?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

Хочу привести тут довольно давнюю статью (не мою) с обсуждением моделирования совместной работы ВИЭ, аккумуляторов и неманеврирующих мощностей. В основном рассматривается влияние доли ВИЭ на количество избыточной генерации электроэнергии. Довольно интересно, для понимания реальных границ и проблем интеграции ВИЭ в этом аспекте.

Analysis of Photovoltaics and Wind Power in Future Renewable Energy Scenarios

Niklas Kreifels,* Johannes N. Mayer, Bruno Burger, and Christof Wittwer[a]

В нём рассматривается 4 сценария развития ситуации.

1. Ничего не делая просто наращивать мощности ветра и солнца соблюдая оптимальную их пропорцию (55% - установленная мощность ветра, 45% - установленная мощность солнца; такая пропорция является отимальной, т.к. ветер и солнце в Германии имеют высокую обратную корреляцию - когда дует ветер зачастую нет солнца, а когда хорошо светит солнце, тогда ветер дует слабо)

2. Ввести дополнительную нагрузку 5 ГВт, которая бы включалась в тот момент, когда вырабатываемая энергия солнца и ветра + неснижаемый остаток мощности 20 ГВт превышают потребности в электричестве (60-70 ГВт). Дополнительная нагрузка это тепловые насосы или простой нагревательный элемент.

3. Снизить неснижаемую мощность с 20 ГВт до 5 ГВт (за счёт сворачивания атомных станций и повышения манёвренности электростанций на буром угле) и ввести дополнительную нагрузку 5 ГВт

4. Снизить неснижаемую мощность с 20 ГВт до 5 ГВт, ввести дополнительную нагрузку 5 ГВт, удвоить мощность и ёмкость хранилищ с 40 GWh, 9 GW (сейчас это ГАЭС) до 80 GWh, 18 GW

Чтобы понять зачем всё это, надо понять в чём же состоит проблема при возрастании доли ветра и солнца. Проблема вот в чём: при увеличении установленной мощности ветра и солнца могут случаться моменты, когда вырабатываемая мощность от ветра и солнца + неснижаемый остаток мощности остальных генерирующих мощностей превышает потребности в электричестве. В этом случае разница просто будет теряться.

Для 1-ого сценария рассчитывается (на основе графика мощности генерации солнца и ветра за прошлые годы) количество потерь при различной доле ветра и солнца в энергосистеме. Результаты приведены на графике:

По осям отложены установленные мощности ветра и солнца, линии выпуклые вверх показывают количество используемого электричества от ветра и солнца за год в процентах, линии выпуклые вниз показывают долю ветра и солнца в энергосистеме, белые точки показывают оптимальное соотношение установленных мощностей ветра и солнца.

Например, при доле ветра и солнца в 37% (при условии оптимальной пропорции ветра и солнца) потери энергии составят 10%. Вполне приемлемо. При доле 33% потери будут 5% - ещё лучше. И это при нулевом экспорте электроэнергии! Сейчас в Германии доля ветра и солнца 17% (соотношение оптимальное) - потерь нет :-).

Для 2-ого сценария:

Для 3-го сценария:

Для 4-ого сценария:

Видно, что самый большой эффект от снижения неснижаемой мощности генерации (т.е. от атомных станций в долгосрочной перспективе будут избавляться):

Итак,

в первом сценарии при использовании 90% энергии ветра и солнца можно нарастить их долю до 37%

в четвёртом сценарии при использовании 90% энергии ветра и солнца можно нарастить их долю до 57%

Это довольно простое исследование, которое показывает влияние различных мер на интеграцию ветра и солнца в энергосистему. Есть и более обширные, которые моделируют систему целиком. В них показано, что даже доля ветра и солнца в 80% вполне достижима. Например, вот:

A Future German Energy System with a Dominating Contribution from Renewable Energies: A Holistic Model Based on Hourly Simulation

Andreas Palzer and Hans-Martin Henning*[a]

Приведённые две работы доступны здесь: https://yadi.sk/d/YYwqvWSZf32z9

Comments

( 54 comments — Leave a comment )
thrasymedes
Jun. 18th, 2016 08:29 pm (UTC)
Солнечная и ветровая генерация зависят от случайностей. Если в течении нескольких дней будет низкой и та и другая генерация, а их доля 90%, результат может оказаться очень неприятным. Хотя в среднем все будет в порядке.
nastojashheeimj
Jun. 18th, 2016 08:40 pm (UTC)
рождаемость повыситься?

