Остров зеленой энергетики

tnenergy — 11.05.2016 Как известно, по мере дешевение ВИЭ фокус критики смещается со стоимости киловатт*часа на стоимость баллансировки и аккумуляции энергии, связанные с переменчивостью ВИЭ. Сегодня довольно сложно понять насколько дорогим и переменчивым с точки зрения рулением потреблением (например путем онлайн регулирования тарифа и отключаемых потребителей) будет в итоге энергосистема основанная на ВИЭ. Это важно, в том числе для понимания, какие технологии генерации электроэнергии будут в будущем на коне.

Там, где ВИЭ зашли достаточно далеко в абсолютных показателях (т.е. например Евросоюз, США или Китай) слишком сложные и разнородные энергосистемы, что бы можно было увидеть экономические и технические эффекты, да и глубина проникновения пока не слишком велика, максимум - это 31% в Германии. Кроме того широкая география этих систем снижает проблемы внедрения переменчивых источников. Но есть парочка довольно интересных кейсов, и об одном из них я расскажу сегодня.

Итак, один из Канарских островов - скалистый El Hierro, на котором живет ~10000 человек. Энергетика острова много десятилетий базируется на дизельной генерации, установленная мощность которой достигла 11,4 МВт, а стоимость электроэнергии ~24 евроцента за киловатт*час.





Здесь сделана интересная попытка перевести весь остров разом на возобновляемые источники. Для этого к 2015 году был построен энергокомплекс Gorona del Viento (GdV), состоящий из 11 мегаваттной ветряной фермы (5 генераторов E-70) и ГАЭС верхним резервуаром в 380000 кубометров при высоте 709.5 метров и нижним на отметке 50 (что соотвествует ~50 мегаватт*часов запасаемой энергии - примерно половина дневного потребления острова). Кроме того, дизельная электростанция была оставлена для покрытия пиковых потреблений.


Общий план системы из ВЭС, ГАЭС и дизельной станции.



Верхний резервуар ГАЭС

Строительство данной системы обошлось в 64-72 миллиона евро, по разным источникам, что соотвествует цене установленной генерирующей мощности в 5570-6260 евро за кВт*ч, что, конечно сильно больше любых других вариантов. Треть стоимости была дотирована Испанским правительством, остальное - коммерческие вложения, которые должны отбится через продажу электроэнергии жителям. GdV введена в строй осенью 2014 года и после тестирования 27 июня 2015 года взяла на себя нагрузку острова.



5 ветротурбин Enercon E-70.

Прежде чем переходить к реальным характеристикам получившейся энергосистемы, интересно посмотреть на ожидания. Интересным, например, кажется использование нижнего резервуара ГАЭС в 150000 кубометров при верхнем в 380000. Похоже его основной задачей было не служить энергорезервом, а просто работать водохранилищем (на острове нет рек, и воду он получает от станций обессоливания морской воды).

Потенциальная годовая выработка ВЭС ожидалась в 49.6 ГВт*ч, что соотвествует довольно невероятному КИУМ в 48%. Из них 26.8 ГВт должно было пойти напрямую в сеть, а 9,2 - на работу ГАЭС, из которой собирались вернуть 5,6 ГВт*ч, что дает 32,4 ГВт*ч выработки. Тут сразу проглядывается два интересных вывода. Во-1 общее потребление острова - примерно 47-48 ГВт*ч в год, т.е. изначально не планировалось покрыть все потребности ВИЭ. Во-2 видно, что из-за не соотвествия спроса и генерации, ВЭС должны были терять примерно 1/3 выработки даже несмотря на ГАЭС.

При этом данные аэропорта El Hierro показывают, что бывают довольно долгие периоды низкого ветра, хотя в целом место ветрянное



Итак, давайте посмотрим, сколько же дизельного топлива съэкономили ветряки и гидротурбины. С июля 2015 по апрель 2016.



Здесь серое - это дизельная генерация, зеленое - ВЭС + ГАЭС. В абсолютных цифрах 25622 МВт*ч (64%) пришлось на дизель-генераторы, 14509 МВт*ч (36%) - на возобновляемые. На апрель пришлось несколько тестов 100% работы на ВИЭ, которые, однако, видимо не были удовлетворительными.


Подробный расклад потребления энергосистемой El Hierro. Желтое - дизель, темнозеленое - работа ВЭС на сеть, светлозеленое - работа ВЭС на закачку воды, синие - работа ГАЭС в генерации.

Тут видно, что после испытаний со 100% нагрузкой сети от ВИЭ 6 и 9 апреля дизели вновь были переведены на режим следования нагрузки. Вообще дизели в этой системе переключаются в базовый режим только в случае хорошего ветра, при этом в работе постоянно остается как минимум 1,5 мегаватта - один дизель-генератор?

Интересны тут и моменты, например 29 марта - когда при отсутсвии ветра дизель сначала полностью закрывает пик и лишь потом начинает работать ГАЭС - когда должно быть наоборот. Максимальная задействованная мощность генераторов ГАЭС на графике - порядка 2 мегаватт при установленных 11,5.

Видно, что одним из главных ограничений Gorona del Viento стала ГАЭС, которая изначально была заложена недостаточного объема, а в реальности эксплуатируется на 20% - пропуск воды вниз составляет не больше 50-70 тысяч кубометров.

Что ж, в следующий раз мы посмотрим на остов Тасмания, где энергосистема завязана на ГЭС и который пал жертвой изменчивых тарифов.

P.S. Информация по проекту взята из прекрасного блога Euan Mearns

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив