przesyłowej, takiej jak CAISO ).

Operatorzy sieci bardzo dokładają starań, aby częstotliwość sieci była odpowiednio utrzymywana ( źródło ); nawet kilka sekund dryfu (tj. kilkaset cykli do przodu lub do tyłu) wymaga od RTO i powiązanych agencji podjęcia działań naprawczych, o ile jest to bezpieczne. Większość tych środków działa tak samo, niezależnie od tego, czy popyt rośnie, czy maleje podaż (a zatem są istotne, czy mówimy o wzroście obciążenia konsumenta, czy zmniejszeniu podaży z wiatru lub innych źródeł odnawialnych).

Aby nieco dokładniej zrozumieć mieszankę energii, należy wziąć pod uwagę rodzaje wytwarzania, w tym instalacje o obciążeniu podstawowym, instalacje podążające za ładunkiem, źródła przerywane i instalacje typu peaker:

Zakłady z obciążeniem podstawowym są zaprojektowane tak, aby działały z wysoką efektywnością kosztową (niekoniecznie efektywnością środowiskową lub inną miarą wydajności, chyba że wymagają tego lokalne przepisy i priorytety), ale nie można ich szybko dostosować. Przykłady mogą obejmować duży ładunek węgla i podstawową energię jądrową.
Instalacje podążające za obciążeniem mogą się dostosować, jeśli mają moc (np. Elektrownie wodne lub mniejsze instalacje do spalania paliwa)
Instalacje szczytowe są zwinne i można je szybko wprowadzić do sieci (np. Turbiny gazowe), ale są nieefektywne. Gdy instalacje obciążenia podstawowego są niewystarczające, instalacje podążające za ładunkiem zwiększają swój ładunek; jeśli ta pojemność zostanie wyczerpana lub sieć doświadcza gwałtownych wahań obciążenia, których nie mogą nadążyć za instalacjami podążającymi za ładunkiem, wówczas peakers przejdą do trybu online i zaczną spalać paliwo, aby osiągnąć wystarczającą podaż, aby zrównoważyć popyt.

Innym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę, jest planowanie: jeśli obszar ma stałe wiatry i wystarczającą liczbę turbin wiatrowych, wiatr można uznać za część obciążenia podstawowego: nie można go dostosować, ale jest stosunkowo przewidywalny i spójny z dnia na dzień. Luki na wietrze są traktowane w taki sam sposób, jak każdy inny niedobór obciążenia podstawowego: najpierw przez rośliny podążające za ładunkiem, jeśli to możliwe, a następnie za pomocą peeper.

Znane luki i braki można również rozwiązać poprzez handel. Na przykład w stanie Waszyngton Stany Zjednoczone mają bogatą moc hydroelektryczną i eksportują energię do czternastu innych stanów. Jego nadprodukcja energii (która sama w sobie może być równie szkodliwa jak niedostateczna produkcja) jest użytecznie przekierowywana, aby pomóc w uzupełnieniu niektórych zasobów sąsiednich stanów, takich jak Kalifornia ( źródło ). Eksport ten obejmuje obciążenie podstawowe, jeśli lokalne zapotrzebowanie spada zbyt szybko, aby działające elektrownie mogły się dostosować.

Składowana energia również przyczynia się. Źródłem takiej dodatkowej energii mogą być miejsca magazynowania, takie jak magazynowanie energii pompowanej , akumulatory (np. To ) lub mogą one być wytwarzane (niekoniecznie spalanie paliwa).

Wreszcie, zrzucanie obciążeń jest ostatecznością. Jeśli warunki są niekorzystne (bardzo wysokie zapotrzebowanie, takie jak klimatyzacja w upalny dzień, awarie linii przesyłowej, utrata obciążenia podstawowego itp.), Operator sieci może podnieść cenę energii przemysłowej w czasie rzeczywistym, a nawet wymagać tego użytkownicy sieci ograniczają swoje zapotrzebowanie, aby uniknąć niestabilności sieci. Jeśli to nie wystarczy, wystąpią przerwy w dostawie prądu i przerwy w dostawie prądu, aby zapobiec całkowitej utracie sieci i jej najbardziej krytycznych użytkowników (szpitale, pogotowie, komunikacja).

— nanofarad
źródło

@JoeFala Węgiel nie jest wydajny w stosunku do swojego wpływu na środowisko, ale jest wydajny w stosunku do kosztów finansowych w wielu częściach świata, zgodnie z moją najlepszą wiedzą.

