Mogućnosti akumulacije energije
    Ponedjeljak, 04 Srpanj 2011 19:07

    Mogućnosti akumulacije energije

    Temeljni ciljevi Europske unije u energetskom sektoru jesu poticanje ulaganja u svim zemljama članicama u nove tehnologije u području skladištenja energije dobivene iz obnovljivih izvora, s namjerom premošćivanja jaza između demonstracija inovativnih tehnologija i njihove efektivne upotrebe na širokom tržištu. Također, naglašeni su i ciljevi promidžbe strateških tehnologija, jačanja tržišnog iskustva i doprinosa smanjivanju financijskog rizika i drugih opaženih rizika i barijera koje općenito koče razvoj i ulaganja u nove sustave pohrane električne energije dobivene iz obnovljivih izvora. Aspekt pohrane električne energije iz obnovljivih izvora dio je programa EU-a - inteligentnog upravljanja europskim mrežama. Kako bi se prihvatile veće zalihe električne energije iz obnovljivih izvora, nužno je inteligentno upravljanje mrežama što uključuje i veće prostore za pohranu. Tako se Europska unija zalaže za fleksibilnije upravljanje mrežama i uključivanje novih tehnologija energetske potražnje i novih obrazaca pohrane, poput plug-in električnih vozila i hido-pumpi. U "Energija 2020 - Strategija za konkurentnu, održivu i pouzdanu opskrbu energijom", što se tiče pohrane električne energije iz obnovljivih izvora, stoji kako je nužno pružati podršku analizama, uvođenju i praćenju inteligentnih mrežnih kretanja i shema za pohranu električne energije, uključujući i dinamičku pohranu, koja cilja na optimizaciju ulaznih podataka iz kopnenih i offshore vjetro i drugih generatora. Europa također preuzima vodeću ulogu u energetskim tehnologijama i inovacijama. Tako će pokrenuti četiri strateška projekta u ključnim područjima za postizanje europske energetske konkurentnosti, poput novih tehnologija za inteligentne mreže i skladištenje električne energije, istraživanja druge generacije bio-goriva te pokretanja mehanizama za uspostavu partnerstva između "inteligentnih gradova" radi promicanja načela uštede energije u urbanim područjima. Pohrana električne energije već je dugo jedan od sastavnih dijelova europskog energetskog sustava, sa širokom i raznolikom bazom ponude od rješenja za korisnike sa svrhom zaštite opterećenja do podrške električnoj mreži. Reverzibilne hidroelektrane su danas najčešće i najšire korištena tehnologija za pohranu na razini energetskog sustava, a olovni akumulator dominantna tehnologija u komercijalnoj, industrijskoj i automobilskoj primjeni. Navedene mogućnosti skladištenja od velikog su značaja za obnovljive izvore energije, budući da nude tehnološka rješenja koja maksimaliziraju upotrebu i korist proizvodnje obnovljivih izvora energije bez da se pribjegava dodatnim pomoćnim kapacitetima koji se baziraju na fosilnim gorivima ili smanjenju mjera u razdobljima niske potrošnje s ciljem prilagodbe varijabilnosti.

