Anar al contingut

Font d'energia intermitent

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià
Archiu:E20F6E3D-8724-4E39-B315-0670B8C9841E AS1.JPG
La central solar Andasol de 150 MW és una planta d'energia solar tèrmica parabòlica comercial, ubicada en Espanya. La planta de Andasol utilisa tancs de sal fosa per a almagasenar energia solar, de modo que puga continuar generant electricitat inclús quan el sol no lluïx.[1]
Construcció dels tancs de sal que proporcionen un eficient almagasenament d'energia tèrmica[2] per a que es puga proporcionar una eixida en acabant de que es pose el sol, i es pot programar una eixida per a complir en els requisits de la demanda.[3] L'estació generadora Solà de 280 MW està dissenyada per a proporcionar sis hores d'almagasenament d'energia. Açò permet que la planta genere al voltant del 38 per cent de la seua capacitat nominal en el transcurs d'un any.[4]

Una font d'energia intermitent és qualsevol font d'energia que no està contínuament disponible per a la seua conversió en electricitat i control directe extern perque l'energia primària utilisada no es pot almagasenar. Les fonts d'energia intermitents poden ser predibles pero no poden despachar per a satisfer la demanda d'un sistema d'energia elèctrica.

L'us de fonts intermitents en un sistema d'energia elèctrica generalment desplaça l'energia primària almacenable que d'una atra manera seria consumida per atres centrals elèctriques.Una atra opció és almagasenar l'electricitat generada per fonts d'energia no despachables per al seu us posterior quan siga necessari, per eixemple, en forma d'almagasenament per bombeig , aire comprimit o en bateries. Una tercera opció és l'acoplament sectorial, per eixemple, per mig de calefacció elèctrica per a esquemes de calefacció urbana.

L'us de chicotetes cantitats d'energia intermitent té poc efecte en les operacions de la ret. L'us de grans cantitats d'energia intermitent pot requerir actualisacions o inclús un redisseny de l'infraestructura de la ret.[5][6]

Terminologia

[editar | editar còdic]

Varis térmens clau són útils per a comprendre el problema de les fonts d'energia intermitents. Estos térmens no estan estandardisats, i poden usar-se variacions. La majoria d'estos térmens també s'apliquen a les centrals elèctriques tradicionals.

  • Intermitencia pot significar fins a quin punt una font d'alimentació es deté involuntàriament o no està disponible, pero la intermitencia s'usa freqüentment com a sinònim de variabilitat,[7][8] que és la mida en que una font d'energia pot exhibir canvis en l'eixida.[7]
  • La capacitat de despaig o maniobrabilidad és la capacitat d'una font d'energia determinada per a aumentar i disminuir la producció ràpidament a demanat. El concepte és distint de la intermitencia; La capacitat de despaig és una de les vàries formes en que els operadors de sistemes combinen el suministrament (eixida del generador) en la demanda del sistema (càrregues tècniques).[8]
  • La penetració en este context s'utilisa generalment per a referir-se a la cantitat d'energia generada com a percentage del consum anual.[9]
  • La potència nominal o la capacitat de la placa d'identificació es referixen a la producció màxima d'una planta de generació en condicions normals d'operació. Est és el número més comú utilisat i generalment s'expressa en vats (inclosos múltiples com kW, MW, GW).
  • El factor de capacitat , el factor de capacitat promig o el factor de càrrega és el rendiment promig esperat d'un generador, generalment durant un periodo anual. Expressat com un percentage de la capacitat de la placa d'identificació o en forma decimal (per eixemple, 30% o 0.30).
  • Capacitat de crèdit : generalment la cantitat d'eixida d'una font d'energia en la que es pot confiar estadísticament, pràcticament la potència mínima dins d'un periodo més llarc, generalment expressat com un percentage de la potència nominal.[10]
  • Capacitat ferma la cantitat de potència que es pot garantisar que es proporcionarà com potencia base
  • Capacitat no ferma la cantitat d'energia per damunt de la capacitat ferma que generalment es ven a un preu més alt en el mercat objectiu.