— nanofarad

Jednostka J-Power 2 ultrasuperkrytyczna (pełna) w Japonii ma 45% wydajności, co jest cholernie dobre. Energia jądrowa wynosi około 55%. Sądzę, że wkrótce pojawi się więcej takich elektrowni nadkrytycznych.

— Joe Fala,

@JoeFala Zredagowałem odpowiedź, aby wspomnieć o opłacalności, w szczególności w celu uniknięcia nieporozumień. Dziękujemy za poinformowanie mnie o nieprecyzyjnym brzmieniu.

— nanofarad

Zauważ, że peakersy (turbiny gazowe) są historycznie mało wydajne i drogie, ale naprawdę bardzo tani gaz w USA z powodu frakingu nieco zmienił matematykę.

— Jak

Na północno-zachodnim wybrzeżu Pacyfiku czerpiemy ogromną moc z tamy. Tamy mają tę dodatkową zaletę, że szybko zwiększają / zmniejszają moc w celu kompensacji zmian wiatru. Naprawdę wytwarzamy tak dużą moc na wiosnę, że cena hurtowa energii elektrycznej czasami okazuje się ujemna i musimy płacić ludziom za odbiór naszej mocy / prosić inne elektrownie o zamknięcie, które NAPRAWDĘ denerwują elektrownie wiatrowe, które miały federalne fundusze dopasowujące, które nie zapłaciłyby gdyby nie generowały.

— Bill K

Chciałem cię skarcić za to, że nie przeszukałeś - wtedy nie mogłem znaleźć porządnej odpowiedzi! Oto krótka odpowiedź:

Po pierwsze, silniki odrzutowe - nie. Myślisz o turbinach gazowych, ale nie są to silniki odrzutowe (spróbuj wyszukać w Internecie w „Turbinie gazowej”).

Po drugie, w sieci elektrycznej nie ma dużo magazynowania energii, oprócz zbiorników gazu, hałd węgla, prętów uranu i wody za tamami. Baterie zaczynają wyglądać, jakby w końcu były praktyczne. Ale ogólnie rzecz biorąc, kiedy „alternatywne” źródła energii się wyczerpują, musi istnieć „tradycyjne” źródło energii, które się uruchamia. Turbiny gazowe są do tego dobre, ponieważ można je szybko uruchomić.

Ten artykuł wiki dotyczy problemu przechowywania siatki.

— TimWescott
źródło

Oświadczenie dotyczące turbiny gazowej jest nieprecyzyjne, ale nie jest niepoprawne. Aerodynamiczna turbina gazowa jest w zasadzie silnikiem odrzutowym, przeszukaj to na stronie. Instalacje szczytowe są zwykle aerodynamicznymi turbinami gazowymi, ponieważ można je uruchomić za około 15 minut. Alternatywą są tak zwane przemysłowe turbiny gazowe, które są znacznie większe i bardziej wydajne. Przemysłowe turbiny gazowe, zwłaszcza jednostki o cyklu łączonym, uruchamiają się i zamykają na kilka godzin, dlatego nie nadają się do maksymalnego wykorzystania.

— user71659,

— Russell McMahon,

@ user71659: Kiedy w pytaniu przeczytałem „silnik odrzutowy”, zastanawiałem się, czy ktoś nie wyobraża sobie używania turbofanu do generowania wiatru w farmie wiatrowej, dosłownie wskazując go na istniejące turbiny wiatrowe. Zupełnie niewiarygodne, ale takie zniekształcenie / nieporozumienie, jak sądzę, ktoś ma.

— Peter Cordes,

@ user71659: Te przemysłowe turbiny gazowe doskonale nadają się do tworzenia kopii zapasowych turbin wiatrowych; prognozy pogody są wystarczająco wiarygodne, aby przewidywać wytwarzanie energii z 24-godzinnym wyprzedzeniem. Szybkie rośliny są potrzebne, aby poradzić sobie ze zmianami popytu, ale to nie było przedmiotem tego pytania.

— MSalters

@RussellMcMahon Baterie Panasonic stosowane w samochodach Tesla mają 28000 cykli przy 80% DOD i kosztują znacznie mniej niż superkapsy. Ile cykli potrzebujesz? Myślę, że 365 rocznie wystarcza, a akumulatory Panasonic z pewnością osiągną.

— juhist