Ketika turbin angin tidak menghasilkan listrik yang cukup, bagaimana perusahaan listrik mengkompensasi kerugian tersebut?

Saya pernah mendengar bahwa ketika pembangkit listrik turbin angin tidak menghasilkan listrik yang cukup, perusahaan listrik itu kadang-kadang terpaksa menyalakan beberapa mesin jet untuk mengkompensasi kehilangan, apakah ada kebenaran untuk itu? Saya membayangkan stabilitas adalah faktor kunci dalam menjaga produksi tetap statis dan efisien, jadi apa yang akan dilakukan perusahaan listrik?

power-engineering power-grid

— rampok
sumber

"Pabrik-pabrik yang memuncak" dan "memuat pabrik yang mengikuti" (lihat jawaban Andrey Akhmetov, di bawah) akan ada bahkan jika turbin angin tidak pernah ditemukan. Mereka diperlukan untuk mencocokkan kapasitas pembangkit on-line dengan permintaan daya listrik, dan permintaan dapat berubah secepat angin dapat berubah.

— Solomon Slow

Mesin jet sebenarnya adalah serangkaian jenis pembangkit tenaga yang tumpang tindih yang digunakan. Mereka benar mesin turbin gas yang juga digunakan pada tangki Abhrams dan bus New York. Mengapa mesin jet bukan subset atau superset? Karena ada beberapa jenis mesin jet yang tidak ada hubungannya dengan turbin seperti ramjets.

— slebetman

Supercaps sekarang disebut-sebut untuk penggunaan komersial dalam persediaan puncak. Ini Kilowatt LABS Sirius Capacitor Modul dinilai pada 3,55 penyimpanan kWh dan biaya $ Australia 4500 di halaman ini. Katakanlah perkiraan $ US3000 untuk 'beberapa'. Itu sekitar 5 x biaya baterai LiIon - yang membuatnya menjadi sangat murah jika spesifikasinya benar. Diperkirakan 1.000.000 siklus (mungkin pada DOD 100%) [!!!!], usia kapasitor 45 tahun, 99% + efisiensi penyimpanan round trip, Spesifikasi singkat di sini . Mengagumkan.

— Russell McMahon

Tidak cukup untuk menjawab, tetapi memberi saya alasan untuk memasang situs web favorit saya: gridwatch.co.uk itu akan menunjukkan kepada Anda bagaimana jawaban Andrey Akhmetov bekerja dalam praktiknya, dan menunjukkan bagaimana pabrik yang berbeda memvariasikan output mereka seperti yang diperlukan sepanjang hari. (Ini untuk gird power UK, ada yang serupa lainnya untuk girds lainnya)

— Puffafish

Ketika saya membaca "nyalakan beberapa mesin jet ..." Saya langsung membayangkan mesin jet bertiup ke turbin angin untuk membuatnya berputar lebih cepat.

— IMil

Jawaban:

Ini benar. Ketika permintaan melebihi pasokan, tegangan akan melorot dan frekuensi akan turun (yang bisa berisiko kegagalan peralatan dan tentu saja situasi yang tidak diinginkan). Operator jaringan listrik akan menyalakan sumber pembangkit alternatif untuk memperbaiki ketidakseimbangan segera setelah diketahui (seringkali di bawah koordinasi organisasi transmisi regional seperti CAISO ).

Operator grid sangat berhati-hati untuk memastikan bahwa frekuensi grid dipertahankan dengan baik ( sumber ); bahkan beberapa detik penyimpangan (yaitu beberapa ratus siklus di depan atau di belakang) memerlukan RTO dan lembaga terkait untuk mengambil tindakan korektif di mana aman. Sebagian besar langkah-langkah ini bekerja sama apakah permintaan meningkat atau pasokan menurun (dan dengan demikian relevan apakah kita berbicara tentang peningkatan beban konsumen atau penurunan pasokan dari angin atau sumber terbarukan lainnya).