Resolent la intermitencia

[editar | editar còdic]

La penetració de les energies renovables intermitents en la majoria de les rets elèctriques és baixa, la producció mundial d'electricitat en 2014 va ser suministrada per un 3,1% d'energia eòlica i un 1% d'energia solar.[11] El vent genera aproximadament el 16% de l'energia elèctrica en Espanya i Portugal, 15,3% en Irlanda,[12] i el 7% en Alemània. Per a 2014, el vent proporcionava el 39% de l'electricitat generada en Dinamarca.[13][14][15] Per a operar en este nivell de penetració, Dinamarca exporta excedents i importacions durant els dèficits cap a i des dels països veïns, particularment l'energia hidroelèctrica de Noruega, per a equilibrar l'oferta en la demanda.[16] També utilisa un gran número d'estacions combinades de calor i energia (CHP) que poden ajustar ràpidament l'eixida.[17]

La intermitencia i la variabilitat de les fonts d'energia renovable poden reduir-se i adaptar-se diversificando el seu tipo de tecnologia i ubicació geogràfica, pronosticant la seua variació i integrant-les en energies renovables despachables (com l'energia hidroelèctrica, l'energia geotèrmica i la biomassa). Combinar açò en l'almagasenament d'energia i la resposta a la demanda pot crear un sistema d'energia que puga satisfer de manera confiable la demanda d'energia en temps real.[18] L'integració de nivells cada volta més alts d'energies renovables ya s'ha demostrat en èxit:[19][20]

En 2009, huit autoritats nortamericanes i tres europees, que varen escriure en el diari professional dels principals ingeniers elèctrics, no varen trobar "un llímit tècnic creible i ferm per a la cantitat d'energia eòlica que pot albergar la ret elèctrica". De fet, ni un dels més de 200 estudis internacionals, ni els estudis oficials per a les regions de l'est i oest dels EE. UU., Ni l'Agència Internacional d'Energia , han trobat costs o barreres tècniques importants per a integrar de manera confiable fins al 30% de suministraments renovables variables en la ret, I en alguns estudis molt més.

Un grup d'investigació en l'Universitat d'Harvard va quantificar els llímits definits meteorológicamente per a reduir la variabilitat dels resultats d'un sistema de parcs eòlics acoplats en el centre dels Estats Units:

El problema en l'eixida d'un sol parc eòlic ubicat en qualsevol regió en particular és que és variable en escales de temps que van des de minuts fins a dies, lo que planteja dificultats per a incorporar eixides rellevants en un sistema d'energia integrat. La variabilitat d'alta freqüència (més curta que una volta per dia) de les contribucions dels parcs eòlics individuals està determinada principalment per la capa llímit de chicoteta escala generada localment. La variabilitat de baixa freqüència (més d'una volta per dia) s'associa en el pas d'ones transitòries en l'atmòsfera en una escala de temps característica de varis dies. La variabilitat d'alta freqüència de l'energia generada pel vent es pot reduir significativament en acoplar eixides de 5 a 10 parcs eòlics distribuïts uniformemente en una regió de dèu estats dels EE. UU. Centrals. Més del 95% de la variabilitat restant del sistema acoplat es concentra en escales de temps més llargues que un dia, lo que permet als operadors aprofitar els pronòstics meteorològics de varis dies per a programar les contribucions proyectades del vent.

Mark Z. Jacobson ha estudiat cóm poden integrar-se les tecnologies eòlica, hidràulica i eòlica per a satisfer la majoria de les necessitats energètiques del món.[21] Advoca per una "combinació inteligent" de fonts d'energia renovables per a satisfer de manera confiable la demanda d'electricitat:

Degut a que el vent bufa en condicions tormentosas quan el sol no lluïx i el sol a sovint lluïx en dies tranquils en poc vent, la combinació del vent i l'energia solar pot contribuir en gran mida a satisfer la demanda, especialment quan l'energia geotèrmica proporciona una base estable i es pot cridar hidroelèctrica per a omplir els buits.

