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冬日正午用电需求低、太阳能发电足,纽约电力调度未来备受考验

2024-11-01 205

虽然说“鸭子曲线”听起来是个还满可爱的名词,但它代表着再生能源发电量与用电高峰的落差,对电网与人们来说都是急需攻克的难题,最近美国康乃尔大学(Cornell University)便指出,纽约州冬日正午用电需求低、太阳能发电量高,因此更容易遇到鸭子曲线问题,未来若提高光电占比,冬天升降载需求最高可达 151%,得更加注意电力调度。

再生能源为间歇性能源,绿能发电量尖峰与需求量尖峰往往对不上。太阳能发电量通常会在白天达到最高点,这时候化石燃料、核能等能源发电量就要降低,太阳西下、太阳能板无法发电后,其他能源得立刻补上电力空缺,显然太阳能、再生能源的占比愈高,对电力调度、电网弹性的考验就愈严峻。

▲  2016 年 10 月 22 日美国加州的鸭子曲线,中午时分橘线看起来颇像鸭肚(Source:ArnoldReinhold [CC BY-SA 4.0], via Wikimedia Commons)

因此康乃尔大学为了模拟鸭子曲线难题,已建立太阳能总装置量达 4.5GW、6GW 和 9GW 的情景分析,发现在 9GW 情景下,夏季时尖峰需量(peak demand)最多可降低 9%,而依据不同地点与天气,在夏季用电高峰期间,太阳光电可满足当地 10% 到 74% 的用电需求。

研究也同时发现,纽约州冬季白天的用电需求较低、太阳能发电量又高,更容易出现鸭子曲线问题,升降载需求最高可能会达到 151%。因此博士生 Jeff Sward 表示,团队希望这项研究可以为当地的电网提供指路明灯,进一步改善纽约州的输送电系统。

显然在绿能趋势下,有效的电网管理与智慧电网皆有其必要,尤其是纽约州从 2012 年开始便不断扩大再生能源计划。当时为了提高太阳能装置量,以及促进能源转型与环境永续,纽约州州长 Andrew Cuomo 启动了太阳能计划,这些年来又不断加码补助太阳能,有-鼓励在前,再加上太阳能技术日新月异,纽约州的太阳能装置量已逐年增加。

根据纽约州能源研究和发展局(NYSERDA)的资料,纽约州的太阳能装置量已成长 1,000%,NYSERDA 也补助超过 84,000 项计划,截至 2018 年 6 月,纽约州的太阳能装置量在全美已排名第三。

同时 Cuomo  2019 年也有公布新绿能愿景,盼透过太阳能、离岸风电,在 2040 年实现 100% 再生能源供电,不断探讨电网系统、当地供需、能源走向与趋势将有助于稳定电力系统。目前研究则已发表在《Applied Energy》。

  • New York’s winter solar duck curve is on the way
  • Winter could pose solar farm ‘ramping’ snag for power grid

(首图来源:shutterstock)

延伸阅读:

  • 美绿能渗透率提升可望降低电费 25%,储能系统为未来趋势
2019-05-31 19:04:00

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