АҚШ-тың батысында қатты аптап ыстық толқыны жүріп жатыр, соның салдарынан электр жарығы өшіп, түстен кейін электр көліктерін зарядтауға болмайды. Калифорния сонымен бірге 2035 жылға қарай барлық автомобильдерді электрлі болуын бұйырғандықтан, бұл электрлік көліктердің қарсыластары жиі айтатын жалпы мемді қайта жаңғыртты, бұл электр желісі мұны жеңе алмайды.
Сонымен қатар, біз жоғары жаңартылатын электр желісін жоспарлап отырғанымыз рас, бірақ күн мен желдің негізгі жаңартылатын көздері күннің уақыты мен ауа райына байланысты үзіліссіз.
Бұл екі мәселе бір-бірін біршама жояды және кейбір басқа технологиялармен біріктірілгенде мүлде проблема болмайды.
Көбірек қуат қажет емес, көбірек қуат қажет
Барлық көліктер электр қуатымен жұмыс істеуі үшін бізге көбірек электр энергиясын өндіру керек екені рас. Желінің сыйымдылығын жалпы жылдық энергия өндірумен де, сонымен қатар максималды қуатпен де өлшеуге болады, бұл әртүрлі нәрселер. Энергия галлон бензин немесе кВт/сағ сияқты тауар болып табылады. Қуат - бұл энергияның лезде жеткізілуі, бір секундта жеткізе алатын энергия мөлшері.
Негізгі жылу толқыны кезінде күн, жел және басқа көздерден сұраныс пен ұсынысты көрсететін диаграмма ... [+]
Калифорния ISO
Желіде қуат сұранысы мен ұсынысы күн ішінде өзгеріп отырады. Олар түнде төмен, бірақ жылы күндерде сұраныс күн өткен сайын көтеріліп, күн ысып, ауаны кондиционерлеудің қажеттілігін тудырады. Айнымалы ток - желідегі ең жоғары сұраныстың негізгі драйвері. Сұраныс кешкі сағат 6:9 шамасында шыңына жетеді, бірақ кешкі сағат 4:9-ге дейін күшті, содан кейін ол түнде азаяды. Салқын уақытта ең ыстық кезде шыңы болмайды, сондықтан күнде екі (әлдеқайда төмен) шың болады. Кез келген уақытта желі электр қуатына ие болады. Бұл жаңартылатын қуат көздеріне байланысты күн ішінде өзгеріп отырады, бірақ басты мақсат - сұраныс ең жоғары болған кезде, сағат XNUMX-ден XNUMX-ге дейін, оны қанағаттандыру үшін бізде жеткілікті жеткізу мүмкіндігі бар екеніне көз жеткізу. Сондықтан біз электр станциялары мен электр беру желілерін жасауға ақша жұмсаймыз.
Диаграмма Калифорнияның 3 жылдың 2022 қыркүйегіндегі жылу толқыны кезіндегі сұранысы мен ұсынысын көрсетеді. Жалпы жеткізілім 55 гВт-тан астам болды, сондықтан біршама артық болды, бірақ 3: 9-ден 40: XNUMX-ге дейінгі шарықтау кезінде ол XNUMX гВт-тан асады.
Күннің қалған бөлігінде жабдықтау әлі де қолжетімді. Біз барлық электр станцияларын тек түстен кейін ғана қоса аламыз, бірақ біз олардың ақысын төледік және қаласақ, оларды басқа уақытта іске қоса аламыз. Кейбір зауыттар, мысалы, атом станциялары күні бойы жұмыс істеуге тура келеді, оларды өшіру қиын. Тиімді табиғи газ қондырғыларының жылынуы мен салқындауы біраз уақытты алады, бірақ қажет емес кезде оларды өшіре аламыз. Гидростанцияларды қалауыңызша қосуға және өшіруге болады. Күн электр станциялары, әрине, күндіз ғана қуат өндіреді, ал ең көбі күн ашық кезде.
