Usaha untuk menyahkarbonkan grid memacu pelbagai teknologi bersih, daripada kayap suria kepada terusan suria kepada jalan suria, yang boleh mencipta cabaran untuk grid.
getty
Hari terakhir bulan April tahun ini adalah hari musim bunga biasa di California. Matahari bersinar, angin bertiup dan air cair mata air mengalir. Dengan keadaan yang sesuai untuk tenaga suria, angin dan hidro, negeri ini mencapai yang pertama dalam tenaga: Selama kira-kira sejam, tenaga boleh diperbaharui disediakan 100% tenaga elektrik California dan gambaran yang menggembirakan pada masa depan sifar bersih.
Walaupun peristiwa penting itu, negeri ini masih mempunyai perjalanan yang jauh sebelum ia mempunyai kapasiti yang mencukupi untuk menggerakkan gridnya secara berterusan tanpa karbon. Sumber tenaga boleh diperbaharui baru muncul sepanjang masa, dari kayap suria kepada ladang solar, dan akhirnya mungkin juga jalan raya solar. Untuk inovasi fotovoltaik ini mempunyai impak yang paling besar - menukar cahaya kepada elektrik bebas pancaran - kita perlu membina grid yang boleh memastikan kuasa yang boleh dipercayai dan konsisten kerana ia menggabungkan teknologi ini.
“Kami memerlukan sumber baharu tenaga boleh diperbaharui untuk terus muncul, tetapi memastikan kebolehpercayaan grid adalah penting untuk memanfaatkan janji mereka. Ketegangan antara inovasi dan kebolehpercayaan ini adalah cabaran asas peralihan karbon." – Takajiro Ishikawa, Presiden dan Ketua Pegawai Eksekutif Mitsubishi Heavy Industries America
Grid yang lebih fleksibel
Menambah lebih banyak penjanaan tenaga angin dan solar pada grid adalah penting untuk peralihan daripada karbon. Tetapi kerana sumber tersebut tidak tetap - matahari dan angin, secara semula jadi, adalah terputus-putus - pasti akan ada masa yang penjanaan suria dan angin tidak mendapat permintaan. Kebolehubahan ini menyukarkan penghantaran kuasa pada grid yang mesti mengimbangi tenaga yang dihasilkan dengan tenaga yang digunakan pada asas detik demi saat tanpa gangguan.
Takajiro Ishikawa, Presiden dan Ketua Pegawai Eksekutif Mitsubishi Heavy Industries America, menyatakan, "Kami memerlukan sumber baharu tenaga boleh diperbaharui untuk terus muncul, tetapi memastikan kebolehpercayaan grid adalah penting untuk memanfaatkan janji mereka. Ketegangan antara inovasi dan kebolehpercayaan ini adalah cabaran asas peralihan karbon."
Apabila permintaan untuk elektrik meningkat, syarikat kuasa memerlukan keupayaan untuk meningkatkan bekalan tanpa berlengah-lengah; alternatifnya ialah brownout dan blackout. Dari segi praktikal, pembekal kuasa mesti mengekalkan kapasiti untuk menghasilkan lebih banyak tenaga elektrik daripada yang digunakan pada masa tertentu. Namun mereka perlu meningkatkan kapasiti itu secara strategik dan fleksibel, kerana apabila pengeluaran melebihi permintaan, syarikat kuasa perlu mengurangkan beban berlebihan untuk memastikan grid stabil. Sebagai contoh, pada hari pada bulan April apabila California menyediakan 100% kuasa yang diperlukan dengan menggunakan sumber boleh diperbaharui, negeri itu akhirnya menjual elektron berlebihan kepada pembekal elektrik lain.
Semakin banyak tenaga boleh diperbaharui diperkenalkan ke grid, semakin besar risiko intermittency dan semakin mendesak keperluan untuk mengimbangi beban dengan cepat dan lancar. Evolusi grid ini mewujudkan cabaran untuk pengeluar. Kebanyakan infrastruktur penjanaan kuasa sedia ada memerlukan terlalu banyak masa permulaan untuk dihantar dengan cepat.
