Quando una turbina eolica non produce abbastanza elettricità, in che modo la compagnia elettrica compensa la perdita?


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Ho sentito una volta che quando una centrale eolica non produce abbastanza elettricità, a volte la compagnia elettrica è costretta ad accendere un paio di motori a reazione per compensare la perdita, c'è qualcosa di vero in questo? Immagino che la stabilità sia un fattore chiave per mantenere la produzione statica ed efficiente, quindi cosa farebbe la compagnia elettrica?


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"Impianti a becher" e "carico a seguito di impianti" (vedi la risposta di Andrey Akhmetov, di seguito) esisterebbero anche se le turbine eoliche non fossero mai state inventate. Sono necessari per abbinare la capacità di generazione in linea alla domanda di energia elettrica e la domanda può cambiare con la stessa rapidità con cui il vento può cambiare.
Solomon Slow

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I motori a reazione sono in realtà un insieme sovrapposto del tipo di propulsore utilizzato da queste piante. Sono correttamente motori a turbina a gas che vengono utilizzati anche sul serbatoio Abhrams e sugli autobus di New York. Perché i motori a reazione non sono un sottoinsieme o un superset? Perché ci sono alcuni tipi di motori a reazione che non hanno nulla a che fare con le turbine come i ramjet.
Slebetman

Le supercar sono ora propagandate per uso commerciale in forniture di picco. Questo modulo condensatore SIrius LABS Kilowatt è valutato con una memoria di 3,55 kWh e costa $ 4500 australiani in questa pagina. Dì una stima di $ US3000 per "pochi". Questo è circa 5 volte il costo delle batterie LiIon, il che lo rende un vero affare se le specifiche sono vere. 1.000.000 di cicli stimati (probabilmente al 100% di DOD) [!!!!], durata del condensatore di 45 anni, 99% + efficienza di archiviazione di andata e ritorno, brevi specifiche qui . Astounding.
Russell McMahon,

Non abbastanza per una risposta, ma mi dà una scusa per collegare il mio sito Web preferito: gridwatch.co.uk ti mostrerà come la risposta di Andrey Akhmetov funziona in pratica e mostra come diverse piante cambiano i loro output come richiesto nel corso della giornata. (Questo è per power gird del Regno Unito, ce ne sono altri simili per altri
girds

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Quando ho letto "accendi un paio di motori a reazione ..." ho immediatamente immaginato motori a reazione che soffiavano nella turbina eolica per farla girare più velocemente.
1919

Risposte:


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Questo è corretto. Quando la domanda supera l'offerta, la tensione si abbasserà e la frequenza diminuirà (il che può rischiare di danneggiare l'apparecchiatura ed è certamente una situazione indesiderabile). Gli operatori delle reti elettriche accenderanno fonti di generazione alternative per correggere lo squilibrio non appena viene notato (spesso sotto il coordinamento di un'organizzazione di trasmissione regionale come il CAISO ).

Gli operatori di rete sono molto attenti a garantire che la frequenza di rete sia mantenuta correttamente ( sorgente ); anche alcuni secondi di deriva (ovvero qualche centinaio di cicli avanti o indietro) richiedono che le RTO e le agenzie correlate adottino misure correttive laddove sicure. La maggior parte di queste misure funziona allo stesso modo se la domanda aumenta o diminuisce l'offerta (e quindi sono rilevanti se stiamo parlando di un aumento del carico del consumatore o di una diminuzione dell'offerta dal vento o da altre fonti rinnovabili).

Per comprendere un po 'più a fondo il mix di energia, è necessario tenere conto dei tipi di generazione, che includono impianti a carico di base, impianti a seguito di carico, fonti intermittenti e impianti di picco:

  • Gli impianti a carico di base sono progettati per funzionare a costi elevati (non necessariamente efficienza ambientale o qualsiasi altra misura di efficienza, a meno che non siano dettati dalle leggi e priorità locali), ma non possono essere adattati rapidamente. Esempi di questi possono includere grandi carichi di carbone e basi nucleari.
  • Gli impianti che seguono il carico possono adeguarsi se hanno capacità (ad es. Impianti idroelettrici o di combustione più piccoli)
  • Le piante a becher sono agili e possono essere portate online rapidamente (ad es. Turbine a gas), ma sono inefficienti. Quando gli impianti a carico base sono insufficienti, gli impianti a carico successivo ne aumentano il carico; se questa capacità è esaurita o la rete sta sperimentando rapide oscillazioni di carico che gli impianti di inseguimento del carico non riescono a tenere il passo, i diffusori entreranno in linea e inizieranno a bruciare carburante per raggiungere un'offerta sufficiente a bilanciare la domanda.

Un altro fattore da considerare è la pianificazione: se un'area ha venti costanti e abbastanza turbine eoliche, il vento può essere considerato parte del carico di base: non può essere regolato, ma è relativamente prevedibile e coerente giorno per giorno. Le lacune nel vento sono trattate allo stesso modo di qualsiasi altra carenza di carico di base: prima attraverso gli impianti di monitoraggio del carico, se possibile, e poi con l'aiuto dei diffusori.

Le lacune e le carenze note possono anche essere gestite attraverso il trading. Ad esempio, lo Stato di Washington, negli Stati Uniti, dispone di abbondante energia idroelettrica ed esporta energia in quattordici altri stati. La sua sovrapproduzione di energia (che può a sua volta essere dannosa come la sottoproduzione) viene utilmente deviata per contribuire a compensare parte dell'offerta di stati vicini come la California ( fonte ). Questa esportazione include il carico di base se la domanda locale sta diminuendo troppo rapidamente per consentire alle centrali operative di adeguarsi.

