Asāki datoru modeļi ļauj iegūt vairāk vēja enerģijas

Uzņēmums ar lielāko vēja enerģijas jaudu Amerikas Savienotajās Valstīs, Xcel enerģija , vairāk paļaujas uz šo enerģijas avotu un ietaupa miljoniem dolāru, pateicoties jauniem prognozēšanas modeļiem, kas līdzīgi tiem, kurus izmanto klimata pārmaiņu prognozēšanai.

Zīlošs vējš: Informācija no Dopplar radaru sistēmām, piemēram, šeit parādītā, varētu palīdzēt prognozēt straujas vēja enerģijas izmaiņas.

Prognozes, ko izstrādājusi Nacionālais atmosfēras pētījumu centrs (NCAR) Boulderā, Kolorādo, varētu palīdzēt risināt arvien pieaugošo vēja enerģijas problēmu: kā integrēt šo periodisko resursu elektrotīklā. NCAR arī izstrādā uzlabotus modeļus, kas varētu palīdzēt prognozēt saules enerģiju.

Precīza prognoze ļauj mums ieviest vairāk atjaunojamās enerģijas, saka Dreiks Bartlets, kurš ir atbildīgs par atjaunojamo energoresursu integrēšanu Xcel tīklā. Komunālie dienesti izlemj dienu iepriekš, kuras elektrostacijas konkrētajā dienā darbosies. Neprecīzas vēja enerģijas prognozes rada problēmas ar šo plānošanu divos galvenajos veidos. Pirmkārt, tie liek komunālajiem uzņēmumiem plānot rezerves spēkstacijas. Tie darbojas neefektīvi ar zemu jaudu, gaidot, lai palielinātu ražošanu, ja būs pieejams mazāk vēja enerģijas, nekā paredzēts. Tie tērē degvielu, un to darbība ir dārga.

Otrkārt, sliktas prognozes apgrūtina komunālajiem uzņēmumiem attaisnot bāzes slodzes spēkstaciju slēgšanu, pat ja vēja varētu būt vairāk nekā pietiekami, lai tās vairs nebūtu vajadzīgas. Šīs iekārtas — bieži vien ogļu vai kombinētā cikla dabasgāzes stacijas — ir dārgas un laikietilpīgas, lai izslēgtu un restartētu. Ja tie tiek izslēgti un vēja enerģija ir mazāka, nekā paredzēts, uzņēmumam ir jāizmanto dārgāka enerģija no ātrāk reaģējošām stacijām vai jāvēršas pie augstas cenas tūlītējās tirgus. No otras puses, ja uzņēmums atstās ieslēgtas bāzes slodzes iekārtas, tai, iespējams, būs jāierobežo vēja enerģija, iespējams, liekot vēja parkiem izslēgt dažas turbīnas. Tādā gadījumā utilīta zaudē naudu divos veidos. Tai ir jāmaksā par degvielu, lai darbinātu bāzes slodzes stacijas, lai gan tai nebija īsti vajadzīga jauda no tām. Un saskaņā ar līgumu ar vēja parku operatoriem tai joprojām ir jāmaksā par vēja enerģiju, ko tas neizmanto.

Vecās prognozes ļāva šiem scenārijiem rasties bieži. Vidēji prognozes no faktiskās jaudas atšķīrās par 20 procentiem, un dažreiz tās bija pat par 50 procentiem mazākas. Jaunās prognozes samazina kļūdu par 30 līdz 40 procentiem, sniedzot uzņēmumam Xcel pārliecību samazināt rezerves rūpnīcu skaitu tiešsaistē, saka Bartletts. Tas ir ietaupījis 22 miljonus dolāru degvielas. Tā nav aprēķinājusi papildu izmaksu ietaupījumus, kas radušies, izvairoties no tūlītējā tirgus.

Jaunās prognozes ir arī pietiekami precīzas, lai atbalstītu bāzes slodzes jaudas pārtraukšanu. Pirms dažiem gadiem mums nebija pārliecības slēgt bāzes slodzes iekārtas, saka Bartletts. Tagad, ja ir garā nedēļas nogale ar skaistu laiku un lielu vēju, mēs slēgsim ogļu rūpnīcu. Tas ļauj mums integrēt vairāk atjaunojamās enerģijas.

NCAR veica vairākus pasākumus, lai sagatavotu labākas prognozes. Tas uzlaboja iepriekšējos laikapstākļu prognozēšanas modeļus, palaižot tos ar precīzāku laika un telpas soli, kas prasa papildu skaitļošanas jaudu. Tas apvienoja savus modeļus ar citu organizāciju modeļiem un faktisko apstākļu mērījumiem vēja parkos, lai prognozētu vēja ātrumu. Būtiski, ka pēc tam šīs vēja ātruma prognozes pārvērš aplēsēs par to, cik daudz enerģijas saražos vēja parki, kas var ievērojami atšķirties no ražotāju apgalvojumiem (skatiet sadaļu Mega vēja parkiem nepieciešami labāki datoru modeļi).

Turklāt tā vietā, lai tikai vienu reizi palaistu modeli, NCAR to palaiž vairākas reizes. Vidējais rezultāts parasti ir precīzāks, saka Sjū Elena Haupta , centra Laikapstākļu sistēmu novērtēšanas programmas direktors.

Lai gan modeļi darbojas ar augstu izšķirtspēju, tie neuztver visu. Nākamais solis ir koncentrēties uz labākiem veidiem, kā prognozēt divu veidu notikumus — vēja ātruma izmaiņas un laikapstākļus, kas izraisa ledus veidošanos uz vēja turbīnu lāpstiņām.

Straujām vēja ātruma izmaiņām var būt īpaši grūti tikt galā tīklā (skatiet sadaļu Vēja turbīnas, iekļautas baterijas, var uzturēt stabilus barošanas avotus ). Svarīgas būs arī apledojuma prognozes; ir grūti zināt, kad vētra radīs pareizos apstākļus ledus nogulsnēšanai uz vēja turbīnām, taču, kad ledus veidojas, tas var ievērojami samazināt turbīnas radīto jaudu. Iepriekš prognozes lika uzņēmumam Xcel plānot lielu vēja daudzumu, lai pēc ledus veidošanās negaidīti samazinātos elektroenerģijas ražošana.

Saules enerģijas prognozēšana var būt lielāks izaicinājums (skatiet sadaļu Saules enerģijas pārtraukuma risinājums ). Saules paneļu jauda var mainīties dažu sekunžu laikā, un mākoņi ir viena no visgrūtākajām lietām, kas jāņem vērā klimata modeļos. NCAR izmanto datus no satelītiem un sauszemes sensoriem, lai uzlabotu mākoņu prognozes, un tā strādā, lai prognozētu, kā dažādi saules gaismas daudzumi (un citi faktori, piemēram, temperatūra) izpaužas kā faktiskā saules paneļu jauda.

paslēpties