Mark A. Delucchi i Mark Z. Jacobson argumenten que existixen a lo manco sèt formes de dissenyar i operar sistemes d'energia renovable per a que satisfacen de manera confiable la demanda d'electricitat:[22]

Existixen solucions tecnològiques per a mitigar la intermitencia a gran escala del tipo d'energia eòlica, com l'aument de l'interconexió (la súper ret europea ), la resposta a la demanda , la gestió de la càrrega , els generadors diésel (en els esquemes de tipo de la Ret Nacional Britànica , la Resposta en Freqüència/el Servici Nacional de Reserva de la Ret i l'us de les centrals elèctriques existents en espera. Els estudis realisats per acadèmics i operadors de rets indiquen que s'espera que el cost de la compensació de la intermitencia siga alt en nivells de penetració per damunt dels nivells baixos actualment en us.[23][24][25] Les rets elèctriques grans i distribuïdes poden bregar millor En alts nivells de penetració que les reixetes chicotetes i aïllades. Per a una hipotètica ret elèctrica a nivell europeu, l'anàlisis ha demostrat que els nivells de penetració d'energia eòlica tan alts com el 70% són viables,[26] i que el cost de les llínees de transmissió adicionals seria solament al voltant del 10% del cost de la turbina, lo que tira una potència entorn als preus actuals.[27] Les reixetes més chicotetes poden ser menys tolerants a alts nivells de penetració.[5][28]

No és un problema específic de les fonts d'energia intermitents que s'ajusten a la demanda d'energia. Les rets elèctriques existents ya contenen elements d'incertitut que inclouen canvis repentins i grans en la demanda i falles imprevista en les centrals elèctriques. Encara que les rets elèctriques ya estan dissenyades per a tindre una capacitat superior a la demanda pique proyectada per a fer front a estos problemes, és possible que es requerixquen actualisacions significatives per a acomodar grans cantitats d'energia intermitent. l'Agència Internacional d'Energia (AIE) declara: "En el cas de l'energia eòlica, la reserva operativa és la reserva de generació adicional necessària per a garantisar que es puguen complir les diferències entre el pronòstic i els volums reals de generació i demanda. Una volta més, cal senyalar que ya hi ha cantitats importants d'esta reserva operant en la ret per les exigències generals de seguritat i calitat de la ret. El vent impon demandes adicionals solament en la mida en que aumenta la variabilitat i la imprevisibilidad. No obstant, estos factors no són completament nous per als operadors de sistemes. En agregar una atra variable, l'energia eòlica canvia el grau d'incertitut, pero no el tipo..."[29]

En suficient almagasenament d'energia, les fonts altament variables i intermitents poden suministrar energia elèctrica a totes les regions. Per a que l'energia solar proporcione la mitat de tota l'electricitat i utilise un factor de capacitat solar del 20%, la capacitat total d'energia solar seria del 250% de la càrrega diària promig de les rets. Per a que el vent proporcione la mitat de tota l'electricitat i utilisant un factor de capacitat eòlica del 30%, la capacitat total per al vent seria el 160% de la càrrega diària promig de les rets.

Una instalació d'almagasenament per bombeig llavors almagasenaria suficient aigua per a la càrrega semanal de les rets, en una capacitat per a la demanda màxima, és dir: 200% del promig de la ret. Açò permetria una semana de condicions nuvolades i sense vent. Hi ha costs inusuals associats en l'almagasenament de l'edifici i la capacitat de generació total és sis voltes el promig de la ret.

