不平衡的風電場規(guī)劃加劇了波動

如果歐洲國家在風能領(lǐng)域的合作更好，風電產(chǎn)量波動較小。這是蘇黎世聯(lián)邦理工學院和倫敦帝國理工學院的一組能源和氣候研究人員所得出的結(jié)論，他們首次將主要天氣模式的長期分析與歐洲范圍內(nèi)的風力發(fā)電相結(jié)合。

可再生能源的擴張因歐洲發(fā)電中依賴天氣的波動而受到廣泛批評。一項新的研究表明，這不是因為天氣變化而是因為沒有考慮整個大陸的大規(guī)模天氣狀況：許多歐洲國家單方面遵循國家戰(zhàn)略擴大風能發(fā)展能力，而不是超越自己的后院。

然而，對于個別國家來說，合作并促進其他歐洲地區(qū)風能的擴大會更好，因為這些地區(qū)目前很少使用風力發(fā)電。整個非洲大陸的平衡能力將有效地減少目前影響風速的各種天氣條件造成的極端波動。這是蘇黎世聯(lián)邦理工學院和倫敦帝國理工學院的一組天氣和能源研究人員在一項新研究中得出的結(jié)論，該研究剛剛發(fā)表在“ 自然氣候變化 ”雜志上。

結(jié)合天氣數(shù)據(jù)和生產(chǎn)能力

研究人員將過去30年來大規(guī)模天氣狀況的歐洲數(shù)據(jù)與風能和太陽能發(fā)電數(shù)據(jù)相結(jié)合，進行了他們的研究。這利用了蘇黎世聯(lián)邦理工學院開發(fā)的Renewables.ninja平臺，根據(jù)歷史天氣數(shù)據(jù)模擬歐洲風能和太陽能農(nóng)場的產(chǎn)量。作為提高科學透明度和開放性的努力的一部分，這種開放式模擬工具可供全球任何人使用。

研究人員利用這些數(shù)據(jù)來模擬風能如何與歐洲七種主要的“天氣狀況”相關(guān)聯(lián)，以及隨著風能容量的進一步擴大，風能如何變化。這些天氣制度解釋了為什么歐洲風力發(fā)電會受到持續(xù)數(shù)天波動的影響。

一些政權(quán)的特點是從大西洋滾滾而來的風向西歐帶來強風，但這些都伴隨著東部同時的平靜狀況。其他政權(quán)看到來自大西洋的平靜天氣。但與此同時，南歐和斯堪的納維亞北部的風速持續(xù)增加。

蘇黎世聯(lián)邦理工學院大氣與氣候科學研究所的研究報告的第一作者克里斯蒂安格拉姆斯解釋說：“整個大陸幾乎沒有風，因此整個歐洲都缺乏風力發(fā)電。”

然而，今天的風電場不規(guī)則地分布在整個歐洲，主要是在與北海接壤的國家。這導致風力發(fā)電不均勻，因為大多數(shù)容量安裝在具有相似天氣條件的鄰國。這意味著如果一個穩(wěn)定的高壓系統(tǒng)導致北海幾天甚至幾周的平靜，就像2016/17冬季那樣，歐洲范圍內(nèi)的風力發(fā)電量急劇下降。

合作將彌補波動

歐洲電力系統(tǒng)的問題將因各自國家擴大風電戰(zhàn)略而加劇，這將進一步集中北海地區(qū)的能力。這將導致更加極端的波動：有利風力條件下的高產(chǎn)量與平靜期間的低產(chǎn)量之間的差異可能高達100千兆瓦 - 與100座核電站的容量大致相同 - 并且必須提供或僅在幾天的時間內(nèi)就被阻止了。

如果歐洲國家根據(jù)對大陸尺度天氣狀況的了解合作并建立未來的風電場，未來風能的波動可以穩(wěn)定在目前約20千兆瓦的水平。巴爾干半島，希臘，西地中海和斯堪的納維亞北部都是潛在的地點。

例如，如果高壓導致北海的平靜，這些地方都將有足夠的風。同樣，如果穩(wěn)定的高壓區(qū)域減緩了地中海的風力發(fā)電，北海周圍的風力發(fā)電場將產(chǎn)生足夠的電力。“這就是為什么像希臘或保加利亞這樣的國家的風能可以作為對歐洲現(xiàn)有風電場的有價值的平衡。然而，這需要在具有風電潛力的國家的規(guī)劃戰(zhàn)略中進行范式轉(zhuǎn)變，”共同作者伊恩強調(diào)說。倫敦帝國理工學院的Staffell。

電力儲存不可行

作者說，為了平衡這些多日波動，例如在阿爾卑斯山的電池或抽水蓄能湖泊，很難儲存幾天的電力，因為在可預見的情況下將無法獲得必要的存儲容量。未來。當前的存儲技術(shù)更適合于補償幾小時或幾天的較短波動。

此外，更廣泛的風電場地理分布也需要擴大輸電網(wǎng)。然而，這樣一個泛歐可再生能源系統(tǒng)仍然可以為瑞士提供更經(jīng)濟地利用其水電能力的機會，以彌補短期波動。

需要政治意愿和網(wǎng)絡擴張

使用太陽能來彌補幾天的差距只能在區(qū)域?qū)用嫔习l(fā)揮作用。研究人員表示，為了彌補整個歐洲的波動，太陽能容量必須增加十倍。

“太陽常常在平靜的時候閃耀，”蘇格蘭東部蘇富士環(huán)境決策研究所的共同作者Stefan Pfenninger解釋說，“但在冬季，歐洲中部和北部的陽光通常不足以使用太陽能電池板產(chǎn)生足夠的電力。 “。因此，這將毫無意義的在補償波動風力能源用太陽能大規(guī)模擴張產(chǎn)能。

研究人員現(xiàn)在希望能源生產(chǎn)商和網(wǎng)絡運營商以及政府和政界人士能夠聽到這些新發(fā)現(xiàn)并更好地協(xié)調(diào)歐洲范圍的規(guī)劃和電網(wǎng)擴建。