    Tehnologije za pohranu električne energije
    Danas je široka paleta tehnologija i principa, bilo mehaničkih, (elektro)kemijskih ili fizičkih dostupna za pohranu električne energije, zbog čega imamo i veliki spektar performansi i kapaciteta za različita područja i količine primjene. Kritični čimbenik u izgradnji dodatnih kapaciteta za pohranu je ekonomska izvedba u odnosu na alternative. Ona uvelike ovisi o lokalnim uvjetima i koraka koji se moraju poduzeti da bi se osposobio sustav za pohranu. U narednih nekoliko poglavlja pružamo pregled trenutno najzanimljivijih primjera pohrane električne energije. Reverzibilne hidroelektrane već su zrela tehnologija. Njihov osnovni princip je pohrana potencijalne energije između dva akumulacijska jezera na različitim visinama. Reverzibilne hidroelektrane se uglavnom dijele u dvije kategorije: reverzibilne hidroelektrane sa akumulacijskim jezerom i one sa "napumpanim" spremnikom. Sustavi za pohranu energije u komprimirani zrak (CAES) su hibridni oblici pohrane koji se već komercijalno koriste u velikim sustavima pohrane energije. Osnovni princip CAES-a je da se oslanjaju na elastičnu energiju u zrak pri pohrani električne energije. U CAES sustavu, ciklus kompresije plinske turbine odvaja se od ciklusa širenja tijekom vremena. Zrak je komprimiran i odvojeno pohranjen u geološke formacije prije njegove upotrebe u plinskoj turbini. Mrežna električna energija se koristi za pokretanje niza kompresora za pohranu zraka, te se otpušta kada plinske turbine rade, čime se postiže ciklus pohrane. Protočne baterije su alternativni sustav pohrane za skladištenje električne energije. Iako već sada postoji nekoliko proizvođača i jedinica u pogonu diljem svijeta, posebice u Japanu i SAD-u, ova tehnologija je još u ranoj fazi komercijalizacije. Protočne baterije se oslanjaju na reverzibilnu pretvorbu elektro-kemijskog potencijala u električnu energiju. Vodik se može koristiti za pohranu električne energije kroz proces reverzibilne elektrolize vode. Vodik proizveden na taj način pretvara se natrag u električnu energiju u razdobljima potražnje putem gorivih ćelija ili sagorijevanjem/turbinama. Koncept pohrane energije vodikom trenutno je u demonstracijskoj fazi sa posebnim fokusom na vjetroelektrane u udaljenim zajednicama. Na primjer, prva demonstracija na otoku Utsira u Norveškoj usmjerena je na povećanje opskrbe električnom energijom iz vjetra kroz hibridni sustav vjetar/vodik. Tehnologija pohrane u baterije se oslanja na elektro-kemijske reakcije za pohranu energije. Energija pohranjena u kemijske veze aktivnog materijala se vraća natrag u električnu energiju kroz niz reskcija oksidacije/redukcije (redoks). Trenutno se koristi niz različitih vrsta baterija, kao što su litij-ionske (Li-ion), natrij sumporne (NaS), nikal kadmij (NiCD), nikal metal hidrid (Ni-MEH) i olovno-sulfatne (PB-kiselina). Sustavi za pohranu električne energije mehaničkim putem u oblik kinetičke energije kroz koncept zamašnjaka. Temeljni element zamašnjaka je rotirajuća masa koja je spojena na glavnu osovinu (rotor) kojeg pokreće vanjski izvor energije. Za vrijeme okretanja, masa prikuplja inercijalnu energiju. Ova kinetička energija se potom otpušta kada je rotor isključen. Korištenje zamašnjaka kao sustava pohrane energije prvi je put predložen još 1970-ih u primjeni kod vozila ili sustavima stacionarne energije. Još uvijek je u demonstracijskoj fazi za primjenu u napajanju. Super-kondenzatori se oslanjaju na razdvajanje naboja električnog sučelja za pohranu energije. Super-kondenzatori se sastoje od dvije elektrode suprotnog polariteta koje su uronjene u elektrolitsku otopinu. Korištenje elektrolitske tekućine umjesto dielektričnog čvrstog materijala čini glavnu razliku u odnosu na konvencionalne kondenzatore. U ovim elektrokemijskim sustavima, svojstva nosivosti elektrolitsko-elektrodnog sučelja, poznatog i kao elektrokemijski dvostruki slojevi, koriste se za pohranu energije. Supravodljivo magnetsko skladištenje energije (SMES) je relativno nova tehnologija pohrane koja skladišti energiju u magnetsko polje koje stvara istosmjerna struja. Jednom kada se istosmjerna struja usmjeri u supravodljivu zavojnicu, stvara magnetsko polje u koje je pohranjena energija, iz kojeg se oslobađa kada se zatvoreni krug ponovno otvara. Vrijeme odaziva kod SMES-a kraće je od nekoliko milisekundi. Do sada su se koristile ovojnice od niobij-titana hlađene tekućim helijem. SMES je razvijen za korištenje u visokonaponskim uređajima, te su glavne predviđene primjene SMES-a sustavi fluktuacije voltaže i propadanja napona u prijenosnim mrežama.
    www.croenergo.eu

