Учёные из под руководством обсчитали в модели работу единой энергосистемы, объединяющей несколько штатов США и основанной только на возобновляемой энергии.
«Больше ветряков на суше и на море!» — призывают нас авторы исследования. (Фото USA Today.)
И прослезились: ужасны. Они съедают по 250 кВт•ч в год на киловатт мощности, дóроги, занимают уйму места, требуют много пресной воды (хотя в 2012 году японцы и ввели в строй , действующую на морской воде)… Кроме того, их совсем не стоит сооружать там, где нет перепада высот. А именно такова ситуация в северо-восточных штатах США, на которых учёные и применили свою компьютерную модель. Но выводы всё равно необычны. И вот почему.
Авторы полагают, что можно почти полностью обойтись без аккумулирующих мощностей, если продублировать ветровую энергию от сухопутных ветряков офшорными (где картина ветров менее прерывистая) и солнечной энергией. Да, зимой бывают безветренные дни с никакой солнечной радиацией. Но если построить мощности, «почти втрое перекрывающие нагрузку», то, когда ветра и солнца не будет почти нигде, относительно малоинтенсивная генерация офшорными ветроэлектростанциями (в море ветер стихает реже) обязательно поправит дело. При этом модельная энергосистема, соответствующая по показателям тому, что есть на северо-востоке США, работала без сбоев и импорта электричества 90–99,9% времени из условных четырёх лет расчётного периода.
Почему нужно резервировать мощности — понятно, но отчего так радикально, спросите вы. Увы, оказалось, что даже если в летние ветреные дни такие системы будут работать вхолостую (а это становится общим местом), тройное резервирование мощностей ветряков и солнечных батарей всё равно будет дешевле строительства ГАЭС в районах без значительных перепадов высот.
А вот в Японии проблему решают ГАЭС. Тут, правда, рельеф помогает. (Фото .)
Расчётная система мощностью 72 ГВт «состояла» из 17 ГВт солнечной (самой дорогой), 68 ГВт ветряной (офшорной, подешевле) и ещё 115 ГВт ветряной же, но наземной (самой дешёвой) генерации. В итоге общая мощность возобновляемой энергетики достигла 200 ГВт — и это притом, что в ряде штатов установленная мощность электростанций по отношению к нагрузке была даже хуже.
Чтобы добиться предельно высокой устойчивости системы (в 99,9%), потребуется генерация водорода для хранения энергии с его последующим сжиганием. Впрочем, подобного эффекта можно добиться при помощи объединения такой энергосистемы с другими, столь же крупными. Правда, пока в США единой энергосистемы нет, однако её гипотетическое развёртывание может оказаться не дороже накопления энергии при помощи ГАЭС или водорода.
