Варто знати
01.07.2024

Що таке період темного затишшя? І як ми можемо йому протидіяти?

Вітроенергетичні установки на заході сонця

Період темного затишшя: ані сонця, ані вітру

Не існує по-справжньому вичерпного та стандартизованого визначення періоду темного затишшя. Але, якщо дотримуватися цього терміну, то він означає довші періоди часу, коли не світить сонце і не дме вітер. Отже, маємо темряву в поєднанні із затишшям.

Як наслідок, ані сонячні панелі, ані вітроенергетичні установки (ВЕУ) не в змозі досягти потужності, необхідної для забезпечення електричного живлення за допомогою систем відновлюваної енергетики. З погляду подальшого причинно-наслідкового зв’язку, темний період затишшя призведе до помітного падіння обсягів «зеленої» електроенергії. Це створює певні виклики для суспільства, яке прагне покривати свої енергетичні потреби за рахунок відновлюваних джерел згідно із принципами сталого розвитку.

Період темного затишшя взимку

Як часто трапляються періоди темного затишшя і як довго вони насправді тривають?

Зокрема, в зимовий період існує велика ймовірність того, що попит на електроенергію і її пропозиція будуть значно відрізнятися. Потреба в енергії в холодні та темні місяці висока просто через додаткове опалення та освітлення. Водночас дні також стають коротшими. Як наслідок, зменшується часова доступність сонячного світла. Якщо до цього додаються фази слабкого вітру, Федеральне агентство з охорони навколишнього середовища говорить про «холодне темне затишшя».

Цікаво, що ці «холодні темні фази» відбуваються в чітко визначений часовий проміжок, згідно з інформацією від природоохоронного органу. Найвища частота цього явища припадає на двотижневий період з 23 січня по 6 лютого. Це результат вимірювань, проведених у період з 2006 по 2016 рік, про що свідчить використання традиційних електростанцій для покриття підвищеного попиту на електроенергію. За даними Deutschlandfunk, Науковий медіацентр у Кельні повідомляє про три тривалі періоди зниженого виробництва електроенергії в зимові місяці між 2015 і 2020 роками.

Пристрій накопичення енергії для періодів темного затишшя

Чому зберігання таке важливе для ефективної протидії періодам затишшя?

Батареї та акумулятори належать до найвідоміших форм пристроїв накопичення енергії. Однак є й інші способи збереження електричної енергії. Всі форми зберігання засновані на принципі перетворення форми енергії таким чином, що вона стає «придатною для зберігання», щоб її можна було використовувати в різний час. При цьому, наприклад, летюча електроенергія перетворюється на хімічну енергію.

Добре відомими прикладами цього є різні форми акумуляторів і широка сфера Power-to-X з електрохімічним електролізом води у водень та кисень. Пристрої накопичення енергії також можуть використовувати позиційну та кінетичну енергію як принцип дії — наприклад, у вигляді насосних гідроакумулювальних станцій, систем зберігання стисненого повітря або обертальних система накопичення з маховиками. Теплові агрегати, такі як системи зберігання льоду, також стають дедалі більш важливими в процесі переходу на електричну енергію.

Вітроенергетичні установки, пристрій накопичення енергії та газовий бак на заході сонця

Що можуть зробити акумулятори, щоб протистояти періоду темного затишшя?

Коли вітропарки поєднуються з промисловими акумуляторами, турбіни отримують функціональний резерв, щоб протистояти періоду темного затишшя. Система зберігання бере надлишкову енергію, коли дме вітер і виробляється більше електроенергії, ніж потрібно.

Якщо настає затишшя, електроенергію можна подавати із системи зберігання. Таким чином, батареї діють як буфер і мають важливе значення для стабільності мережі — навіть поза періодів темного затишшя. Така структура особливо цікава для старих вітропарків, які не мають права на державні субсидії. Той самий принцип роботи застосовується і до комбінації з фотоелектричними установками. Якщо кількість виробленої сонячної енергії перевищує попит, надлишки зберігають. Якщо небо вкрите товстим шаром хмар, система зберігання цілеспрямовано живить мережу.

Що спільного між періодом темного затишшя та управлінням навантаженням?

Технічні варіанти обмеження впливу періодів темного затишшя на безпеку постачання подібні до тих, які зараз застосовуються у сфері керування будівлями та автоматизації заводів під назвою «управління навантаженням» або «керування піковим навантаженням» чи «обмеження пікового навантаження».

Пікові навантаження дорого коштують і створюють навантаження на мережу живлення. Пристрої накопичення енергії можна використовувати для згладжування пікового споживання — іншими словами, для компенсації стрибків попиту на електроенергію. Звідси походить термін «обмеження пікового навантаження». Тому акумулятори — це хороше рішення для досягнення гармонії в мережі. Все це стає ще більш ефективним, коли виробництво та споживання електроенергії гармонізуються шляхом поєднання секторів.

Схема поєднання секторів

Що робить поєднання секторів в All Electric Society під час періоду темного затишшя?

Ефективну енергетичну мережу можна створити за рахунок поєднання секторів — наприклад, шляхом з’єднання будівель, виробничих потужностей, систем зберігання та фотоелектричних установок між собою з погляду енергетичних та інформаційних технологій. Таким чином, можна зміщувати енергетичні потоки в межах розумної мікромережі.

Тісне з’єднання між споживачами та виробниками енергії забезпечує баланс. Все це можна порівняти із системою самовирівнювання. Крім того, поєднання секторів відкриває можливість керування комплексними системами з їх численними взаємозв’язками і залежностями. Поєднання секторів — це ключ до прокладання шляху до All Electric Society, а також ефективний засіб боротьби зі спадом виробництва.

Висновок

Період темного затишшя має природне походження, і тому йому неможливо запобігти. Дослідження показують, що триваліші фази без сонця і вітру трапляються дуже рідко протягом року. Однак за допомогою інтелектуально поєднаних секторів, цифрових способів отримання інформації і, перш за все, використання пристроїв накопичення енергії, з наслідками періодів темного затишшя можна ефективно боротися завдяки стандартним технологіям, які доступні вже сьогодні.

Автор: Thorsten Sienk

Електронна пошта:

Зв’яжіться з нашими експертами

«Ми залюбки проконсультуємо вас щодо All Electric Society та поєднання секторів».

Подальші матеріали