     
    Iako su rješenja za pohranu energije poput komprimiranog zraka i reverzibilnih hidroelektrana dostupna već desetljećima, nisu zabilježila značajniji uspjeh na tržištu ukoliko se uzme u obzir ogromno povećanje mrežnih kapaciteta u posljednjih pedeset godina. No, s današnje točke gledišta, tehnologije skladištenja energije nalaze se na velikoj prekretnici. Niz novih tehnologija, te varijacije "starih" testiraju se i grade diljem svijeta. Kako bi povećali svoje mogućnosti uspjeha na tržištu, niz komunalnih poduzeća, operatera mreža i dobavljača opreme intenzivira je svoje napore u sektoru pohrane energije. Prema nedavnom istraživanju koje je proveo Pike Research, svjetski kapaciteti novih instalacija za pohranu energije trebali bi u periodu od deset godina (2011-2021) narasti sa trenutnih 121 MW na 12,353 MW tj. povećati se za 100 puta u relativno kratkom roku. Ukoliko navedeno povećanje preračunamo u valutu, ulaganja u projekte skladištenja energije trebala bi u navedenom periodu iznositi nešto više od 122 milijarde dolara. Čimbenici koji trenutno ograničavaju rast sektora pohrane energije uključuju nefleksibilne strukture energetskih tržišta, visoke kapitalne troškove za projekte skladištenja energije, nepovezanost vlasnika objekata i tvrtki koje mogu imati koristi od takvih projekata, kao i poteškoće u ostvarivanju profita svih aspekata i prednosti skladištenja energije. Te barijere trebale bi biti prevladane u narednih nekoliko godina zahvaljujući nizu procesa koji se provode ili bi se trebali početi uskoro provoditi, a uključuju; integraciju obnovljivih izvora energije (uključujući sunce i vjetar), arbitražu, odgodu prijenosa, nadogradnju distribucije, te preusmjeravanje vršnog opterećenja/niveliranje opterećenja.Prema podacima Pike Researcha integracija obnovljivih izvora energije predstavljati će ukupno polovicu ukupnog kapaciteta određenih za dugotrajno skladištenje energije, dok će na niveliranje i preusmjeravanje vršnog opterećenja otići 31% tržišta.
    www.croenergo.eu

     
    Tehnologije obnovljivih izvora energije koje uključuju vjetar, solar, geotermalnu energiju i energiju voda mogu danas pretvoriti zapuštene rudnike u lokacije za obnovljive izvore energije. U zadnje vrijeme je predstavljen veći broj projekata obnovljivih izvora energija koji su ukazali da su zapušteni rudnici idealne lokacije za razvoj alternativnih postrojenja za proizvodnju električne energije. Mogućnost razvoja eksperimentalnih postrojenja postoji za vjetar, solarne fotonaponske sustave, geotermalnu energiju, hidroelektrane i energetske žitarice. Kao i kod svakog razvoja, pri prenamjeni rudnika u mjesto proizvodnje obnovljivih izvora energije mora se posebno paziti na utjecaj na lokalni okoliš i stanovništvo. Ali ako se to napravi korektno mogući su mnogi dugoročni doprinosi takvih projekata ponajviše u alternativnom izvoru financijskih sredstava nakon što rudnik prestane raditi. Specifične prednosti mogu biti smanjenje troškova prestanka rada, ponovno zapošljavanje radnika i čisti način rada rudnika nakon njegove originalne namjene.

    Pitanje glasi - zašto su rudnici idealne lokacije za proizvodnju OIE?
    Kao prvo rudnici se najčešće rasprostiru na jako velikim područjima od nekoliko tisuća hektara gdje solarne i vjetroelektrane ne bi imale veći utjecaj na okoliš, pa ne bi bilo ni utjecaja na lokalnu zajednicu. Isto tako rudnici najčešće imaju svu potrebnu infrastrukturu kao što su prijenosna energetska mreža i prometnice čime se smanjuju kapitalni troškovi. Nadalje su troškovi zemljišta manji jer ima manje vlasnika, a i bilo koji drugi način korištenja zemljišta bi mogao biti preskup zbog udaljenosti same lokacije ili uvjeta zaštite okoliša. U daljnjem tekstu ćemo napraviti pregled svih OIE tehnologija koje bi se mogle koristiti na području bivših rudnika:

