O que é a curva de pato e por que isso importa no planejamento de energia solar?

Introdução

A curva do pato é um gráfico que mostra a diferença irregular entre a demanda por eletricidade e a produção de energia solar em um dia típico. O curva de pato foi dublado pela primeira vez na Califórnia e mostra que, desde que a energia solar começa ao meio -dia e sai durante a noite, então inicia uma rampa íngreme em requisitos de eletricidade. O Curva de pato de solar Poder é o desafio agudo representado à estabilidade da grade completamente, bem como ao planejamento da energia em particular. Qual é a curva de pato? É necessário para qualquer pessoa envolvida na integração do armazenamento, solar, ou o desenvolvimento de solar, Política energética de saber.

Compreendendo a curva de pato: Análise detalhada do gráfico que reformulou a energia solar

O operador de sistema independente da Califórnia(CAISO) primeiro observou o Curva de pato em 2013. Os analistas estavam revisando a demanda líquida de eletricidade à medida que as instalações solares estavam aumentando no estado. Um padrão particular foi notado. Quando a curva do padrão foi ilustrada, parecia o Gráfico de a pato. Portanto, a forma da curva foi nomeada Gráfico de pato. Mas, Nesta curva, Há um mergulho profundo no meio do dia e à noite, a curva sobe de maneira rápida e abrupta, Assim como uma verdadeira curva de pato: O pescoço do pato da curva.

Esta curva se tornou um Solar da curva de pato Isso está sendo referido para os planejadores de energia em todo o mundo. Para entender esta curva melhor, Vamos imaginar um gráfico. Ao longo do eixo x, O tempo é ilustrado (de manhã à noite) e o eixo y ilustra a demanda líquida de eletricidade. Nas primeiras horas da manhã, a demanda é moderada.

À medida que o sol nasce, A produção solar aumenta e a demanda líquida cai abruptamente. Isso forma o pescoço da curva de pato e a curva aumenta muito rapidamente e abruptamente.

Muitas vezes é mal compreendido que este é um problema específico para a Califórnia. No entanto, Outros territórios agora estão experimentando padrões semelhantes em seus curva de pato solar Como a curva de pato solar Austrália, Curva de pato solar Europa e curva de pato solar sudeste da Ásia. À medida que a penetração do solar está aumentando em todo o mundo, A curva de pato há muito tempo deixou de ser um problema local para uma questão de estabilidade da grade universalmente reconhecida Gráficos de curva de pato.

A relação entre curva de pato e resposta de frequência

Rampas curvas de pato podem pressionar a frequência da rede. Quando a carga líquida muda rapidamente, o sistema precisa de uma resposta de frequência mais rápida para manter a frequência dentro dos limites. Em redes de alta energia solar, a geração síncrona on-line reduzida pode aumentar a probabilidade de desvios de frequência - então BESS e PCS avançado tornar-se mais valioso no C&Eu soluções.

Curva de pato e tabela de comparação de resposta de frequência

A anatomia da curva de pato solar: Fornecer, Demanda, e desequilíbrio de tempo

A atual curva de pato é causada pela geração solar e exibe a diferença entre a demanda por energia e a energia que está sendo fornecida. oferta e demanda de eletricidade também é causado pelo Curva de energia solar pato. Por exemplo, Quando é no meio do dia, então o painéis solares produzirá sua saída máxima. A demanda de energia da grade será mínima neste momento. Como resultado disso, ocorreu sobre a geração na grade, à medida que a energia do painel solar fornece mais energia do que a grade. A energia solar terá que ser reduzida por gerentes de grade ou então toda a rede elétrica entraria em colapso.

Mas assim que o sol se põe, A produção de energia solar cai dramaticamente. Além disso, tudo bem, foi para casa e o uso de energia começa a escalar. E se a produção e o uso da energia da grade não corresponderem exatamente, Em seguida, o uso líquido de energia aumenta de maneira chocante - às vezes dentro de uma ou duas horas. Essa onda de energia repentina de rede durante a noite foram alguns dos dados mais desafiadores para capturar.

