但是在風既穩定又充足的好天氣的日子,他可能會關閉所有的快速響應后備電廠,甚至包括那些通常為了響應電力需求的變化而保留的電廠。在這種情況下

但是在風既穩定又充足的好天氣的日子,他可能會關閉所有的快速響應后備電廠,甚至包括那些通常為了響應電力需求的變化而保留的電廠。在這種情況下,瓊斯可以利用風電場自身確保電力供應與需求相匹配:一個風力渦輪機的輸出功率幾乎可以瞬間改變,只需調節葉片的角度,使它們捕獲到的風增多或減少。丹佛Xcel大廈內的電腦會告訴風電場要發多少電,自動控制協調數百個渦輪機,根據需要在每分鐘隨時改變輸出。

Xcel公司最初的預報只使用每個風電場中一個或兩個氣象站的數據。現在NCAR幾乎從每一個風力渦輪機收集信息。數據被送入一個高分辨率的天氣模型,并與其他5個風力預報的輸出結果合并。利用歷史數據,NCAR的軟件了解到對于每個風電場哪個預報結果是最佳的,并相應地給預報分配不同的權重。由此得到的強化預報比任何原始預報都更準確。然后,利用關于風電場中每個渦輪機在不同的風速下能發多少電的數據,NCAR會告訴Xcel未來某時間風電場預計能輸出多少電力,預報的時間點間隔15分鐘,最遠可達7天。

NCAR和Xcel公司下一步要做的是太陽能發電的預報,但這甚至可能比風電預報更棘手。一方面,Xcel公司沒有得到私人屋頂太陽能電池板發電量的信息,所以它不知道陰云密布時太陽能發電量的損失有多大。NCAR的新太陽能預報將利用來自衛星,天空成像儀,污染監測儀以及公有的太陽能電池板的數據來推斷當前的太陽能發電量,然后預測發電量將如何變化。

虛擬能源

極精確的風能和太陽能預報,怎樣能幫助我們充分利用可再生能源,以達到顯著減少二氧化碳排放的氣候目標呢?NREL新能源系統集成中心的研究人員從研究風能和太陽能發電能否相互補償開始。例如,夜晚增強的風力在多大程度上可以彌補陽光的缺失?他們也在研究如何把預報與智能洗碗機、熱水器、太陽能電池板逆變器、水處理廠和電動汽車充電器整合起來,不僅要適應風的變化,還要渡過不可避免的無風時期和持續數周的多云天氣,且無需求助化石燃料。

以電動汽車為例。一輛車儲存的電足夠任何地方的房子使用半天到數天,取決于電池組的大小。它具有先進的電力電子技術,可以定時充電并調節充電速度,這可以提供一種幫助波動的風電與用電需求相匹配的方法。只需一些小的改動,汽車的電池就可以把存儲的電力輸送給家庭和電網?,F在電動汽車還不多,但在可再生能源在電力供應中所占比例超過30%或40%(現在的風能占4%,太陽能不足1%)之前還有幾十年的時間,這樣的狀況很容易改變。

在NREL,研究者可以把30輛電動汽車插入充電裝置,讓它們接入運行在一臺超級計算機上的電網模擬,來預測如果有數千輛汽車連接到電網上時會發生什么。他們的想法是,讓電動汽車儲存來自太陽能電池板的電力,并在晚上的電力需求高峰時段用它為街區供電,然后在凌晨利用風電為電池充電。

NCAR正在研發的那類預報將是“絕對關鍵的”,NREL的高級研究工程師布里-馬蒂亞斯·霍奇(Bri-Mathias Hodge)說。它們會幫助確定汽車電池應該在什么時候充電,以最大限度地提高它們能提供給電網的電力,同時不給駕駛者帶來電力不足的問題。

[責任編輯:趙卓然]

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