    Energija vjetra
    Velike vjetroelektrane postaju sve češći izvor električne energije na područjima starih rudnika, posebno u Europi i SAD-u. Najbolji primjer za to je najveća planirana vjetroelektrana u Virginiji, gdje se planira 166 vjetroagregata na preko 4.000 hektara zemlje koja se koristila za kopanje ugljena, a nakon gradnje vjetroelektrane bi još uvijek 99% zemljišta bilo iskoristivo za druge aktivnosti kao što su farme. U Škotskoj pak vjetroelektrana Black Law pokraj Fortha se rasprostire na 1.850 hektara napuštenog rudnika za ugljen, pri čemu trenutačno ima 42 vjetroagregata snage 97 MW, a postoji plan za proširenje na 193 MW. Vizualni utjecaj vjetroagregata bi mogao biti manje kontroverzan na područjima rudnika, pošto bi se najčešće mogla staviti na lokacije smetlišta rudnika koja su na povišenim lokacijama, a zemlja ispod bi se još uvijek mogla koristiti za druge svrhe. Ipak mogli bi se pojaviti tehnički problemi sa stabilnošću takvih lokacija te pri izradi odgovarajućih vjetroagregata. U zapadnom Yorkshireu je napravljena 6 MW vjetroelektrana Hazlehead na lokaciji bivšeg smetlišta. Prije tri godina je u Velikoj Britaniji napravljena studija kojom su se išli provjeriti potencijali za proizvodnju iz energije vjetra na područjima bivših rudnika, a koja su dovoljno daleko od nastanjenih područja i imaju prosječnu brzinu vjetra veću od 6,5 m/s. Identificirano je čak 106 lokacija sa ukupnom mogućom instaliranom snagom od skoro 4 GW. Ipak, postoje problemi s dobivanjem dozvola za takve lokacije i povećani inženjerski troškovi za izradu temelja.

    Solarna energija
    Bivši rudnici bi mogli biti idealne lokacije za proizvodnju iz solarne energije zbog česte velike izloženosti suncu. Njemačka koristi takve stare lokacije rudnika, a jedna od njih je Geosol solarna elektrana u Espenhain, koja ima snagu od 5 MW a nalazi se na lokaciji bivšeg odlagališta prašine iz rudnika lignita. Isto tako je jedan rudnik ugljena u Saarlandu na jugozapadu Njemačke prenamijenjen u solarnu elektranu snage 8 MW koja ima čak 50.000 solarnih fotonaponskih panela. Druge zemlje su sada također započele razvoj velikih solarnih elektrana na takvim lokacijama, a jedna od njih se nalazi u Velikoj Britaniji i razvija je Lightsource Renewable Energy na lokaciji rudnika Truro u Cornwallu. Postoje planovi i za daljnji razvoj sličnih projekata, te za razvoj prvog znanstvenog parka u Velikoj Britaniji koji će koristiti energiju iz solara, vjetra, hidroelektrana i plitkih i dubokih geotermalnih izvora.

    Geotermalna toplina
    Temperatura zemlje se povećava sa dubinom, tako da bi se podzemni rudnici mogli koristiti za korištenje tople vode na pojedinim lokacijama koje su dovoljno duboke odnosno imaju dovoljno toplu vodu. Postoji mogućnost i korištenja podzemnih rudnika za kopanje dubljih bunara pomoću kojih bi se došlo do dubokih geotermalnih izvora sa vrućom vodom ili vrućom parom. U Velikoj Britaniji se trenutačno razvija više projekata korištenja geotermalne energije, i to u Rosemannowes Quarryu u Cornwallu i United Downsu pokraj Redrutha gdje se planira 10 MW geotermalna elektrana koja će crpiti toplinu sa 5 MW dubine, a koja će osim toliko električne energije proizvoditi i 55 MW topline za lokalno korištenje. Prva svjetska toplinska elektrana koja koristi vodu iz rudnika je otvorena 2008. u Heerlenu, Nizozemskoj, te koristi vodu na 32 stupnja celzijusa koju vadi iz podzemnog rudnika ugljena. Ova elektrana grije 350 domova, a procjenjuje se da smanjuje emisiju CO2 za 55% u odnosu na uobičajene sustave grijanja vode.

