Handan goðsagnanna: Áreiðanleiki sólarorku og stöðugleikahlutverk þess í nútíma raforkunetum

Í áratugi hélt hefðbundin speki í orkugeiranum að endurnýjanlegar orkulindir,-sérstaklega sólarorka-, væru of hlédrægar og óáreiðanlegar til að vera burðarás í nútíma raforkukerfum. Viðvarandi misskilningur er að sólarrafhlöður brotni hratt niður, bili undir álagi, og það sem verra er, innleiði glundroða í fínt jafnvægisdansi framboðs og eftirspurnar á raforkukerfinu. Gagnrýnendur hafa oft haldið því fram að sólarorka sé ekki aðeins sveiflukennd heldur einnig ógn við stöðugleika netsins, sem geti valdið spennusveiflum og rafmagnsleysi.

Þessi skoðun er hins vegar sífellt úrelt. Með því að byggja á áratuga rekstrargögnum, framförum í rafeindatækni og raunhæfri reynslu af samþættingu nets í heiminum, kemur allt önnur mynd í ljós: Sólartækni hefur reynst einstaklega áreiðanleg og þegar hún er notuð af yfirvegun eykur hún virkan seiglu og stöðugleika netsins. Þessi grein miðar að því að afmá tæknilega raunveruleikann á bak við sólaráreiðanleika og jákvæð áhrif þess á raforkukerfi.

Fyrsta hugsun sumra um sólarplötur er að þær séu óáreiðanlegar. En í raun er þetta mjög ekki raunin lengur! Flestar PV spjöld í dag eru mun áreiðanlegri, sterkari en nokkru sinni fyrr og þurfa mun færri viðhaldsaðgerðir frá þér en fyrri tegundir orkuframleiðslu. Ólíkt gastúrbínuvélum og dísilvélum (sem eru með snúningsvélar), hafa sólarplötur enga snúningshluta, sem þýðir að þær hafa ekki pláss fyrir slit, tár og/eða smurningu. Aðalhlutinn í sólarplötu, „hálfleiðaramótin“, hefur verið framleidd með sannreyndri kísiltækni sem hefur verið notuð með góðum árangri í rafeindatækni í meira en 50 ár og hefur reynst algerlega áreiðanleg!

Í -langtíma umhverfismatsrannsóknum eins og þeim sem framkvæmdar eru af National Renewable Energy Laboratory (NREL), benda rannsóknir til þess að hágæða PV einingar verði fyrir árlegri hnignun í hlutfallsframleiðslu sem er minna en 0,5% á ári; Mörg kerfi sem sett voru upp á níunda og tíunda áratugnum eru nú að framleiða 80% eða meira af upphaflegri framleiðslugetu eftir meira en 30 ára þjónustu. Flestir framleiðendur PV einingar veita ábyrgð fyrir PV einingar í að lágmarki 25 ár; þó er líklegt að einingar verði áfram starfræktar löngu eftir þessa dagsetningu. Þó að bilanir eigi sér stað um það bil vegna ytri þátta (þ.e. óviðeigandi uppsetningu, erfiðra veðurskilyrða) er eðlislæg bilanatíðni PV eininga undir 0,05% árlega-bilunartíðni flestrar annarrar raforkuframleiðslutækni, þar á meðal margra íhluta jarðefnaeldsneytis orkuvera-er jafn eða lægri en bilanatíðni sólarorkueininga, sem gerir áreiðanlegan valkost fyrir sólarorkueiningar.

 

Önnur, tæknilegri goðsögnin er sú að sólarorka „eyðileggur“ ​​stöðugleika netsins. Þetta áhyggjuefni spratt í gegnum tíðina frá snemma nettengdum-invertara, sem voru hönnuð til að einfaldlega ýta eins miklu afli og mögulegt er inn í netið og aftengjast strax ef einhver röskun átti sér stað. Þó að þessi óvirka hegðun gæti, fræðilega séð, dregið úr tregðu kerfisins, er það ekki lengur normið.

Nútímanet-styður inverter-oft kallaðir "snjallir inverters" eða "grid-myndandi inverters"-breytir leik-. Þau innihalda háþróaða stjórnunaraðgerðir sem stuðla virkan að heilsu netsins. Helstu eiginleikar eru:

Spennu- og tíðnistjórnun:Snjallbreytirinn getur leiðrétt spennu- og tíðnifrávik eins og venjulegur samstilltur rafala AVR með því að stilla raunverulegt og hvarfgjarnt úttak þeirra á millisekúndum.

