Исследование: связанные ветропарки могут обеспечить надежное электроснабжение

Энергия ветра, долгое время считавшаяся столь же непостоянной, как и сам ветер, может быть преобразована в стабильный и надежный источник электроэнергии с более низкой стоимостью, чем сейчас. К такому выводу пришли ученые из Стэнфордского университета. Ключевое решение — соединение ветропарков на определенной территории линиями электропередачи, что позволяет объединить их выработку в один мощный источник. Результаты опубликованы в ноябрьском выпуске Journal of Applied Meteorology and Climatology Американского метеорологического общества.

В настоящее время ветер не используется для обеспечения базовой нагрузки энергосистемы из-за своей прерывистости. Однако объединение ветропарков в единую сеть снижает колебания мощности, вызванные изменчивостью ветра, и делает значительную часть выработки таким же стабильным источником, как угольная электростанция. Ведущий автор исследования Кристина Арчер отмечает: «Это исследование показывает, что если взаимосвязанная ветровая энергия будет использоваться в больших масштабах, треть или более её энергии может быть использована для надежного электроснабжения».

В исследовании были оценены 19 площадок на Среднем Западе США со средней скоростью ветра выше 6,9 м/с на высоте 80 метров. Используя почасовые данные о ветре за 2000 год, ученые обнаружили, что в среднем 33% (максимум 47%) среднегодовой мощности от связанных ферм можно использовать как надежную базовую нагрузку. Эти проценты справедливы для любого массива из 10 и более ветропарков, отвечающих критериям исследования.

Еще одно преимущество соединения нескольких ветропарков — снижение общей стоимости передачи электроэнергии за счет уменьшения необходимой мощности магистральной линии. Как пояснила Арчер, из-за географической разбросанности ферм маловероятно, что все они одновременно будут работать на максимальной мощности. Это позволяет уменьшить пропускную способность дальней линии с незначительной потерей в поставках энергии. Например, сокращение мощности линии на 20% приведет к падению поставок всего на 1,6%, тогда как для одного парка аналогичное сокращение вызвало бы потерю в 9,8% энергии.

По мнению авторов, если страны начнут планировать размещение и соединение новых ветропарков на основе единой стратегии, это позволит сгладить подачу энергии, снизить требования к сетям и уменьшить её стоимость. Это может способствовать широкому внедрению ветроэнергетики — уже самого дешевого чистого возобновляемого источника электроэнергии — что будет значительным вкладом в решение проблем глобального потепления и снижение смертности от загрязнения городского воздуха.