    Hidroelektrane
    Pumpno akumulacijske hidroelektrane u podzemlju na području starih ili napuštenih rudnika postaju nova opcija za proizvodnju električne energije iz vode. Iako ova tehnologija još nije isprobana postoje projekti u razvoju. Ti projekti su prilično skupi ali imaju manji utjecaj na okoliš, te trenutačno postoje dva projekta u razvoju u Ohiou i New Jerseyu u Sjedinjenim Američkim Državama. Druga potencijalna tehnologija s vodom koja je još u eksperimentalnoj fazi je za rudnike koji se nalaze ispod razine mora, a koji imaju okna u razini mora, za koje bi se mogla koristiti tehnologija vodenih okna. Radi se o oscilirajućoj razini vode u oknima i komprimiranom zraku zbog valova koji bi omogućili proizvodnju električne energije u turbinama.

    Spremanje energije
    Jedan od glavnih problema OIE je varijabilna proizvodnja električne energije, a potencijalno rješenje mogu dati i rudnici koji spremaju energiju. Jedna od postojećih shema je pumpno akumulacijska elektrana u Snowdonia, Walesu koja se nalazi na području starog kamenoloma, a zove se Dinorwig. Ona je izgrađena davne 1984., a još uvijek je jedna od najvećih svoje vrste u Europi, ima šest proizvodnih jedinica u najvećoj ljudski izgrađenoj spilji u Europi. Voda se crpi iz planinskog jezera kroz 16 km podzemnih tunela a maksimalnu proizvodnju postiže nakon samo 16 sekundi. Sustavi komprimiranog spremanja energije vjetra (CAES) pak mogu koristiti jeftinu električnu energiju za spremanje zraka pod tlakom kao potencijalnu energiju. Taj zrak se onda može kombinirati s gorivom za rad turbina kada je potrebna vršna električna energija. Prva CAES elektrana je puštena u pogon još 1978. u Huntorfu, Njemačkoj gdje se komprimirani zrak sprema u slanim spiljama koja su nastala kopanjem soli u rudnicima. Slična elektrana postoji i u McIntoshu u Alabami, SAD-u koja radi od 1991. U Ohio je pak predložena CAES elektrana snage 2.700 MW (koristi plin ali uz puno manje emisija) koja bi komprimirani zrak ubacivala u vapnenačku spilju.

    Energetski urod
    Iskoristiva površina zemlje nakon rudarenja mogla bi se iskoristiti kao održiviji model za proizvodnju energetskih uroda od prenamjene agrikulturnih površina. Mogla bi se uzgajati biomasa odnosno brzo rastuće drvo, ili urod za biogoriva. Više zemalja proučava različite metodologije za uzgajanje uroda, uključujući i kombinacije sa manje intenzivnim urodom.

    Pozitivni primjeri razvoja
    SAD-ova Agencija za zaštitu okoliša (EPA) ima program pod nazivom Re-powering Americas Land: Renewable Energy on Contaminated Lands and Mining Sites čiji je cilj poticanje razvoja ovakvih tehnologija na područjima starih rudnika, kako bi se veći dio potrebe za OIE tokom idućih 25 godina pokrio ovakvim razvojem. EPA je identificirala čak 480.000 lokacija na preko 6 milijuna hektara za takav razvoj, pri čemu je 345.000 već počišćeno i spremno za razvoj. EPA je zajedno sa NREL-om (Državni laboratorij za OIE) predstavila on-line karte koje pokazuju potencijal OIE-a na tim lokacijama. Vidi se da interes za ovakve projekte raste, ali još uvijek na relativno maloj razini. Državne administracije će morati dodatno poduprijeti razvoj i implementaciju OIE-a na ovakvim lokacijama ako se želi postići veći i brži razvoj. Dodatni problem je što dio tehnologija još nije komercijalno isplativ, ali se sve ubrzano razvijaju tako da bi uskoro trebale postati ekonomičnije i komercijalno isplativije.
    www.renewableenergyworld.com