Untuk memahami campuran energi sedikit lebih menyeluruh, perlu untuk mempertimbangkan jenis pembangkit, yang meliputi pembangkit beban dasar, pembangkit yang mengikuti beban, sumber berselang, dan pabrik pengupas:

Pembangkit beban dasar dirancang untuk beroperasi dengan efisiensi biaya tinggi (tidak harus efisiensi lingkungan atau ukuran efisiensi lainnya, kecuali ditentukan oleh undang-undang dan prioritas setempat), tetapi tidak dapat disesuaikan dengan cepat. Contoh-contoh ini mungkin termasuk batubara besar dan beban pangkalan nuklir.
Pabrik yang mengikuti beban dapat menyesuaikan jika mereka memiliki kapasitas (mis. Pembangkit listrik tenaga air atau lebih kecil)
Pabrik-pabrik yang lebih lincah gesit dan dapat dibawa online dengan cepat (mis. Turbin gas), tetapi tidak efisien. Ketika pembangkit beban dasar tidak mencukupi, pembangkit yang mengikuti beban menambah bebannya; jika kapasitas ini habis atau grid mengalami ayunan cepat dalam beban yang tidak dapat diikuti oleh pabrik yang mengikuti beban, maka peaker akan online dan mulai membakar bahan bakar untuk mencapai pasokan yang cukup untuk menyeimbangkan permintaan.

Faktor lain yang perlu dipertimbangkan adalah perencanaan: Jika suatu daerah memiliki angin yang konsisten dan turbin angin yang cukup, angin dapat dianggap sebagai bagian dari beban dasar: Tidak dapat disesuaikan, tetapi relatif dapat diprediksi dan konsisten dari hari ke hari. Kesenjangan dalam angin diperlakukan dengan cara yang sama seperti kekurangan beban dasar lainnya: pertama melalui pabrik yang mengikuti beban jika memungkinkan dan kemudian dengan bantuan dari para pembuat bola.

Kesenjangan dan kekurangan yang diketahui juga dapat ditangani melalui perdagangan. Misalnya, Negara Bagian Washington, AS memiliki tenaga listrik tenaga air yang melimpah, dan mengekspor energi ke empat belas negara bagian lain. Kelebihan produksi energinya (yang dengan sendirinya bisa sama berbahayanya dengan underproduksi) berguna dialihkan untuk membantu membuat sebagian pasokan negara-negara tetangga seperti California ( sumber ). Ekspor ini termasuk beban dasar jika permintaan lokal turun terlalu cepat untuk disesuaikan dengan pembangkit listrik yang beroperasi.

Energi yang tersimpan juga memberikan kontribusi. Sumber untuk energi ekstra tersebut dapat berupa tempat penyimpanan seperti penyimpanan energi yang dipompa , baterai (mis. Ini ), atau dapat berupa pembangkitan (tidak harus membakar bahan bakar).

Terakhir, load-shedding adalah pilihan terakhir. Jika kondisinya buruk (permintaan yang sangat tinggi seperti pendingin udara pada hari yang panas, kegagalan saluran transmisi, kehilangan beban dasar, dll) maka operator jaringan dapat meningkatkan harga energi industri secara waktu-nyata, atau bahkan mengharuskan industri tersebut pengguna jaringan mengurangi permintaan mereka untuk menghindari ketidakstabilan jaringan. Jika ini tidak cukup maka pemadaman listrik dan pemadaman akan terjadi, untuk mencegah hilangnya total grid dan pengguna yang paling kritis (rumah sakit, layanan darurat, komunikasi).

— nanofarad
sumber

@JoeFala Coal tidak efisien relatif terhadap dampak lingkungannya, tetapi efisien relatif terhadap biaya keuangannya di banyak bagian dunia, setahu saya.

— nanofarad

Unit 2 ultrasupercritical (mouthfull) J-Power di Jepang memiliki efisiensi 45% yang sangat bagus. Tenaga nuklir seperti 55% saya pikir lebih banyak dari pabrik ultrasupercritical akan segera online.