да, кошмар!
tnenergy
Jun. 18th, 2016 08:43 pm (UTC)
Это другая тема. Тут больше про неуживчивость переменчивых и неманевренных источников энергии.
(no subject) - rusec - Jun. 18th, 2016 09:26 pm (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Jun. 18th, 2016 09:29 pm (UTC) - Expand
(no subject) - rusec - Jun. 18th, 2016 10:54 pm (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Jun. 19th, 2016 11:11 am (UTC) - Expand
(no subject) - rusec - Jun. 19th, 2016 05:26 pm (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Jun. 19th, 2016 06:57 pm (UTC) - Expand
(no subject) - mishagamba - Jun. 19th, 2016 06:34 pm (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Jun. 19th, 2016 07:00 pm (UTC) - Expand
(no subject) - giovanni1313 - Jun. 19th, 2016 09:51 am (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Jun. 19th, 2016 10:01 am (UTC) - Expand
(no subject) - vit_r - Jun. 18th, 2016 08:55 pm (UTC) - Expand
vit_r
Jun. 18th, 2016 08:53 pm (UTC)
Чего-то уж слишком оптимистично.

Фигня в том, что дотации позволяют строить эту фигню в безлюдных местностях, а там нет ни потребителей, ни сетей передачи. Уже сейчас правительство вырубает электричество в работающих землях ФРГ и заставляет гнать из ГДР. А это и потери на передачу, и отсутствие архитектуры типа грид (от нормальных станций идёт разводка типа звезды). Плюс от ветряков дикая экологическая нагрузка.
tnenergy
Jun. 18th, 2016 09:11 pm (UTC)
>Фигня в том, что дотации позволяют строить эту фигню в безлюдных местностях, а там нет ни потребителей, ни сетей передачи.

Какие еще "дотации" - это feed-in тарифы в Германии что ли? И как их отбивать без потребителей и сетей передачи? Кстати, в каких районах Германии нет сетей и потребителей?

>же сейчас правительство вырубает электричество в работающих землях ФРГ и заставляет гнать из ГДР.

Ссылкой не поделитесь?

> А это и потери на передачу, и отсутствие архитектуры типа грид (от нормальных станций идёт разводка типа звезды)

Ничего не понял про сеть.

>Плюс от ветряков дикая экологическая нагрузка.

