Что такое темный штиль? И как мы можем противостоять этому?

Темный штиль: ни солнца, ни ветра

Исчерпывающего и унифицированного определения темного штиля не существует. Однако если придерживаться этого термина, то имеются в виду длительные периоды времени, когда ни солнце не светит, ни ветер не дует. Таким образом, мы получаем темноту в сочетании со штилем.

Это означает, что энергии, получаемой из возобновляемых источников питания как от солнечных панелей, так и ветросиловых установок (ВСУ) будет не достаточно. Таким образом было бы логично предположить, что темный штиль приведет к ощутимому снижению электроснабжения. Это создает определенные проблемы для общества, которое стремится к сбалансированному покрытию своих энергетических потребностей за счет возобновляемых источников.

Как часто наступает темный штиль и как долго он длится?

В частности, в зимний период существует большая вероятность того, что спрос и предложение на электроэнергию будут сильно расходиться. Потребность в энергии в холодные и темные месяцы высока просто из-за дополнительного отопления и освещения. В то же время дни становятся короче. В результате временная доступность солнечного света уменьшается. Если к этому добавить слабые ветровые фазы, то Федеральное агентство по охране окружающей среды говорит о «холодном темном штиле».

Интересно, что эти «холодные темные фазы» происходят в четко определенное время, согласно информации Федерального агентства по охране окружающей среды. С наибольшей частотой они охватывают двухнедельный период с 23 января по 6 февраля. Об этом свидетельствуют результаты измерений, проведенных в период с 2006 по 2016 год, - и подтверждает использование традиционных электростанций для компенсации возросшего спроса на электроэнергию. По данным Немецкого радио, научный медиа-центр Кёльна сообщает о трех длительных отключениях электроэнергии в зимние месяцы в период с 2015 по 2020 год.

Почему хранение так важно для эффективной борьбы с темным штилем?

Батарейки и аккумуляторы являются одни из самых известных видов энергоаккумуляторов. Однако существуют и другие способы сохранения электрической энергии. В основе всех форм хранения лежит принцип преобразования энергии таким образом, чтобы ее можно было хранить и использовать в другое время. Например, переменная электроэнергия преобразуется в химическую энергию.

Известными примерами этого являются различные виды батареек и широкий спектр технологий Power-to-X с электрохимическим электролизом воды для получения водорода и кислорода. Энергоаккумуляторы также могут использовать потенциальную и кинетическую энергию в качестве принципа действия - например, в виде гидроаккумулирующих электростанций, аккумуляторов сжатого воздуха или ротационных маховиков. Тепловые накопители, такие как льдоаккумуляторы, становятся все более важными в контексте перехода на электрически основанное теплоснабжение.

Подробнее о Power-to-X

Ветряные колеса, энергоаккумуляторы и газовый танк-контейнер на закате

Что могут сделать аккумуляторы, чтобы противостоять темному штилю?

Когда ветропарки используются в комбинации с промышленными аккумуляторными накопителями, установки получают функциональный усилитель для борьбы с темным штилем. Накопитель поглощает излишки энергии, когда дует ветер и вырабатывается больше электроэнергии, чем нужно.

Если наступает штиль, электроэнергия может подаваться из накопителя. Таким образом, аккумуляторы выполняют роль буфера и выполняют важную функцию в обеспечении стабильности сети - даже в условиях темного штиля. Такая структура особенно интересна для более старых ветропарков, которые не получают государственные субсидии. Тот же принцип работы применим и к комбинации с фотогальваническими установками. Если выработка электроэнергии из солнечного света превышает потребность, то излишки сохраняются. Если на небе образуются плотные слои облаков, накопитель целенаправленно подает электроэнергию в сеть.

Что общего между темным штилем и управлением нагрузкой?

Технические возможности ограничения влияния темного штиля на надежность энергоснабжения аналогичны тем, что в настоящее время используются в рамках жилищно-коммунального хозяйства и автоматизации предприятий под названием «управление нагрузкой» или «управление пиковой нагрузкой» или «купирование пиковой нагрузки».

Пиковые нагрузки дороже и перегружают сеть снабжения. Энергоаккумуляторы позволяют сгладить пиковые потребления - другими словами, компенсировать скачки спроса на электроэнергию. Отсюда и происходит термин «купирование пиковой нагрузки». Поэтому накопители - хороший способ создать баланс в сети. Эффективность такой системы повышается, если производство и потребление электроэнергии гармонизировано в результате объединения секторов.

К чему приводит объединение секторов в All Electric Society во время темного штиля?

Объединение секторов позволяет создать эффективную энергетическую сеть, например, за счет энергетического и информационного соединения зданий, производственных установок, накопителей и фотогальванических установок между собой. Таким образом, можно перемещать энергетические потоки в пределах интеллектуальной микросети.

Тесная связь между энергетическими потребителями и производителями создает баланс. Такой подход можно сравнить с самовыравнивающейся системой. Кроме того, объединение секторов открывает возможность управления целыми системами с их многочисленными поперечными соединениями и зависимостями. Объединение секторов - это ключ к созданию All Electric Society, а также эффективное средство борьбы с темным штилем.

Подробнее об объединении секторов

Заключение

Темный штиль имеет естественное происхождение, поэтому его невозможно предотвратить. Исследования показывают, что длительные периоды без солнца и ветра случаются лишь изредка в течение года. Однако благодаря умному объединению секторов, цифровым способам получения информации и, прежде всего, использованию энергоаккумуляторов, последствия темного штиля можно эффективно преодолевать с помощью стандартных технологий, которые доступны уже сегодня.