США смоделировали единую энергосистему

Учёные из Делавэрского университета под руководством Кори Будишака смоделировали единую энергосистему, объединяющую несколько штатов США и использующую только возобновляемые источники энергии, и пришли к выводу, что лучше полностью обойтись без аккумулирующих мощностей.

Гидроаккумулирующие электростанции съедают по 250 кВт•ч в год на киловатт мощности, занимают много места, требуют много пресной воды и неэффективны там, где нет перепада высот, то есть в северо-восточных штатах США, на которых учёные и применили свою компьютерную модель.

Авторы работы полагают, что можно почти полностью обойтись без аккумулирующих мощностей, если продублировать ветровую энергию от сухопутных ветряков офшорными и солнечной энергией. По расчетам исследователей, если построить мощности, «почти втрое перекрывающие нагрузку», то, когда ветра и солнца не будет почти нигде, относительно малоинтенсивная генерация офшорными ветроэлектростанциями, где ветер стихает реже, поправит дело.

При этом модельная энергосистема, соответствующая по показателям условиям, существующим на северо-востоке США, работала без сбоев и импорта электричества 90–99,9% времени из условных четырёх лет расчётного периода. Тройное резервирование мощностей ветряков и солнечных батарей оказалось дешевле строительства ГАЭС в районах без значительных перепадов высот, даже если в летние ветреные дни такие системы будут работать вхолостую. Расчётная система мощностью 72 ГВт складывалась из 17 ГВт солнечной (самой дорогой), 68 ГВт офшорной ветряной и ещё 115 ГВт наземной ветряной (самой дешёвой) генерации.

В итоге общая мощность возобновляемой энергетики достигла 200 ГВт. Чтобы добиться предельно высокой устойчивости системы (в 99,9%), требуется генерация водорода для хранения энергии с его последующим сжиганием.

Подобного эффекта можно добиться и при помощи объединения такой энергосистемы с другими, столь же крупными.

Пока в США нет единой энергосистемы, но её гипотетическое развёртывание может оказаться не дороже накопления энергии при помощи ГАЭС или водорода, пишут исследователи в Journal of Power Sources.