     
    Developeri raznih tehnologija istražuju potencijale spilja i planinskih vrhova kako bi razvili tržište čija je potencijalna godišnja vrijednost 25 milijardi dolara kroz nekih deset godina. Kako bi se spremio višak električne energije iz elektrana na obnovljive izvore energije, pokušava se ubaciti komprimirani zrak u rudnike soli, ili poslati prazne vlakove uzbrdo, te testirati kako se može iskoristiti energija kada se zrak ispusti ili se vagoni počnu spuštati nizbrdo. Testiranje tehnologije se provodi u tvrtkama kao što njemački Siemens i RWE, do američkog General Electrica i startup tvrtke koju financira Bill Gates koja provodi testiranja sa momentima skijaških dizalica. Prescott Logan, direktor GE-ovog sektora spremanja energije u Schenectadyu, New Yorku je izjavio da je električna energija jedino sredstvo na zemlji koje se u principu ne sprema. GE je u New Yorku otvorio tvornicu vrijednu 100 milijuna dolara u kojoj će se raditi baterije za elektroprivrede, a utjecaj te tehnologije bi mogao biti ogroman. OIE industrija koja je trenutačno vrijedna 260 milijardi dolara želi potaknuti spremanje energije kako bi elektroprivrede mogle spremiti viškove solarne energije i energije vjetra, te ih koristiti kada takve elektrane nisu u pogonu. Uređaji za spremanje energije su ključni za planove Njemačke da se u potpunosti prebaci sa nuklearne energije i ostalih fosilnih goriva na OIE. Istraživanje Pike Researcha je pokazalo da su trenutačna ulaganja u tu tehnologiju otprilike 2,6 milijardi dolara, te da bi trebala skočiti na 9,2 milijardi do 2015. odnosno do 25 milijardi do 2021. Samo u SAD-u bi posao u roku pet godina mogao skočiti na 5 milijardi dolara. Pumpanje vode u hidroelektranama pomaže u proizvodnji energije već 100 godina, ali je ta tehnologija limitirana na planinska područja. Zaštita okoliša kritizira takve lokacije zato što su opasne za lokalne životinje, te time potiču developere da traže druge opcije. Od otprilike instaliranih 150 GW sustava koji trenutačno služe za spremanje, pola je u reigji Azija-Pacifik, dok je veći dio ostatka u Sjevernoj Americi i Zapadnoj Europi. 99% tržišta drže reverzibilne hidroelektrane, a očekuje se da će taj udio pasti na ispod 80% u idućih 10 godina. Baterije koje razvijaju GE i Siemens su još uvijek preskupe za spremanje velikih količina energija. Trenutačno postoje samo dva postrojenja na komprimirani zrak, i to u Njemačkoj i SAD-u, te ova tehnologija pokazuje obećavajuće rezultate. RWE razvija svoju tehnologiju komprimiranog zraka, te planira sagraditi postrojenje u Njemačkoj do 2016. Cilj tehnologije je pumpanje zraka pod tlakom u podzemne spilje, te ispuštanje istoga za pokretanje generatora pomoću turbine iznad zemlje, kada se za to ukaže potreba. S druge strane Energy Cache, tvrtka koju je osnovao Bill Gates radi na tehnologiji prenošenja šljunka uzbrdo i nizbrdo na skijaškim liftovima za spremanje energije. Gravity Power LLC je tehnologija gura vodu unutar podzemnih spilja. Advanced Rail Energy Storage (ARES) pak šalje električne vlakove uzbrdo i nizbrdo za spremanje potencijalne energije. Za solarnu tehnologiju se sve više koriste litij-ionske baterije koje razvijaju GE i Siemens, a Enel SpA, najveća elektroprivreda u Italiji već testira Siemensovu tehnologiju. GE dodatno razvija i natrij nikl baterije od kada je 2007. kupio tvrtku iz Velike Britanije. ARES sa svojom tehnologijom električnih vlakova radi na malom demonstracijskom postrojenju u Nevadi koje bi trebalo početi s radom za nekih devet mjeseci, te rade i na komercijalnom projektu u Kaliforniji koji bi imao kapacitet spremanja od čak 300 MW. Projekt u Nevadi bi mogao koštati oko 50 milijuna dolara.
    www.obnovljivi.com