Anche l'energia immagazzinata fornisce un contributo. Le fonti di tale energia extra possono essere siti di stoccaggio come accumulo di energia pompata , batterie (ad es. Questo ), oppure possono essere di generazione (non necessariamente bruciando carburante).

Infine, lo shload del carico è l'ultima risorsa. Se le condizioni sono avverse (domanda molto elevata come il condizionamento d'aria in una giornata calda, guasti alla linea di trasmissione, perdita del carico di base, ecc.), L'operatore di rete può aumentare il prezzo in tempo reale dell'energia industriale o addirittura richiedere che tale gli utenti della rete riducono la domanda per evitare l'instabilità della rete. Se questo è insufficiente, si verificheranno blackout e blackout, per prevenire la perdita totale della rete e dei suoi utenti più critici (ospedali, servizi di emergenza, comunicazioni).


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@JoeFala Il carbone non è efficiente rispetto al suo effetto ambientale, ma è efficiente rispetto al suo costo finanziario in molte parti del mondo, per quanto ne so.
nanofarad,

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L'unità 2 ultrasupercritica (bocca piena) di J-Power in Giappone ha un'efficienza del 45% che è dannatamente buona. L'energia nucleare è come il 55% Penso che più di quelle piante ultrasupercritiche arriveranno presto online.
Joe Fala,

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@JoeFala Ho modificato la risposta per menzionare l'efficienza in termini di costi, in particolare per evitare confusione. Grazie per avermi informato della formulazione imprecisa.
nanofarad,

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Si noti che i diffusori (turbine a gas) sono storicamente inefficienti e costosi, ma il gas davvero economico negli Stati Uniti a causa dello sfilacciamento ha cambiato un po 'la matematica.
Yakk,

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Nel nord-ovest del Pacifico riceviamo un'enorme quantità di energia dalle dighe. Le dighe hanno l'ulteriore vantaggio di aumentare / diminuire rapidamente la potenza per compensare i cambiamenti del vento. In realtà produciamo così tanta energia in primavera che il prezzo all'ingrosso all'ingrosso diventa occasionalmente negativo e dobbiamo pagare le persone per prendere il nostro potere / chiedere ad altre piante di chiudere che infastidiscono VERAMENTE le centrali eoliche che avevano fondi federali di corrispondenza che non avrebbero pagato se non stessero generando.
Bill K

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Ti avrei sgridato per non aver fatto una ricerca, quindi non sono riuscito a trovare una risposta decente! Quindi, ecco una breve risposta:

Innanzitutto, i motori a reazione - no. Stai pensando alle turbine a gas, ma non sono motori a reazione (prova una ricerca sul web su "Turbina a gas").

In secondo luogo, non c'è molto accumulo di energia sulla rete elettrica, a parte serbatoi di gas, pile di carbone, barre di uranio e acqua dietro le dighe. Le batterie stanno iniziando a sembrare forse forse saranno pratiche, alla fine. Ma nel complesso, quando spuntano fonti di energia "alternative", deve esserci una fonte di energia "tradizionale" che entra in gioco. Le turbine a gas fanno bene perché possono essere messe in linea rapidamente.

Questo articolo wiki tratta il problema di archiviazione della griglia.


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L'affermazione sulla turbina a gas è imprecisa ma non errata. Una turbina a gas aeroderivata è fondamentalmente un motore a reazione, fai una ricerca sul web su questo. Le piante a becher sono di solito turbine a gas aeroderivate perché possono avviarsi in circa 15 minuti. Le alternative sono chiamate turbine a gas industriali che sono molto più grandi ed efficienti. Le turbine a gas industriali, in particolare le unità a ciclo combinato, impiegano ore per avviarsi e spegnersi, quindi sono inadeguate per un uso al picco.
user71659

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Le supercar sono ora propagandate per uso commerciale in forniture di picco. Questo modulo condensatore SIrius LABS Kilowatt è valutato con una memoria di 3,55 kWh e costa $ 4500 australiani in questa pagina. Dì una stima di $ US3000 per "pochi". Questo è circa 5 volte il costo delle batterie LiIon, il che lo rende un vero affare se le specifiche sono vere. 1.000.000 di cicli stimati (probabilmente al 100% di DOD) [!!!!], durata del condensatore di 45 anni, 99% + efficienza di archiviazione di andata e ritorno, brevi specifiche qui . Astounding.
Russell McMahon,

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@ user71659: Quando ho letto "motore a reazione" nella domanda, mi chiedevo se qualcuno stesse immaginando di usare un turbofan per generare vento in un parco eolico, puntandolo letteralmente verso le turbine eoliche esistenti. Totalmente implausibile, ma il tipo di distorsione / incomprensione credo che qualcuno abbia.
Peter Cordes,

@ user71659: Quelle turbine a gas industriali sono perfettamente in grado di fungere da supporto per le turbine eoliche; le previsioni meteorologiche sono abbastanza affidabili per prevedere la generazione di energia con 24 ore di anticipo. Gli impianti veloci sono necessari per far fronte alla variazione della domanda, ma non era questo il problema.
Salterio

@RussellMcMahon Le batterie Panasonic utilizzate nelle auto Tesla hanno 28000 cicli all'80% di DOD e costano molto meno delle supercaps. Di quanti cicli hai bisogno? Penso che 365 all'anno siano sufficienti, con le batterie Panasonic sicuramente raggiungibili.
juhist
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