"Mengimbangi pengurangan pelepasan dan kebolehpercayaan adalah kunci untuk memajukan kemakmuran sambil mencipta semula grid untuk masa depan tenaga bersih." – Raul Pereda, Presiden dan Ketua Pegawai Eksekutif Mitsubishi Power Aero
Satu penyelesaian ialah turbin gas terbitan aero. Mereka boleh menghasilkan kuasa atas permintaan dengan sedikit masa permulaan dan fleksibiliti untuk kemudian naik dan turun dengan cepat, yang membantu memadankan bekalan dengan permintaan secara berterusan. Ini membolehkan pengendali grid menambah lebih banyak tenaga boleh diperbaharui pada grid mereka tanpa mengorbankan kebolehpercayaan. Loji memuncak ini sedia apabila diperlukan untuk menjana tenaga dengan pantas dan mengisi jurang antara permintaan dan pengeluaran daripada sumber lain. Lebih-lebih lagi, turbin ini boleh berjalan pada rangkaian bahan api yang semakin berkembang, seperti gas asli, LNG, propana dan tidak lama lagi campuran gas hidrogen-asli, membolehkannya berkembang ke arah penyelesaian rendah dan tanpa karbon.
"Mengimbangi pengurangan pelepasan dan kebolehpercayaan adalah kunci untuk memajukan kemakmuran sambil mencipta semula grid untuk masa depan tenaga bersih," kata Raul Pereda, Presiden dan Ketua Pegawai Eksekutif Mitsubishi Power Aero, penyedia terkemuka penyelesaian kuasa global yang ditenagakan oleh turbin gas terbitan aero.
Mencari menang-menang
Grid yang semakin fleksibel akan membuka peluang untuk memanfaatkan kekayaan inovasi hari ini dalam tenaga boleh diperbaharui. Sebagai contoh, Projek Nexus, yang memecahkan tanah musim gugur ini, akan memberikan bukti konsep untuk mengendalikan panel solar di atas terusan yang menggerakkan air di seluruh California.
Dalam projek perintis baharu, California sedang memasang panel solar di atas pelbagai bahagian saluran pengairan untuk mengurangkan penyejatan sambil membekalkan tenaga bersih secara serentak.
getty
Ia merupakan projek pertama seumpamanya di Amerika Syarikat, tetapi konsep itu telah mendapat momentum dalam iklim panas dan kering di pedalaman India. Baru-baru ini mengkaji mendapati bahawa memasang panel suria di atas terusan sepanjang 4,000 batu di California boleh menghalang 63 bilion gelen air daripada menyejat setiap tahun sambil turut membekalkan 13 gigawatt elektrik – kira-kira separuh daripada keperluan negara untuk memenuhi matlamat tenaga boleh diperbaharuinya.
Penyelesaian agrivolta, yang menempatkan pemasangan solar di tanah ladang, menawarkan senario menang-menang yang serupa. Panel menyediakan iklim mikro yang baik untuk tanaman yang menyukai teduhan serta makanan ternakan untuk biri-biri, yang seterusnya memastikan rumput dan rumpai dipangkas tanpa perlu membakar bahan api fosil.
Peralihan tenaga memerlukan banyak penyelesaian sedemikian. Dalam dunia kita yang semakin bertenaga, mereka mesti bekerja bersama-sama untuk menyalurkan tenaga elektrik yang bersih dan boleh dipercayai sepanjang masa. Untuk menjadikan California 30 Aprilth peristiwa penting dalam realiti harian, kita mesti bertindak dengan kreativiti, segera dan berpandangan jauh untuk memenuhi keperluan tenaga hari ini sambil membina sistem tenaga yang fleksibel dan berdaya tahan masa hadapan.
KANDUNGAN YANG BERKAITAN
Temui Generasi Hijau, Jurutera Yang Membantu Menyahkarbon Tenaga Dan Industri [Video]
Sumber: https://www.forbes.com/sites/mitsubishiheavyindustries/2022/06/22/to-harness-innovation-in-renewables-make-the-grid-more-flexible/