Ride-Getu í gegnum:Nýir invertarar hafa akstur-í gegnum getu til að gera þeim kleift að halda áfram að styðja við netið í stuttum tíma bilunum (til dæmis ef eldingu varð eða trélimur féll á raflínu) og endur-dæla orku aftur inn í netið um leið og bilunin hefur verið eytt.

Syntetísk tregða:Sól hefur ekki líkamlegan snúningsmassa gufuhverfla, en háþróaðir invertarar hafa getu til að draga og sprauta afli á miklum hraða til að líkja eftir tregðu þegar tíðni er að breytast. Þessi tilbúna tregða gefur hefðbundnum rafala dýrmætar millisekúndur til að hækka upp í hámarksafköst.

Langt frá því að raska ristinni, gera þessir eiginleikar kleift að-sólarsvæði með mikilli skarpskyggni starfa með meiri seiglu. Til dæmis, í Suður-Ástralíu-svæði með yfir 60% samstundis endurnýjanlegum-neti-myndandi invertara hefur tekist að svarta- staðarnet eftir meiriháttar kerfisaðskilnað, eitthvað sem áður var aðeins mögulegt með vatns- eða gasverum.

Dreifð sólarorkuframleiðsla dregur úr álagi á núverandi flutningslínum, þökk sé því að hún er framleidd nær notkunarstað en hefðbundin raforka-. Hefðbundin raforkuframleiðsla byggir á því að stórar raforkustöðvar framleiða raforku, sem síðan er flutt hundruð kílómetra um háspennuflutningslínur, til að vera á endanum notuð þar sem hennar er þörf. Þetta líkan (hub-og-talk) gerir ráð fyrir tapi á milli 8 - 10% af upprunalegri framleiðslu orkunnar og skapar einn bilunarpunkt. Til dæmis, þegar sendingarstaur, eða turn, fellur, getur myndast gríðarlegt myrkvun sem afleiðing af dæmigerðri hönnun miðstöð-og-reimnets.

Með því að búa til geymt eða framleitt rafmagn, með notkun dreifðrar sólar nálægt neyslustað, minnkar magn raforku sem flutt er frá tengivirki til neyslustöðvar. Þetta þýðir að eftirspurn neytenda eftir raforku hefur minnkað frá því sem nú er sýnt með hefðbundnu neti. Þessi minnkun eftirspurnar mun tefja fyrir eða jafnvel útiloka þörfina fyrir kostnaðarsamar uppfærslur á flutnings- og dreifikerfi. Að auki, meðan á skógareldum, fellibyljum og/eða netárásum stendur, verður fjöldi dreifðra sólar+geymsluaðstöðu sem mun geta búið til örnet til að, að minnsta kosti að hluta, halda áfram að knýja lykilaðstöðuna (eins og vatnsmeðferð og sjúkrahús) á meðan heildarmiðlægt raforkukerfi reynir að endurheimta sig. Þetta er það sem við köllum netþol.

Fyrir löngu síðan héldu menn að sólartækni væri ekki áreiðanleg og að hún gæti eyðilagt ristina. Það er nú áratuga rekstrarsaga sem sýnir að ljósvökva (PV) einingar eru áreiðanlegur og varanlegur íhlutur, því mjög lítið viðhald og margra ára áreiðanleiki. Inverter tæknin hefur þróast hratt og hefur umbreytt sólarorku úr óvirkum, stundum erfiðum orkugjafa í að vera virkur þátttakandi í stöðugleika netsins með því að veita spennustuðning, tíðnistjórnun og tilbúið tregðu. Með því að nýta sólarorku í dreifðri notkun hjálpar til við að draga úr flutningsþrengslum og auka viðnámsþol rafkerfisins gegn meiriháttar truflunum.

Þegar við flýtum orkuskiptum okkar er mikilvægt að allir verkfræðingar, stefnumótendur og almenningur noti nýjustu tækni sem þeim er tiltæk í stað þess að nota fyrri ótta um tæknina sjálfa. Þess vegna er sól að breytast úr því að vera einn veikasti hlekkurinn í að vera einn mikilvægasti og stöðugleikaþáttur rafkerfisins á 21. öldinni.