Анализ NREL показывает необходимость повышения энергоэффективности сети для сокращения хранилищ энергии
Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) Министерства энергетики США недавно провела анализ, который показывает необходимость разработки мер по увеличению энергоэффективности снабжения электричеством различных объектов в стране. Это поможет сократить объём хранилищ, необходимых для накопления энергии.
Изображение: scitation.org
Сейчас всё больше частных потребителей, коммерческих предприятий и заводов ориентируются на возобновляемые источники энергии. И специалисты NREL в своём исследовании предлагают стратегию, которая отходит от длительного хранения энергии. Исследователи Уильям Ливингуд и Сэмми Хоуссейни говорят, что если удастся свести к минимуму длительное хранение возобновляемой энергии, можно будет достичь целей энергетического перехода с минимальными затратами. В своей статье на Journal of Renewable and Sustainable Energy под названием «Оптимальные стратегии для рентабельной и надежной 100% возобновляемой электрической сети» они рассказывают о принципах построения энергоэффективной сети.
Исследователи рассматривали солнечную и ветровую энергию в качестве ключевых источников при генерации возобновляемой электроэнергии. При проведении исследования они использовали инструменты моделирования энергопотребления зданий EnergyPlus и OpenStudio, используемых Министерством энергетики. Они применялись для моделирования спроса на электроэнергию с учётом таких факторов как возраст здания, его размер и характер использования. Управление энергетической информации США предоставило учёным данные о характеристиках существующего фонда зданий, а также об энергетической нагрузке, которую они используют.
Исследователи поделили США на 5 климатических зон, от очень холодных (Интернешнл-Фолс, Миннесота) до очень жарких и влажных (Тампа, Флорида). Были охвачены такие крупные города, как Нью-Йорк, Денвер и другие. Подходящее сочетание возобновляемых источников энергии в той или иной зоне подбиралось в зависимости от потребностей в кондиционировании и отоплении в них. Подбор осуществлялся из расчёта того, чтобы свести к минимуму необходимость в любых хранилищах энергии.
Существуют разные определения того, что понимают под долговременным хранением энергии. Исследователи в своём анализе за системы хранения энергии принимали те, что позволяют хранить электроэнергию в течение более 48 часов. То есть, по их мнению, долговременное хранилище энергии обеспечивает питание объектов через несколько дней, недель или месяцев после выработки возобновляемой электроэнергии. Как установили учёные, большинство технологий длительного хранения являются незрелыми или доступны не везде.
Специалисты NREL подсчитали, что переход на возобновляемую энергию на последнем этапе (с 75 до 100%) приведет к существенному увеличению затрат на долгосрочное хранение энергии. Вместо этого учёные предлагают сосредоточиться на оптимальном сочетании возобновляемых ресурсов, строительстве чрезмерных генерирующих мощностей и достижении оптимальной энергоэффективности сетей. По их мнению, при дальнейшем развитии сферы возобновляемых источников энергии будет меняться стоимость, технологии и производительность. Естественно, чтобы при этом будут меняться направления развития. Но ключевой путь, как им кажется, они уже нашли.
Учёные также определили, что наращивание мощности возобновляемых источников энергии в 1,4–3,2 раза и обеспечение экономии энергии от 52% до 68% за счет мер по повышению энергоэффективности зданий обеспечат оптимальный путь с точки зрения затрат. Интервал значений для экономии указывается в зависимости от расчётов для конкретного региона страны. Хусейни отмечает, что повышение энергоэффективности офисных и жилых помещений снижает объем необходимых возобновляемых ресурсов, а также уменьшает затраты на передачу энергии и объём необходимых хранилищ. В итоге, внедрение безуглеродной энергетической системы становится значительно проще.
Ливингуд отметил, что опубликованное ими исследование предлагает собой многоступенчатый процесс, которому нужно следовать, чтобы достичь энергоэффективности. По его словам, этот план применим как малым, так и большим городам. Просто при этом в определённом диапазоне будет меняться конечный результат.
К примеру, город Тампа будет вырабатывать всю электроэнергию с помощью солнечных батарей, а Интернешнл-Фолс — с использованием ветряных турбин. В обоих этих случаях, если следовать предложенному плану, потребуется минимальный объём хранилища энергии.
По словам Ливингуда, их план мы не является заменой детальному инженерному проектированию и процессам планирования для конкретных участков электросетей, зданий и энергетической инфраструктуры. Однако он говорит, что предложенная ими методология расчёта даёт общую концепцию, которая является актуальной и применимой в большинстве случаев. С помощью этой концепции можно направить процессы детального инженерного планирования и проектирования в необходимом направлении.
(голосов: 1, в среднем: 5,00 из 5)
Загрузка...