ISM California ou Caiso Spring Days 2023 Os dados mostram que a carga líquida do meio -dia caiu abaixo de 15 GW devido a solar e depois subiu 30 Gw 7 PM. Na Austrália do Sul, A mesma curva segue. Por exemplo, em dias leves ensolarados, alcance solar próximo 100% de demanda ao meio -dia e energia viu uma rampa íngreme de quase 4GW em menos de três horas após o pôr do sol.

Esta curva de oferta e demanda de energia do painel solar é chamada de Curva de pato do painel solar Porque a saída durante o dia versus a saída durante a noite parece uma cabeça de pato e bico.

Por que a curva de pato é um desafio para os sistemas de energia modernos

A queda do poder solar, ou seja, curva solar, que gera durante o meio-dia, quando muita energia livre pode ser armazenada na forma de energia solar, apresenta um desafio significativo nos operadores de grade e até para usinas de energia. Uma vez que as cargas solares começam a cair, Calças de força tradicionais têm que cair, E às vezes eles fazem isso funcionam ineficientemente, Incise às vezes essas calças não podem descer para baixa energia com segurança.

De forma similar, Quando a energia solar está em um pico e não permanece o mesmo e cai repentinamente, Quando o pôr do sol e a demanda também recebe sua escolha máxima, Essas mesmas usinas de energia precisam fazer mais alguns esforços para fornecer o máximo de energia e para este, O balanço rápido pode causar o gerador térmico e a estrutura da grade para perder sua confiabilidade.

A principal razão para ainda usar combustível fóssil em muitos países como os Estados Unidos para captar a energia solar máxima e cobrir a demanda que recebe o máximo à noite Falls. Devido a isso, O Ill Carbon-Ill que pode ser alcançado pela energia solar devido à dependência de outros combustíveis fósseis. Pela rápida ascensão da energia solar, O pato da curva solar para baixo aumentará drasticamente a qualidade geral da grade de qualidade bruta..

A energia solar está causando maior energia de eletricidade que custa vida na Califórnia ISO para relatar o atacado noturno que aumentou mais de US $ 1000/mWh em 2022 Devido às exigências acentuadas de energia. Altos custos operacionais, juntamente com os altos preços, na oferta restrita da demanda fraca de eletricidade, resulta em um risco mais significativo de blecaute.

Estudo de caso global: Comparando as curvas de pato solar da Califórnia e Austrália

À medida que a implantação solar fotovoltaica cresce em todo o mundo, Califórnia e Austrália do Sul dão uma visão de como o curva de pato solar PV reproduções sob diferentes configurações de grade. Eles têm rampas noturnas significativas e excedência do meio -dia, Mas eles implementam estratégias diferentes para gerenciar a situação.

A Califórnia gerencia o Curva de pato solar da Califórnia com a implantação de baterias enormes e resposta à demanda baseada em incentivos. O estado acrescentou mais do que 5 GW de armazenamento desde 2020, Para suavizar o pico da noite e mover a energia solar excessiva gerada durante o meio do dia para as horas posteriores.

Em contraste, A Austrália tem mais pessoas com seu PV solar. A Austrália do Sul está sofrendo uma rampa mais nítida à noite. Eles reduzem, tem vpps (Usinas de energia virtual) e preços dinâmicos para gerenciar a situação. Para mudar as cargas para o período do dia em que há energia solar excessiva. O pico não é tão nítido em comparação com o Curva de pato solar Em alguns preditores da Austrália.

Soluções para achatar a curva de pato

À medida que a adoção solar cresce, Os desafios colocados pela curva de patos devem ser abordados por meio de intervenções direcionadas. Muitas soluções já estão sendo empregadas para achatar a curva e aumentar a confiabilidade da grade. Para reduzir os requisitos de rampa e a excesso de geração e fazer melhor uso de recursos renováveis, Algumas dessas soluções assumem outra forma de energia renovável.