Көліктер тәуліктің кез келген уақытында зарядталады. АҚШ-тың орташа көлігі тәулігіне 40 мильден аз жүреді, яғни қажет болса, зарядталмай 5 күн жүре алады, бірақ олар розеткаға қосуға болатын болса, қашан зарядталатынын сөзсіз таңдай алады. Көбісі түнде қосылады. желіде ең артық қуат қуаты болған кезде, ал қуат ең арзан. Болашақта жұмыста көбірек адамдар қосылады, бірақ бұл көліктер үшін сағат 2-ге дейін артық сыйымдылық болады. Жол сапарларында өте аз көліктер түстен кейін зарядталуы керек және олар бұл үшін сыйлықақы төлейді.
Мұны түсінбейтін адамдар Калифорнияның 2035 жылға қарай толығымен электр қуатына ауысу жоспарын жариялағаны таңқаларлық деп ойлады, өйткені аптап ыстық толқыны адамдарға сағат 4-ден 9-ге дейін зарядтауға болмайтынын еске салды. Бұл қате хабарланды, өйткені олар адамдардан көліктерін зарядтаудан аулақ болуды сұрады, бірақ шын мәнінде шыңында зарядтамау туралы кеңес тек аптап ыстықта емес, барлық уақытта стандартты жақсы кеңес болып табылады. Калифорнияда ешкім осы тапшылыққа байланысты өлі көлікке тап болған жоқ, өйткені бұл сұраныстың шыңы ғана энергия үшін емес, қуат үшін шыңында.
(Ескертулерге қарамастан, Калифорниялық желі операторы ешқашан электр қуатын өшіруге тура келмейтінін айта кету керек. Адамдардан қуатты азайтуды сұрайтын қарапайым мәтіндік хабарламалар таңқаларлық жақсы нәтиже берді.)
Рефератор:
Энергия - бұл көліктерді жылжыту және үйлерді салқындату сияқты пайдалы жұмыс. Ол киловатт-сағат (кВт/сағ) сияқты бірліктермен немесе тіпті галлон бензинмен өлшенеді. Қуат - киловатт немесе ат күшімен өлшенетін энергия ағынының жылдамдығы. Сіздің көлігіңізге 30 миль немесе 7.5 кВт/сағ жүру үшін бір галлон газ қажет болуы мүмкін, бірақ оны жылдамырақ орындау үшін көбірек ат күші қажет. Атап айтқанда, кВт пен кВтсағ дыбысы өте ұқсас болғандықтан, адамдар оларды шатастырады.
Қосымша энергия
Барлық көліктерді зарядтау үшін электр желісінің қуатын арттырудың қажеті жоқ, бірақ ол көбірек энергия өндіруі керек. 2035 жылы барлық жаңа көліктер электрлік болса да, бензинмен жүретін көліктердің көпшілігі жолдан 20 жылдан кейін ғана шығады. Бүгінде американдықтар жылына шамамен 3 триллион миль (жарты жарық жылы!) Егер олар мұның бәрін Tesla сияқты көліктерде жасаса.
АҚШ-тың электр желісі соңғы 20 жылда жалпы энергия өндіруді 30%-ға өсірді, сондықтан бұл, әрине, бұрын-соңды арнайы күш-жігерсіз жасалған нәрсе. Өсу үлкенірек болуы мүмкін болғандықтан, кейбір арнайы күш салу қажет болуы мүмкін. (Мүмкін, олай емес, біз тиімдірек болуды жалғастыра береміз, және біздің көптеген құрылғыларымыз бен шамдарымыз сияқты заттар бұрын пайдаланған қуаттың бір бөлігін пайдаланады.)
Бізге 20%-ға көбірек энергия қажет болғанымен, электромобильдердің арқасында көп қуат қажет емес. Бізге басқа нәрселер үшін көбірек қуат қажет болуы мүмкін, әсіресе халық санының өсуі - немесе тиімдірек болған кезде бізге азырақ қажет болуы мүмкін. Жаңа электр станциялары әртүрлі жолдармен болса да, көбірек қуат пен энергияны ұсынады. Егер біз тек көмір мен газды көбірек жағуды жоспарласақ, біз көбірек отын жағу арқылы қолданыстағы зауыттардан көбірек энергия ала алар едік, бірақ бұл біздің жоспарымыз емес, сондықтан бізге жаңартылатын қуат көздері қажет болады. Дегенмен, көліктерге байланысты бізге қосымша тор қажет емес.