А в чем измеряется "экологическая нагрузка", в каких единицах?
(no subject) - vit_r - Jun. 18th, 2016 09:50 pm (UTC) - Expand
(no subject) - Андрей Гаврилов - Jun. 19th, 2016 04:13 am (UTC) - Expand
(no subject) - Герасим Тихонов - Jun. 19th, 2016 04:49 am (UTC) - Expand
(no subject) - vit_r - Jun. 19th, 2016 07:11 am (UTC) - Expand
(no subject) - Андрей Гаврилов - Jun. 19th, 2016 10:38 am (UTC) - Expand
(no subject) - vit_r - Jun. 19th, 2016 11:11 am (UTC) - Expand
(no subject) - igor_schwab - Jun. 19th, 2016 01:27 pm (UTC) - Expand
(no subject) - vit_r - Jun. 19th, 2016 04:30 pm (UTC) - Expand
(no subject) - igor_schwab - Jun. 19th, 2016 01:25 pm (UTC) - Expand
(no subject) - vit_r - Jun. 19th, 2016 04:36 pm (UTC) - Expand
pz_true
Jun. 19th, 2016 05:33 am (UTC)
Нужны короче нормальные батареи, дешевые и промышленных масштабов.
А в арсенале у нас пока что только гидро аккумуляция.
zel_dol
Jun. 19th, 2016 08:06 am (UTC)
Нужны короче нормальные батареи
Пусть все постепенно развивается, без резких движений.
Пройдет лет 20, большинство угольных и атомных станций выработают свой ресурс. А к этому времени их заменят более гибкие газовые станции + батареи по приемлемой цене появятся.
zilm
Jun. 19th, 2016 06:07 am (UTC)
Вот никак АЭС не вписываются в возобновляемую энергетику :(
tnenergy
Jun. 19th, 2016 11:07 am (UTC)
С другой стороны с возобновляемой энергетикой, в Дании и Германии тоже не все хорошо - объемы ввода ВЭС, например, падают уже 3 год емпни (в этом году опять упали). Где energiewende?
Где energiewende - zel_dol - Jun. 19th, 2016 11:38 am (UTC) - Expand
Re: Где energiewende - tnenergy - Jun. 19th, 2016 12:26 pm (UTC) - Expand
(no subject) - zilm - Jun. 19th, 2016 12:25 pm (UTC) - Expand
(no subject) - b_my - Jun. 19th, 2016 01:25 pm (UTC) - Expand
(no subject) - zilm - Jun. 19th, 2016 01:26 pm (UTC) - Expand
(no subject) - b_my - Jun. 19th, 2016 01:32 pm (UTC) - Expand
(no subject) - zilm - Jun. 19th, 2016 01:35 pm (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Jun. 19th, 2016 02:13 pm (UTC) - Expand
(no subject) - zilm - Jun. 19th, 2016 02:17 pm (UTC) - Expand
inventor_by
Jun. 19th, 2016 12:25 pm (UTC)
Нужно адаптировать промышленность под излишки ВИЭ. Например, излишки ВИЭ можно направлять на электролиз алюминия или магния.
Ещё вариант - развитие аккумуляторов в сторону удешевления.
Так что, скоро придумают, что делать с излишками ВИЭ. Я вот думаю, как бы мне в этих разработках поучаствовать, а то без меня всё сделают. :)
zel_dol
Jun. 19th, 2016 12:48 pm (UTC)
Электролиз для получения металлов - процесс, который не любит частые остановки.
Литье пластмассовых изделий - возможный кандидат, но мощности не такие большие.
Слышал, что запасы питьевой воды в городах, расположенных на возвышенностях можно создавать, чтобы работу насосов в вечерний пик уменьшить.
(no subject) - b_my - Jun. 19th, 2016 01:27 pm (UTC) - Expand
поставить его на таймер - zel_dol - Jun. 19th, 2016 04:48 pm (UTC) - Expand
(no subject) - Андрей Гаврилов - Jun. 19th, 2016 04:53 pm (UTC) - Expand
(no subject) - kiba - Jun. 20th, 2016 05:44 am (UTC) - Expand
vladimir690
Jun. 19th, 2016 02:05 pm (UTC)
Еще одно исследование:
http://solar-front.livejournal.com/16246.html
mishagamba
Jun. 19th, 2016 06:37 pm (UTC)
По-моему сейчас достаточно популярна идея продавать и покупать оптовую электроэнергию на спотовом рынке по текущим ценам?
Как сейчас, это распространяется на зеленую энергетику?
В принципе мне кажется это более справедливым, чем перекладывать головную боль переменного производства электричества на соседей.
zel_dol
Jun. 19th, 2016 07:23 pm (UTC)
продавать и покупать оптовую электроэнергию на спото
Вы будете покупать, но по Вашему графику, например , в 6 часов 30 МВт, через час 32 МВт и т.д.
Google, например, для своих компьютерных центров покупает зеленую энергию, но по своему графику мощности.
А у диспетчера свой график, где ВИЭ дают просадки и всплески, кто будет их сглаживать? Google? В теории он может запускать и останавливать свои дизель-генераторы - благо они имеются на более чем 100% мощности.
egh0st
Jun. 19th, 2016 10:11 pm (UTC)
ох беред если чесТно.


1. зимой в северной гейропии от солнца толку нету от слова можно сказать совсем. Околодекабрский световой день воообще 8 часов, с низким солнцем и главное -- еще тучи всякие.
В италии например в январе солнца в разы больше. И то это порядка сотни с копейками часов. Только это уже не северная а южная европия.

2. зимой как доказывалось многими исследованиями (линки на них давал) по всей бритоссии хорошая погода (ц). Нечастно но бывает. Полного штиля не надо, ветер там зависит кубически от мощности иирц. Слабый ветер и ветрогенерация *на всей бритоссии* которая не то что бы очень уж мелкая территория -- практически ноль. И это продолжается несколько часов. Зимой. В моменты пикового потребления.

3. Запасать энергию это полезно, только вот эколохи не понимают что это полезно и для обычной энергетики. То есть если есть гидроресурсы для запасания энергии для регуляции суточного потребления -- так это и надо делать пАлюбасу. Во многих странах все доступные такие ресурсы уже по факту задействованны, куда же еще.
( 54 comments — Leave a comment )

Profile

tnenergy
Ядерная энергия

Latest Month

November 2017
S M T W T F S
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930  
Powered by LiveJournal.com