Le turbine eoliche, batteria inclusa, possono mantenere stabili gli alimentatori

GE ha recentemente venduto la prima di una nuova linea di turbine eoliche ibride che viene fornita con una batteria collegata. La batteria della turbina può immagazzinare l'equivalente di meno di un minuto della turbina che funziona a piena potenza. Ma, abbinando la batteria ad algoritmi avanzati di previsione del vento, gli operatori dei parchi eolici potrebbero garantire una certa quantità di potenza in uscita fino a un'ora.

Vento ibrido: GE testa una nuova turbina eolica dotata di una batteria per compensare le fluttuazioni.

Ciò potrebbe rendere molto più semplice l'integrazione di energia rinnovabile intermittente e ridurre il costo dell'energia eolica. In effetti, anche batterie relativamente piccole potrebbero raddoppiare la quantità di energia rinnovabile che la rete elettrica può gestire.

Il vero costo dell'energia rinnovabile dipenderà, in una certa misura, dalla quantità di energia necessaria per lo stoccaggio (vedi Migliori modelli di computer necessari per i mega parchi eolici). Molta attenzione è stata posta su come sviluppare batterie estremamente economiche per consentire, ad esempio, di immagazzinare energia eolica di notte per usarla quando è necessaria durante il giorno. Ma a seconda della velocità con cui vengono impiegate le energie rinnovabili e della natura delle risorse eoliche e solari nelle diverse aree, batterie così grandi spesso non saranno necessarie per decenni. Le batterie piccole e più economiche possono rendere possibile l'utilizzo di energia rinnovabile per una grande frazione della potenza della rete.

GE non è la sola a riconoscere che anche piccole quantità di accumulo di energia potrebbero avere un grande impatto. Uno dei maggiori problemi con l'energia rinnovabile è che la velocità con cui può aumentare e diminuire, mentre le nuvole oscurano il sole o il vento cala, può essere molto più veloce di quanto le centrali elettriche convenzionali possano modificare la loro produzione per compensare. Ma anche le piccole batterie possono rispondere a questi cambiamenti quasi istantaneamente.

Quando relativamente poca energia rinnovabile è presente su una rete elettrica, le fluttuazioni nell'approvvigionamento possono essere facilmente assorbite senza alcun accumulo di batterie. Con l'aumento della frazione di energia rinnovabile, tuttavia, i metodi esistenti per far fronte alla variabilità avranno sempre più difficoltà a stare al passo, il che potrebbe portare a problemi di tensione sulla rete o addirittura a blackout. Il momento esatto in cui le rinnovabili diventano un problema dipende da una serie di fattori. Ma in molti casi, le energie rinnovabili possono rappresentare circa il 20% della capacità della rete senza causare problemi.

In alcuni casi, aumentare tale limite dal 30 al 40 percento potrebbe essere semplice come aggiungere 15 minuti di accumulo della batteria ai parchi eolici, afferma Riccardo Fioravanti , vicepresidente delle applicazioni di archiviazione presso DNV KEMA , una società di consulenza energetica. Se le batterie sono in grado di compensare i cambiamenti dei livelli di potenza di un parco eolico per 15 minuti, possono dare agli operatori di rete il tempo di aumentare (o ridurre) la potenza delle centrali elettriche convenzionali. È un ottimo modo per catalizzare maggiori quantità di energie rinnovabili, dice.

Brezza di backup: In questa struttura è alloggiata una batteria per l'accumulo di energia eolica, che si trova alla base di una turbina eolica.

Secondo GE, non è necessario immagazzinare 15 minuti di energia per garantire la potenza in uscita per 15 minuti. Per una turbina da 2,5 megawatt, ciò richiederebbe una batteria da 625 kilowattora. Se disponi di buoni algoritmi di previsione del vento, solo 25 chilowattora di stoccaggio, paragonabili a una batteria in un veicolo elettrico, sono sufficienti per garantire una potenza da 15 a 60 minuti, afferma Keith Longtin, direttore generale della linea di prodotti eolici di GE.

GE utilizza algoritmi proprietari per prevedere la potenza delle sue turbine eoliche con un alto grado di precisione. Quindi utilizza la batteria per compensare le differenze tra la sua previsione e la potenza effettiva. Se la turbina eolica genera troppo poca potenza, un rapido aumento di 50 kilowatt potrebbe essere sufficiente per soddisfare le previsioni.

GE non ha fornito una cifra precisa, ma dice che è una piccola frazione dei milioni di dollari che ogni turbina costa. Le batterie di dimensioni simili per i veicoli elettrici costano ben meno di $ 20.000.

La batteria potrebbe ripagarsi da sola in diversi modi, ad esempio riducendo le tasse che alcune utility addebitano ai proprietari di parchi eolici e generando entrate anche quando il vento non soffia. Potrebbe anche fornire servizi che generano entrate alla rete, come fornire esplosioni di energia quando necessario.

Il vero costo dell'energia rinnovabile dovrebbe tenere conto anche del costo di avere centrali elettriche convenzionali pronte a crescere. Questo può essere circa un centesimo per chilowattora, secondo una stima . (Si tratta di un aumento sostanziale: per riferimento, si prevede che i nuovi impianti di gas naturale negli Stati Uniti generino elettricità a 6,5 ​​centesimi per kilowatt, in media, nel corso della loro vita.)

Haresh Kamath , responsabile del programma per l'accumulo di energia presso il Istituto di ricerca sull'energia elettrica , afferma che in alcune aree 15 minuti di stoccaggio dell'energia non saranno sufficienti, ad esempio dove la discrepanza tra la domanda e la produzione di energia rinnovabile o la quantità di variazione nell'energia rinnovabile è troppo grande.

Raggiungere il 100% di energia rinnovabile richiederebbe ore di stoccaggio della batteria e batterie molto più economiche e migliori di quelle che possiamo costruire ora. Inoltre, possono esserci enormi variazioni stagionali nella produzione di energia rinnovabile. Gli inverni bui e la stasi estiva richiederebbero non ore, ma giorni, settimane o addirittura mesi di stoccaggio. (Anche altre forme di accumulo di energia e linee di trasmissione a lunga distanza per collegare parchi eolici ampiamente dispersi saranno d'aiuto: vedere Una soluzione all'intermittenza dell'energia solare e alle supergriglie.)

Ma sarà possibile raggiungere livelli relativamente elevati di energia rinnovabile con una piccola quantità di batteria di riserva, fornendo il tempo per lo sviluppo di nuove tecnologie per le batterie. Tuttavia, anche a ritmi di sviluppo rapidi, ci vorranno decenni prima che l'energia rinnovabile superi il 40% della capacità di generazione nella maggior parte dei luoghi.

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