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“再生能源忍者”能计算全球各地可用电力

时间:2016-09-12 作者:Nick Flaherty 阅读:
伦敦和苏黎世的研究人员已经开发出一款名为Renewables.ninja的工具模型,可用于计算出世界各地可再生能源的可用电力...
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“再生能源忍者”(Renewables.ninja)的目的在于为学术界与产业界提供一个更易于预测可再生能源输出的工具。

英国伦敦帝国学院(Imperial College London)和苏黎世联邦理工学院(ETH Zürich)连手的研究团队已经用它来评估目前全欧洲的太阳能与风能输出量,而像德国电力供应商RWE等企业也用它来测试自家的电力输出模式。

该工具模型利用来自美国太空总署(NASA)等组织提供约30年来的观察与仿真气象数据,以预测每年地球上在任何时候发生可能影响风力发电机的风速以及可能冲击太阳能板的阳光。

为了测试这一模型,伦敦帝国学院环保策略中心教授Iain Staffell以及苏黎世联邦理工学院教授Stefan Pfenninger利用Renewables.ninja,测试未来20年来欧洲计划兴建以及兴建中的所有风电场总生产力。这项研究的结合已经刊登于最新一期的能源期刊中。

研究人员发现,目前在欧洲的风电场中,平均约有24%的“性能因子”,这表示如果能每天稳定地整天都有风在吹,大约可产生1/4的能量。

这一数字是每一风机有多少风力可利用的重要因素。根据研究发现,由于新的风电场采用更高的风机,并且放置在海上风速较高之处,平均的性能因子应该可提高1/3到近31%。

这将使欧洲风力发电的产量较目前更多3倍,不只是因为风电场更多,同时也因为这些风电场能利用更好的风力状况。

在另一项研究中,这两位研究人员模拟欧洲太阳能板的每小时输出量。他们发现英国虽然不是阳光最充足的国家,但在最佳的夏季时节,太阳能的发电量如今已高于核能发电。然而,在一整年中太阳能输出的模式逐渐改变了其他电力系统如何作业的方式。

风能和太阳能主要取决于天气条件,而这可能难以整合于需定供电的国家电力系统。如果所有的能源产生太多剩余电力,那么就必须关闭部份的电力供应。

目前,风能和太阳能发电机最容易开启和关闭,因此他们也经常是最佳选择,而其所产生的电也最能够被浪费。为了善加利用太阳能的较大发电量,取决于国家能源系统的改变,例如增加新型的电力储存系统或小型发电机,以均衡来自太阳能板的不同的输出。

这些数字结合制造商为风机与太阳能板建立的规格,就能用于评估任何地点的风力或太阳能发电场所产生的电力输出。

Staffell表示,他花了两年的时间计算这一研究的数据,认为打造出这项工具应该能让其他研究人员更快地找到一些问题的答案:“为风力与太阳能建模极其困难,因为他们强烈取决于复杂的天气系统。取得数据、打造一款模型以及确认其是否正常作业,都必须花费许多时间与精力,”他说,“如果每位研究人员开始进行可再生能源的研究时都自行打造一款工具模型,那又太浪费时间二。因此,我们打造出一款能让其他研究人员透过在线使用的模拟工具,让他们能更快地回答问题,并展开新的问题与研究。”

Staffell和Pfenninger已经为Renewables.ninja进行六个月的测试了,现在也已经有来自22个国家的54所机构在使用这项工具,包括欧盟(EU)以及国际能源署(IEA)。

编译:Susan Hong

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载

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Nick Flaherty
EETimes Europe嵌入式技术编辑,自由撰稿人。Nick Flaherty是位于布里斯托尔的自由技术作家、分析师和顾问,他关注半导体和电子市场已有近25年。 他是EETimes Europe的嵌入式编辑,并为世界各地的各种技术贸易出版物撰稿。 他曾工作于Electronics Times和 Electronic Engineering,并在MicroTechnology Europe以及Electronic Product Design担任编辑。他为汽车电子行业和许多跨国半导体公司撰稿。 他还是SouthWest Microelectronics Leadership Group的成员,并积极参与英国西南部的硅芯片和相关技术集群。
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