如何更好地利用清潔能源?風能與太陽能整合不失為一種好方法

2020-12-01 36kr

編者按:通過將可再生能源的混合,開發者正在將風能和太陽能的優勢整合在一起。在本文中作者 Ben Jervey 向我們介紹了幾個整合風能與太陽能優勢的例子。

為什麼太陽能和風能無法淘汰傳統發電?首先,陽光只在白天才會有。而風能是間斷的,並且更取決於不同季節:當我們需要電的時候,並不一定有風。那我們把太陽能和風能放在一起會怎樣呢?美國國家再生資源實驗室(NREL)的Sarah Kurtz說道:「風能可以起到對太陽能的一個補充作用。舉個例子,科羅拉多每年春冬季那幾個月是風最強的。冬天雖然沒有很多太陽,但是卻有很多強風。」

少數的再生資源開發者們正在探索讓太陽能和風能更好地協作發電的形式,來形成一個混合發電系統——在兩者現有的基礎上,各取所長——將兩種科技串聯起來可以比單獨運行更好的替代傳統資源,減緩溫室氣體的排放。

不僅僅是風能

位於澳大利亞中西部的偏遠平原裡,一個打造1000萬兆瓦太陽能板以及73個風能發電機的項目即將開工。ARENA(ARENA)(一個致力於發展再生資源的政府組織)已為這個距離雪梨西南僅幾個小時車程的工程投入了9,900萬澳元,太陽能與風能的共建比單獨工作提供了更加穩定的能源供應。

好處還不僅僅局限於此,ARENA的CEO Ivor Frischknecht說:「將風能和太陽能建在一起也可以節省輸電網連接的成本,優化地點選擇以及審批過程。」通過Gullen 太陽能農場的建造,Frischknecht預估成本將會節省600萬澳元左右——這大概節省了整個項目的20%開支。

Frischknecht 希望 Gullen 項目未來可以被當做一個模範,體現出將太陽能板加入到風能發電片區將會怎樣地優化性能。「當植物被種在一起時,數量和佔地面積並非那麼重要,這意味著太陽能風能合作的模式也可以推廣到中等規模的太陽能項目中。」 這些新興市場的規模能做到多大?Frischknecht指出,ARENA贊助的一個研究已經表明,僅僅在澳大利亞現有的風能發電區域,就有大約一億兆瓦的太陽能潛力。這足以供給700,000個家庭使用。

Gullen項目所帶來的經驗是無價的,這是在澳大利亞的首次嘗試,它提高了產業的信心並為類似的項目提供了參考藍圖。

電池太貴怎麼辦

來自美國國家再生資源實驗室的Kurtz說道:「風能與太陽能的合二為一不僅僅擴大了能源的輸出,還節省了安裝成本。當這個概念應用到小型電網中時,本地電網甚至可以切斷與傳統電網的連接而自主運行。兩者合二為一也可以幫助削減電池成本。」

正如Kurtz所言,微型電網正在夏威夷和印第安納尋找機會,這兩個地方的電費都十分昂貴,而且有的社區太偏遠,導致不方便接入公共電網。

利用太陽能的微型電網需要電池來儲存電能,因為人們在沒有陽光的時候也需要電能。問題是,電池太昂貴了。但是加入風能就可以解決這個問題,因為日落以後也會有風。

Kuetz說:「如果你所在的位置有風,尤其是風與太陽能互補的地方——除非到了電池價格比風要便宜的時候,就可以利用這個設計。如果沒有,那你最好用風能發電。」

「微型電網還是需要某種形式的電能儲存,因為不可能每個晚上都有風,但是太陽能加風能發電可以大大減少對電池的需求。」

這種混合系統還在建設過程中,ARENA希望Gullen太陽能農場在17年7月就可以投入使用。但我們先前並沒有此類系統的運行數據,除此之外,開發者還擔心遮蓋風能發電機的陰影可能會影響太陽能發電的效果。

相關研究正在打消這種顧慮。Reiner lemoine Institut和Solarpraxis AG,兩個德國企業在2013年做的模擬中,發現陰影只會導致平均1%到2%的電能損失。模擬還表明風電合一的發電量在同一區域內比單一系統高出兩倍。在Gullen項目中,他們為了避免陰影導致的能量損失,將太陽能板安置在面朝北的山坡上以避開風電機的陰影。

虛擬的混合系統

在德克薩斯,美國國防後勤局正在嘗試另一種共同定位——通過對兩種能源「虛擬」混合。該機構正在與開發商Apex Clean Engergy合作,通過利用300英裡之外的風力發電作為Fort Hood區域的太陽能發電的補充以滿足Fort Hood區域100%的電力需求。

「Apex為軍方在其駐紮地建設了太陽能發電站,因為軍方希望確保電網的安全不受斷電和其他因素的影響。」Apex公共事務總監Dahvi Wilson解釋說。「而且Apex和軍方選擇使用風力最強的風能發電機在300英裡之外。這個設計證明了混合項目並非一定要建在一起。」

Wilson致力於使再生能源既有利於環境又不需要付出太大的經濟代價。

「風能是目前美國再生能源中最便宜的選擇,而太陽能的開發與安裝成本會更高」Wilson解釋道,「將兩個產品的成本合二為一的方式相較其他能源形式具有更大的競爭力。「

 

翻譯來自:蟲洞翻翻   譯者ID: 安泰


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