Калифорниядағы үлкен күн фермасының алдындағы электр көлігі
Брэд Темплтон
Бұл қосымша күш негізінен жаңартылатын, әсіресе күн көзінен келеді. Бұл экологиялық себептерге байланысты емес. Бүгінгі күні күн энергиясы жаңа электр станциясының ең арзан түрі болып табылады. Зауыттың кез келген түрінен бір кВт/сағ жалпы құнын қарасаңыз, күн энергиясы жеңімпаз болып табылады және ол жыл сайын арзандап барады. Егер сіз энергияны ең төмен бағаға алғыңыз келсе және оны пайдалану кезінде таңдап, таңдай алсаңыз, күн - бұл бағаға ғана салынатын жалғыз зауыт, бірақ нөлдік шығарындылар әрине жақсы.
Ол таза және тыныш және жұмыс істеуге оңай болғанымен, оның бір кемшілігі - күн шуақты кезде ғана қуат береді. Шындығында, егер сіз тәулігіне 24 мегаватт-сағат өндіргіңіз келсе, оны күні бойы жұмыс істейтін 1 мегаватт кәдімгі станса арқылы жасауға болады, бірақ күн энергиясымен сізге 6 мегаватт электр станциясы қажет болуы мүмкін және сіз тек қуатыңызды аласыз. күндізгі уақытта, егер сізде сақтау орны болмаса. Бірақ бұл 6 мегаваттық күн станциясы 1 мВт газ, көмір немесе атом станциясына қарағанда энергия бірлігіне арзанырақ болады.
Бұл мәселені шешу үшін сізге жаңартылатын электр станциясына күн сәулесі түскенде немесе жел соққанда үзік-үзік қуат беретін үлкен жүктемені табу керек.
Бұл зарядтағыш батареялардың түрі, яғни электромобильдер. Автокөлік розеткаға қосылып тұрғанда, ол артық болған кезде қуат алады, тапшылық болған кезде оны алмайды. Мұндай икемді басқа жүктемелер өте аз. Әрбір басқа жүктеме үшін сізге қажет кезде қуат қажет, бірақ батареямен сіз оны пайдаланғаннан басқа уақытта қабылдайсыз. Осындай тағы бір жүктеме - бассейн суын сүзу — сізге күн сайын жеткілікті түрде сүзгілеу қажет, қашан болғаны маңызды емес.
Жылыту және салқындату
Электр желісіне ең үлкен жүктеме және сұраныстың шыңының себебі салқындату болып табылады, және біз жылытуды қазбалы отыннан жылу сорғыларына ауыстырған кезде (кері кондиционерлер) ол да үлкен жүктемеге айналады. Бірақ қыздыру және салқындату олардың қажеттіліктерін өзгерте алады, егер біз осыған арналған берілістерді қолдансақ. Себебі сіз жылуды (немесе суықты) ең арзан «батареяда» — суда сақтай аласыз.
Мұз сақтауға негізделген кондиционер (жылу сорғысы) бастапқыда «Мұз аюы» ретінде жасалған.
АҚШ Энергетика департаменті
Жаңа жетілдірілген кондиционерлер сол күні қанша кондиционер қажет болатынын біледі. Түнде және таңертең олар мұздан оқшауланған резервуарларға суды салқындатады және мұздатады. Олар мұны электр энергиясы арзан және көп болған кезде және температура төмен болған кезде және аз күш жұмсағанда жасайды. Кейінірек, қуат жетіспегенде, олар сол мұзды ғимараттарды салқындату үшін пайдаланады. Біздің температуралық болжамдарымыз қазір өте дәл, сондықтан компьютерлер бұл процесті жылдам және тиімді ету үшін басқара алады. Қуат түнде (сұраныс төмен болғанда) немесе таңертең (әлі салқын болғанда және күн энергиясының үлкен артықшылығы бар кезде) келеді. Күннің артық мөлшері соншалықты үлкен болады, сондықтан барлық жүктемелер уақытында қозғала алады (батареялар сияқты). , салқындату және жылыту) таңертең артықты алады. Қалпына келтірілетін қуат көздерін сақтауды қажет етеді, бірақ бұл қойма автомобильдердегі батареялар, мұз немесе (жылыту үшін) ыстық су резервуарлары болады. Сондай-ақ сақтаудың басқа түрлері де болады (сорғыланған гидро және аккумуляторлар және басқа әдістер), бірақ ескі кондиционерлерді ұстанатын болсақ, бізге бұл әлдеқайда аз қажет болады.
