本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。 透過購買訂閱,您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
上週,太平洋西北地區的溫度飆升至三位數,打破了當地的最高氣溫記錄,用電量也隨之猛增。據路透社報道,大多數電網都能應對此類事件,但這次卻出現了問題。正如空調需求上升時,風速幾乎減緩至停止。平靜的空氣沒有轉動渦輪機,而渦輪機是該地區能源來源中日益增長的一部分。
電力運營商正在更多地瞭解風力波動如何使越來越依賴風力發電的地區的能源分配複雜化。例如,據《西雅圖郵報》報道,今年6月,哥倫比亞河峽谷東端的風力發電場在一個小時內產生的能量就躍升了1000兆瓦,或者說“足夠為大約68萬戶家庭供電”。為了平衡這種上升,運營商不得不迅速轉移水力發電大壩(該地區的主要電力來源)周圍的水,以防止系統過載。當風再次平靜下來時,運營商可以讓水流回。 (這裡出現了第二個問題:雖然在大壩後蓄水會在風停止後產生更多的潛在能量以供使用,但這對試圖向下遊遊動的魚類有害。)
但是上週,當熱空氣靜止不動時,河流中的水位也下降了,這給仍然比風力更嚴重依賴水的供電系統帶來了額外的壓力。
聯邦博納維爾電力管理局控制的15238平方英里內的風力發電容量,包括哥倫比亞河峽谷的風力發電場,現在為2105兆瓦,而1998年僅為25兆瓦。據《西雅圖郵報》報道,“這足以向兩個西雅圖大小的城市供電”。預計該容量將在四年內增加近兩倍。
當風力對電網的貢獻與更傳統和穩定的能源相比很小時,其自然不可預測性不是問題。然而,隨著風力發電貢獻的增長,風的不穩定特性開始凸顯。BPA估計,到2011年,該系統將不再有足夠的靈活性來調整風力變化。
科學家們目前正在研究各種方案,以幫助緩解應該是一件非常好的事情(即清潔可再生能源的增長)所產生的問題。一種受到廣泛關注的策略是改進風力預測。美國能源部目前正在與葡萄牙的研究機構INESC Porto合作,開展一個專案,將預測中的誤差幅度從20%降低到15%。
與此同時,BPA將增加16個風力監測站,並將很快安排每半小時而不是每小時進行一次電力調整。《西雅圖郵報》援引BPA電力運營專家金·倫道夫的話說:“我們預測得越準確,我們需要的儲備就越少,這將降低成本。”
降低成本將吸引消費者;減少河流交通擁堵可能會讓魚高興。
風力渦輪機圖片來自ianmunroe在Flickr上的作品