風能和太陽能結合更佳

在同一地點建造渦輪機和光伏裝置可以降低電網和電池成本,並平衡電力供應 

來自 恩西亞 (在此處查詢 原始故事);經許可轉載。

2016年11月7日 — 是什麼阻礙了太陽能和風能完全接管電網? 首先,太陽只在白天照射。風斷斷續續地吹,具有 季節性變化,並且不總是在需要能量時吹。但是,如果太陽能和風能協同工作會怎麼樣? 美國能源部國家可再生能源實驗室的莎拉·庫爾茨說:“風能資源往往與太陽能資源互補。” “例如,在科羅拉多州,風最大的時候是在冬季和春季。在冬季,我們沒有那麼多陽光,但我們往往會有更多的風和更強的風。”

一些有進取心的可再生能源開發商現在正在探索太陽能和風能如何更好地協同工作,開發混合太陽能-風能專案,以利用每種能源發電的優勢——這兩種技術協同工作,比任何一種技術單獨工作都能更好地替代導致氣候變暖的化石燃料。


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附加太陽能

在澳大利亞大分水嶺以西的連綿平原上,預計將開始建造一個 10兆瓦的太陽能發電場,毗鄰已線上執行的 73 颱風力渦輪機。澳大利亞可再生能源署 (ARENA) 是一個負責增加可再生能源部署的政府機構,它已向悉尼西南方向幾小時車程的該專案投資了 990 萬澳元。該機構表示,太陽能和風能的並置比單獨使用任何一種技術都能提供更持續的能源生產。

風能和太陽能發電廠的並置可以節省電網連線、場地開發和審批方面的資金。但這不是唯一的好處。ARENA 執行長伊沃·弗裡施克內希特表示,風能和太陽能發電廠的並置可以節省電網連線、場地開發和審批方面的資金。弗裡施克內希特估計,透過在現有風能專案旁邊建造古倫太陽能發電場,可以節省高達 600 萬澳元的資金,從而將專案成本降低整整 20%。

弗裡施克內希特希望古倫山脈專案可以作為如何將太陽能附加到現有風電場以促進其應用的典範。“當電廠並置時,規模對於競爭力來說並不那麼重要,這意味著這種方法還可以為中等規模的太陽能光伏專案釋放新的市場,”他說。這些新市場可能有多大? 弗裡施克內希特指出,ARENA 資助的一項研究發現, 澳大利亞現有風電場估計有 1,000 兆瓦的太陽能發電潛力 — ARENA 計算,這足以滿足 70 萬戶家庭的用電需求。

弗裡施克內希特說:“在古倫山脈獲得的經驗教訓將非常寶貴,因為這是澳大利亞同類項目中的第一個。” “它有可能鞏固行業對這種方法的信心,併為類似專案的後續發展提供藍圖。”

電池助推器

擴大電力生產和節省安裝成本並不是結合風能和太陽能的唯一好處。NREL 的庫爾茨說,當應用於微電網系統(可以與傳統電網斷開並自主執行的本地能源電網)時,組合式太陽能和風能還可以幫助降低電池成本。

庫爾茨表示,微電網正在夏威夷和夏威夷 和 印度 等公用事業價格過高或社群過於偏遠而無法接入主電網的地方找到應用。

由光伏發電供電的微電網需要電池儲能,因為人們在沒有陽光照射時也需要電力。問題是,電池仍然非常昂貴。增加風能可以幫助降低電池成本,因為當沒有陽光照射時,風可以(而且經常)吹。

庫爾茨說:“如果您所在的位置有風,尤其是在風能補充太陽能的地方,那麼在電池變得比風力發電本身更便宜之前,您最好增加風能[而不是電池]。”

她補充說,微電網仍然需要某種形式的儲存,“因為總會有晚上沒有風的時候”。但是太陽能和風能的組合“可以大大減少電池需求”。

在同一地點結合太陽能光伏和風力渦輪機實際上可以產生高達單獨使用任何一種系統兩倍的電力。由於這些型別的混合系統才剛剛上線——ARENA 希望古倫太陽能發電場將於 2017 年 7 月開始發電——因此還沒有關於它們實際效能如何的大量經驗資料。但是太陽能開發商一直擔心風力渦輪機投下的陰影可能會阻礙太陽能的生產。

然而,研究正在消除其中一些擔憂。德國 Reiner Lemoine Institut 和 Solarpraxis AG 在 2013 年進行的模擬表明,陰影損失平均將低至 1% 到 2%。他們還表明,在同一地點結合太陽能光伏和風力渦輪機實際上可以產生高達在同一土地面積上單獨使用任何一種系統兩倍的電力。就古倫山脈專案而言,它透過將光伏發電場安置在超出任何渦輪機陰影範圍的朝北斜坡上,完全避免了陰影損失。

虛擬混合

在德克薩斯州,美國國防部國防後勤局正在以另一種方式繞過兩種技術並置的任何潛在缺點——對混合風能和太陽能採取更“虛擬”的方法。該機構正在與開發商 Apex Clean Energy 合作,透過現場太陽能光伏板滿足胡德堡 100% 的電力需求,並從弗洛伊德縣的一個風電場接入額外的能源,該風電場位於該設施西北方向 300 多英里處。

Apex 公共事務主管達維·威爾遜解釋說,Apex 將太陽能發電場建在現場是因為陸軍希望獲得本地發電提供的電網安全性,這種安全性不易受到停電和其他輸電限制的影響。但是 Apex 和陸軍選擇將渦輪機安置在風力資源最強的地方。威爾遜說,這種設定說明了“[混合專案不一定需要並置]”的觀點。

威爾遜對這些專案如何幫助這些可再生能源在經濟和環境方面都變得有意義感到興奮。

威爾遜解釋說:“風能是目前美國新建能源建設中最便宜的選擇,而太陽能的開發和安裝成本可能更高。” “透過將成本合併到一個產品中,混合成本與其他新能源具有競爭力。”

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