Осылайша, болашақ жаңартылатын электр желілері мәселелерінің үлкен бөлігін EV және мұз арқылы шешуге болады. Бұл «көліктен желіге» технологиясы арқылы батарея ретінде қызмет ететін автомобильдерді қамтымайтынын ескеріңіз. Бұл батареялар өте ұзақ уақытқа созылғаннан кейін жасалуы мүмкін, бірақ электр желісінің шамадан тыс жүктелуі кезінде электр қуатын өте жоғары бағамен сату мүмкін болмаса, қымбат автомобиль батареялары жұмыс істеп жатқанда таусылғанда мағынасы жоқ.
(Салқындату мен жылытуға арналған мұз қоймасын орналастыру таңқаларлықтай баяу болды. Ғарыштағы ең алғашқы компания Ice Energy-нің бұрынғы бас директоры Майк Хопкинстің айтуынша, кондиционерді орнататын адамдар жаңа нәрселерге үйренбеген, тіпті қарапайым үкімет. мандаттар оны жеткілікті жылдам орындамайды.Ол заң жаңа құрылыста жылыту мен салқындату үшін мұзды емес, сақтауды талап етуі керек деп санайды және бұл ең жоғары сұраныс мәселесін шешеді.)
Күннің мәселесі - ол сіздікі емес, күн кестесі бойынша қуат шығарады. Электрлік көліктер көбірек электр энергиясын қажет етеді, бірақ оны күн кестесінде қабылдай алады. Екі мәселе бір-бірін жою үшін жұмыс істейді. Кондиционерлердің, үй жылыту жүйелерінің және ыстық су жүйелерінің жылыту мен салқындатуды жасау және сақтау және оны кейінірек тарату мүмкіндігін қосқанда, проблемалар бір-біріне жасалған сияқты. Әрине, бұл бәрін шешпейді — бізге сақтаудың басқа түрлері қажет болады, мүмкін, жел, ядролық және геотермалдық. Біз табиғи газ қондырғыларын әлі де жоғары шыңдарға жету үшін біраз уақыт пайдаланамыз. Кейбір адамдар мұны болдырмау үшін электр қуатын электр желісіне қайта сату үшін тіпті батареяларды пайдаланамыз деп ойлайды. Жоғарыдағы диаграммада сары күн сызығы анағұрлым жоғары болады — шын мәнінде ең жоғары сұраныстан жоғары, бірақ бұл күн батқанда кешкі сағат 7-де үлкен проблема тудырады және кенеттен барлық ең жоғары қуат күн сәулесінен алынуы керек.
Электр торабының құтқарылуының жолы - олар бізге бір тонна арзан, жасыл күн қуатын салуға мүмкіндік береді, содан кейін таңертеңнен кешкі 3: XNUMX-ге дейін барлық қосымша күн энергиясын шығаруға орын береді.
Сондай-ақ, жұмыс орындары мен үйлердің қоспасы болып табылатын көліктер таңғы сағат 8-ден 3-ге дейін тұрақтайтын жерлерде тағы да көп зарядтау штепсельдерін орнатуымыз керек. Түн ең қолайлы уақыт болғанымен, күн энергиясының арзан артықшылығы таңертең болады. Әлі де көп нәрсе істеу керек, бірақ электр қуатын алу икемділігімен проблеманың бөлігі емес, шешімнің бөлігі болады.
Дереккөз: https://www.forbes.com/sites/bradtempleton/2022/09/12/evs-wont-overload-the-power-grid-in-fact-evs-and-ice-are-its-salvation/