    Istraživanja Sveučilišta u Delawareu pokazuju kako bi kombiniranje energije vjetra, energije Sunca i sustava za skladištenje moglo biti najučinkovitije i najisplativije rješenje za energetsku potrošnju. Obnovljivi izvori energije u potpunosti bi mogli zadovoljiti, i premašiti, elektroenergetsku potrošnju u 99.9% slučajeva do 2030. godine po cijeni koja je usporediva s današnjim troškovima, stoji u najnovijem izvješću izdanom od strane sveučilišta University of Delaware i Delaware Technical Community College. Rezultati istraživanja suprotni su konvencionalnom mišljenju da su obnovljivi izvori energije previše nepouzdani i preskupi; ključno je uspostaviti dobru kombinaciju svih izvora električne energije i sustava za skladištenje, te pravilan izračun cijene energije, što je u istraživanju postignuto iscrpnim ispitivanjima. Autori ovog rada razvili su računalni model kako bi ramotrili gotovo 28 milijardi kombinacija obnovljivih izvora energije i mehanizama skladištenja, te ispitali svaki prema podacima o meteorološkim uvjetima i količini potrošnje električne energije za razdoblje od 4 godine. Model je preuzeo podatke o potrošnji energije od strane PJM Interconnection, mreže koja uključuje 13 američkih država od New Jersey do Illinois, što čini 1/5 cijele američke elektroenergetske mreže. Za razliku od ostalih dosadašnjih istraživanja, koja su u fokusu imala samo zadovoljavanje potrošnje, ovo istraživanje fokusirano je na minimalizaciji troškova. Proizvodnja viška energije tijekom prosječne potrošnje – kako bi se zadovoljile potrebe u vremenu velikih potrošnji, ali malih brzina vjetrova – bio bi jeftiniji način od samo skladištenja viška za visoku potrošnju kasnije. Skladištenje je još uvijek relativno skupo zbog samog medija za skladištenje, kojeg je potrebno sve više za svaki dodatni sat skladištenja. Istraživanje je pokazalo kako vrlo veliki elektroenergetski sustav može funkcionirati u potpunosti opskrbljen samo obnovljivim izvorima energije. Primjerice, upotrebom vodika za skladištenje, moguće je opskrbljivati sustav koji bi zadovoljavao potrošnju od 72 GW 99.9% vremena, upotrebom 17 GW sunčeve energije , 68 GW energije vjetra na moru i 115 GW energije vjetra na kopnu, smatra jedan od autora studije, Cody Budischak, instruktor Odjela za vođenje energije na Delaware Technical Community College. Prikazan je vrlo dobar primjer kako bi elektroenergetski sustav mogao izgledati većinom se oslanjajući na obnovljive izvore energije; brzine vjetrova i Sunčevo zračenje variraju ovisno o vremenskim uvjetima i godišnjim dobima, što zahtjeva uvođenje novih načina prilagodbe i poboljšanja. Pouzdanost je u istraživanju postignuta: širenjem geografskog područja obnovljivih izvora, upotrebom različitih izvora, uvođenjem sustava za skladištenje, te u određenim, vrlo rijetkim trenucima uključujući fosilna goriva kao podršku. U satima kada obnovljivi izvori nisu bili dovoljni kako bi pokrili potrošnju, model je uključio i sustave skladištenja, iz kojih je dobivena dodatna energija, te je u rijetkim slučajevima uključio i fosilna goriva. Prirodni plin tada bi se upotrebljavao kao dodatni izvor za pripomoć kod grijanja kućanstava i poslovnih objekata. Istraživanje u konačnici zaključuje kako bi do 2030. godine cijene energije, bez ikakvih poticaja, odgovarale današnjim cijenama energije kada fosila goriva koristimo u vrlo širokoj upotrebi. Cijene fosilnih goriva uključuju i dodatne troškove kao što su naknade za ljudsko zdravlje i naknade za onečišćenje zraka i emisije. Pretpostavljena cijena za energiju vjetar i sunčevu energiju za 2030. godinu u pola je niža od današnje cijene, dok su pretpostavljeni troškovi održavanja jednaki današnjima.
    phys.org
    Pročitano 1782 puta

    O nama

    Hrastović Inženjering d.o.o. od 2004. se razvija u specijaliziranu tvrtku za projektiranje i primjenu obnovljivih izvora energije. Osnova projektnog managementa održivog razvitka društva je povećanje energijske djelotvornosti klasičnih instalacija i zgrada te projektiranje novih hibridnih energijskih sustava sunčane arhitekture. Cijeli živi svijet pokreće i održava u postojanju stalni dotok Sunčeve energije, a primjenom transformacijskih tehnologija Sunce bi moglo zadovoljiti ukupne energetske potrebe društva.

    Kontakt info

    HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o.
    Kralja Tomislava 82.
    31417 Piškorevci
    Hrvatska

    E-mail: info@hrastovic-inzenjering.hr
    Fax: 031-815-006
    Mobitel: 099-221-6503
    © HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o. - design & hosting by Medialive