Πόσο χαμηλά μπορούν να πάνε οι συμβατικές γεννήτριες; Γιατί η «ελάχιστη γενιά» είναι κλειδί για τη μέγιστη ενσωμάτωση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας
Ένα από τα βασικά ζητήματα με την ολοκλήρωση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι πόροι μεταβλητής παραγωγής (VG), όπως η αιολική και η ηλιακή ενέργεια, αλληλεπιδρούν με το υπόλοιπο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας. Καθώς η παραγωγή VG ποικίλλει πάνω-κάτω, ο υπόλοιπος στόλος παραγωγής (κυρίως υδροηλεκτρική και θερμική παραγωγή) πρέπει να εξισορροπήσει αυτές τις διακυμάνσεις, έτσι ώστε η προσφορά ηλεκτρικής ενέργειας να ταιριάζει πάντα με τη ζήτηση. Επομένως, η ικανότητα των συμβατικών γεννητριών να μεταβάλλουν την παραγωγή είναι σημαντικός παράγοντας κατά την ενσωμάτωση σημαντικών ποσοτήτων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Όταν η απόδοση VG είναι πολύ υψηλή (ας πούμε, στη μέση μιας ωραίας, ηλιόλουστης ημέρας στην Καλιφόρνια), ο υπόλοιπος συμβατικός στόλος μπορεί να χρειαστεί να μειώσει την παραγωγή σε πολύ χαμηλό επίπεδο. Ωστόσο, πολλοί από αυτούς τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής έχουν λειτουργικούς περιορισμούς που εμποδίζουν τη λειτουργία τους ή τη διακοπή λειτουργίας τους, ακόμη και όταν οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας παράγουν φθηνότερη ενέργεια.
Αυτό το πρόβλημα της «ελάχιστης παραγωγής» αναγνωρίζεται πλέον ευρέως ως σημαντικός περιορισμός στην ικανότητά μας να προσθέτουμε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας στο δίκτυο. Εάν δεν μπορούμε να μειώσουμε την παραγωγή των συμβατικών γεννητριών, τότε αναγκαζόμαστε να περιορίσουμε (πετάξουμε) την τέλεια καλή παραγωγή ανέμου και ηλιακής ενέργειας. Αυτός είναι ο λόγος που ανησυχούμε για την «κοιλιά» της καμπύλης της πάπιας.
Δεδομένου του αντίκτυπου αυτού του ζητήματος στην ανάπτυξη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, οι ερευνητές ολοκλήρωσης — συμπεριλαμβανομένων και εμάς στο Εθνικό Εργαστήριο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (NREL) — έχουν αφιερώσει πολύ χρόνο στη συλλογή συνόλων δεδομένων σχετικά με τα χαρακτηριστικά θερμικών και υδρογεννητριών. Αυτά τα δεδομένα στοχεύουν κυρίως στην κοινότητα μοντελοποίησης δικτύων, αλλά αυτό το θέμα έχει πραγματικά σημαντικές επιπτώσεις πολιτικής για την κατανόηση της ποσότητας αιολικής και ηλιακής ενέργειας που μπορούμε να βάλουμε οικονομικά στο δίκτυο.
Στο χαρτί, κάνουμε δύο πράγματα. Αρχικά, συνοψίζουμε τις πηγές δεδομένων που μπορούν να χρησιμοποιήσουν οι μοντελιστές δικτύου για να βελτιώσουν τον τρόπο με τον οποίο αξιολογούν εάν μπορούμε να ενσωματώσουμε οικονομικά την αιολική και την ηλιακή ενέργεια στο δίκτυο. Αυτά τα σύνολα δεδομένων δείχνουν πόσοι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής (τουλάχιστον ιστορικά) δεν μεταβάλλουν πραγματικά την παραγωγή τους ανάλογα με τις τιμές ηλεκτρικής ενέργειας και, ως εκ τούτου, θα μπορούσαν να συμβάλουν στο πρόβλημα ελάχιστης παραγωγής.
Δεύτερον, δείχνουμε πώς η εσφαλμένη αξιολόγηση της ευελιξίας των εγκαταστάσεων μπορεί να υπερ- ή να υποτιμήσει την ικανότητά μας να ενσωματώνουμε αιολική και ηλιακή ενέργεια. Η ανάλυσή μας δείχνει ότι η αξιολόγηση της ευελιξίας των συμβατικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής μπορεί να είναι εξίσου σημαντική με την αξιολόγηση άλλων πηγών ευελιξίας του δικτύου, όπως η αποθήκευση ενέργειας. Αποδεικνύει επίσης ότι καθώς προστίθενται περισσότερες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας στο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας και αυξάνονται οι ανησυχίες σχετικά με την «εξάντληση» του συστήματος, πρέπει να αξιολογούμε και να επαναξιολογούμε συνεχώς τις διάφορες επιλογές ευελιξίας που είναι διαθέσιμες σε επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας και άλλους σχεδιαστές συστημάτων.
Λοιπόν, τι σημαίνει αυτό; Έχουμε πολύ δρόμο μπροστά μας για τη μελέτη του ρόλου των συμβατικών γεννητριών στην παροχή νέων πηγών ευελιξίας του δικτύου, ειδικά καθώς οι κρατικές και τοπικές πολιτικές συνεχίζουν να πιέζουν για ολοένα υψηλότερα επίπεδα VG στο δίκτυο.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο How low can you go; Η σημασία του ποσοτικού προσδιορισμού των ελάχιστων επιπέδων παραγωγής για την ολοκλήρωση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Energy Policy . Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους Paul Denholm, Greg Brinkman και Trieu Mai από το Εθνικό Εργαστήριο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας.
Η καμπύλη πάπιας είναι ένα διάσημο/διαβόητο γράφημα που δημοσιεύτηκε από τον Ανεξάρτητο Διαχειριστή Συστήματος της Καλιφόρνια και δείχνει πώς τα Φ/Β παράγουν ένα μοτίβο καθαρής ζήτησης που μοιάζει με το προφίλ μιας πάπιας. Τώρα χρησιμοποιείται ευρέως ως παράδειγμα των προκλήσεων της ενσωμάτωσης μεγάλων ποσοτήτων Φ/Β στο σύστημα.