Referències

[editar | editar còdic]
  1. ↑ Tens que especificar títul = i url = al usar {{cita web}}.Edwin Cartlidge. . Science (Vol 334).
  2. ↑ Wright, Mateo; Cors, Patrick; et al. Energia Sostenible Australiana: Pla d'Energia Estacionaria Zero Carbono d'Austràlia , Institut d'Investigació d'Energia, Universitat de Melbourne , octubre de 2010, p. 33. Obtingut del sitie web BeyondZeroEmissions.org.
  3. ↑ Innovació en la concentració de l'energia solar tèrmica (CSP) , sitie web RenewableEnergyFocus.com.
  4. ↑ Solà: 10 fets que no sabies sobre la planta d'energia solar concentrada prop de Gila Bend
  5. ↑ 5,0 5,1 «All Island Grid Study». Department of Communications, Energy and Natural Resources. Archivat des d'el original, el 18 de març de 2009. Consultat el 15 d'octubre de 2008.
  6. ↑ «The Carbon Trust & DTI Renewables Network Impacts Study». Carbon Trust and UK Department of Trade and Industry. Archivat des d'el original, el 19 de setembre de 2010. Consultat el 22 d'abril de 2009.
  7. ↑ 7,0 7,1 Graham Sinden, "Assessing the Costs of Intermittent Power Generation [1] archivat en Wayback Machine.", UK Energy Research Centre, 5 July 2005
  8. ↑ 8,0 8,1 Kuntz. «renewable. rechargeable. remarkable.». VRB Power Systems. Mechanical Engineering. Archivat des d'el original, el 15 de giner de 2009. Consultat el 20 d'octubre de 2008.
  9. ↑ Presentació de la Conferència d'Oklahoma de la Agència Internacional d'Energia eòlica, "Disseny i operació de sistemes d'energia en grans cantitats d'energia eòlica"
  10. ↑ Giebel. «WIND POWER HAS A CAPACITY CREDIT». Risø National Laboratory. Archivat des d'el original, el 18 de març de 2009. Consultat el 16 d'octubre de 2008.
  11. ↑ http://www.ren21.net/wp-content/uploads/2015/07/REN12-GSR2015_Onlinebook_low1.pdf pg31
  12. ↑ «Renewable Energy in Ireland 2012». Sustainable Energy Authority in Ireland. Archivat des d'el original, el 13 de novembre de 2014. Consultat el 19 de novembre de 2014.
  13. ↑ Rasmussen, Jesper Nørskov. "Vindmøller slog rekord i 2014 [2] archivat en Wayback Machine." (in Danish) Energinet.dk, 6 January 2015. Accessed: 6 January 2015.
  14. ↑ https://online.wsj.com/articles/denmarks-wind-power-output-rises-to-record-in-first-half-1409750563
  15. ↑ Carsten Vittrup. "2013 was a record-setting year for Danish wind power [3] archivat en Wayback Machine." (in Danish) Energinet.dk, 15 January 2014. Accessed: 20 January 2014.
  16. ↑ Modern Power Systems , 25 de setembre de 2009, major Dang Trong
  17. ↑ Bach, P.F.. «Towards 50% Wind Electricity in Denmark, slide 7».
  18. ↑ Saleh, M.; Eixa, {{{nom2}}}; Mhandi, {{{nom3}}}; Brandauer, {{{nom4}}} (October 2016). Design and implementation of CCNY DC microgrid testbed, pp. 1–7. doi:10.1109/IAS.2016.7731870. ISBN 978-1-4799-8397-1.
  19. ↑ Saleh, M. S.; Althaibani, {{{nom2}}}; Eixa, {{{nom3}}}; Mhandi, {{{nom4}}} (October 2015). Impact of clustering microgrids on their stability and resilience during blackouts, pp. 195–200. doi:10.1109/ICSGCE.2015.7454295. ISBN 978-1-4673-8732-3.
  20. ↑ Amory Lovins (2011). Reinventant el fòc , Chelsea Green Publishing, p. 199.
  21. ↑ Kate Galbraith. 100 per cent de renovables en 2030? Green Inc. , 1 de decembre de 2009.
  22. ↑ Delucchi, Mark A. and Mark Z. Jacobson. «Providing all Global Energy with Wind, Water, and Solar Power, Part II: Reliability, System andTransmission Costs, and Policies». Energy policy.
  23. ↑ «[4]». Consultat el 5 de maig de 2010.
  24. ↑ (2005).
  25. ↑ «Archived copy». Archivat des d'el original, el 1 d'octubre de 2008. Consultat el 9 de març de 2011.
  26. ↑ Suministre d'electricitat renovable assequible per a Europa i els seus veïns Dr Gregor Czisch, Universitat de Kassell, artícul en Claverton Energy Conference, Bath, 24 d'octubre de 2008
  27. ↑ «Green grid - Article in New Scientist by David Strahan (The Oil Drum) on HVDC supergrids &#; Claverton Group».
  28. ↑ Czisch. «Realisable Scenarios for a Future Electricity Supply based 100% on Renewable Energies». Institute for Electrical Engineering – Efficient Energy Conversion University of Kassel, Germany and Risø National Laboratory, Technical University of Denmark. Archivat des d'el original, el 1 de juliol de 2014. Consultat el 15 d'octubre de 2008.
  29. ↑ «Variability of Wind Power and other Renewables: Management Options and Strategies». IEA. Archivat des d'el original, el 18 de març de 2009. Consultat el 15 d'octubre de 2008.
Obtingut de «https://www.lenciclopedia.org/w/index.php?title=Font_d%27energia_intermitent&oldid=899329»