— Joe Fala

@ Joefala Saya telah mengedit jawaban untuk menyebutkan efisiensi biaya khususnya untuk menghindari kebingungan. Terima kasih telah memberi tahu saya tentang kata-kata yang tidak tepat.

— nanofarad

Perhatikan bahwa peaker (turbin gas) secara historis tidak efisien dan mahal, tetapi gas yang benar-benar murah di AS karena fraking telah sedikit mengubah matematika.

— Yakk

Di Pasifik Barat Laut kami mendapatkan sejumlah besar kekuatan kami dari bendungan. Bendungan memiliki manfaat tambahan yaitu mereka dengan cepat menambah / mengurangi daya untuk mengkompensasi perubahan angin. Kami benar-benar membuat begitu banyak kekuatan di musim semi sehingga harga listrik grosir kadang-kadang menjadi negatif dan kami harus membayar orang untuk mengambil kekuatan kami / meminta pabrik lain untuk menutup yang BENAR-BENAR mengganggu pembangkit listrik tenaga angin yang memiliki dana pendamping federal yang tidak mau membayar jika mereka tidak menghasilkan.

— Bill K

Saya akan memarahi Anda karena tidak melakukan pencarian - maka tidak dapat menemukan jawaban yang layak! Jadi - inilah jawaban singkatnya:

Pertama, mesin jet - tidak. Anda sedang memikirkan turbin gas, tetapi itu bukan mesin jet (coba pencarian web di "Turbin Gas").

Kedua, tidak ada banyak penyimpanan energi di jaringan listrik, selain dari tangki gas, tumpukan batu bara, batang uranium, dan air di belakang bendungan. Baterai mulai terlihat seperti mungkin praktis pada akhirnya. Tetapi pada umumnya, ketika sumber energi "alternatif" padam, perlu ada sumber energi "tradisional" yang digunakan. Turbin gas baik untuk ini karena mereka dapat dibawa ke jalur cepat.

Artikel wiki ini membahas masalah penyimpanan kisi.

— TimWescott
sumber

Pernyataan tentang turbin gas tidak tepat tetapi tidak salah. Turbin gas aeroderivative pada dasarnya adalah mesin jet, lakukan pencarian di web ini. Pembangkit yang lebih berat biasanya turbin gas aeroderivatif karena mereka dapat mulai dalam ~ 15 menit. Alternatifnya disebut turbin gas industri yang jauh lebih besar dan lebih efisien. Turbin gas industri, terutama unit siklus gabungan, membutuhkan waktu berjam-jam untuk memulai dan mematikan sehingga tidak sesuai untuk penggunaan puncak.

— user71659

— Russell McMahon

@ user71659: Ketika saya membaca "mesin jet" dalam pertanyaan itu, saya bertanya-tanya apakah seseorang membayangkan menggunakan turbofan untuk menghasilkan angin di ladang angin, secara harfiah menunjuknya ke turbin angin yang ada. Benar-benar tidak masuk akal, tetapi jenis distorsi / kesalahpahaman yang saya percaya seseorang miliki.

— Peter Cordes

@ user71659: Turbin gas industri itu sangat mampu bertindak sebagai cadangan untuk turbin angin; prediksi cuaca cukup andal untuk memprediksi pembangkit listrik 24 jam sebelumnya. Pabrik cepat diperlukan untuk menangani variasi permintaan, tapi itu bukan subjek pertanyaan ini.

— MSalters

Baterai @RussellMcMahon Panasonic seperti yang digunakan dalam mobil Tesla memiliki 28.000 siklus pada 80% DOD dan harganya jauh lebih murah daripada supercaps. Berapa siklus yang Anda butuhkan? Saya pikir 365 per tahun sudah cukup, dengan baterai Panasonic pasti mencapai.

— juhist