Incorporando os seguintes recursos com painéis solares pode achatar a curva de pato:

um. Orientação do painel solar amigável à grade

O painéis solares geralmente são instalados da maneira tradicional de frente para o sul para maximizar o rendimento total de energia. No entanto, Apontando a curva de pato usando orientação do painel solar amigável à grade inclui a mudança nessa estratégia em particular. Os painéis são inclinados para o oeste, Como no final da noite, Mais luz solar pode ser capturada. O volume oeste é usado como um método para achatar a curva de pato. Os painéis podem gerar energia solar e são usados ​​para fazer a rampa íngreme à noite. Portanto, As gerações solares são feitas no final da tarde, quando mais demanda aumentou. Por isso, Isso leva a um melhor alinhamento e melhor equilíbrio da grade sem usar extra ou exigir qualquer infraestrutura de cabeça para baixo.

b. Armazenamento de energia e baterias

Solar Energy Duck Curve Energy Storage é uma solução-chave essencial para a mudança de tempo da saída solar. Existem íons de lítio e LifePo₄ (LFP) Sistemas de bateria solar que absorvem o excesso de eletricidade no meio do dia e liberam a energia salva quando o sol estiver baixo. Para o armazenamento de energia em maior escala, VPPPs de usina virtual são implantados. Como o baterias residenciais são combinados e distribuídos, Isso cria um VPP. Quando eles são renunciados para estabilizar a demanda, Eles agem automaticamente como uma usina. Isso permite que a energia solar seja usada em um novo período de tempo e achate essencialmente a curva de pato de energia solar.

c. Demanda resposta e grades inteligentes

A curva de pato solar pode ser achatada, com a ajuda de grades inteligentes onde a demanda é reformulada. Os programas de resposta à demanda são usados ​​para induzir os consumidores a usar recursos energéticos como lava-louças no período em que a quantidade máxima de energia solar é produzida, Principalmente no meio do dia. Casa inteligente sistemas solares híbridos existem para identificar os sinais fornecidos pelo preço em tempo real, e assim a demanda de energia aumentou para usar os recursos de maneira eficaz. o mecanismo de ação de resposta à demanda (Dram) da Califórnia, E os modelos flexíveis de preços da Austrália do Sul mostraram que a gestão inteligente pode desestressar a grade durante os períodos críticos de aceleração.

d. Mistura de fontes de energia híbrida e diversa

Confiar apenas em energia solar é o que intensifica a curva de pato. Integrar as renováveis ​​complementares, como o vento, Hydro, e a geotérmica permite que a geração de 24 horas ocorra. Em lugares como Alemanha e Dinamarca, Um portfólio RENO renovável misto ajuda a buffer a variabilidade na saída solar. Geralmente, Picos de energia eólica à noite ou noite em comparação com a energia solar, que geralmente atinge o pico durante o dia, E assim, A pressão na grade durante a rampa nítida da noite reduz.

A curva de pato é um problema ou apenas um desafio de transição?

Curva de pato descreve o perigo potencial ou o desafio de transição. Muitos argumentam se é uma ameaça potencial ou apenas uma mudança. Alguns especialistas expressam que as curvas de pato revela as limitações da flexibilidade da grade para serviços públicos, exigindo que eles confiem combustível fóssil Plantas de Peaker em rampas noturnas. Isso acontece principalmente porque a energia limpa como a energia solar pode deixar de produzir energia no momento da maioria das demandas.

O curva de pato solar energia, deste ponto de vista, é uma falha embutida que interrompe a fonte geracional da carga base e torna as operações da grade mais desafiador. De outra perspectiva, É visto como um resultado previsível de uma rápida adoção solar. Para esses grupos, o A curva de pato não é um problema, Em vez disso, uma demonstração da mudança na forma como a energia é proposta. No entanto, A mudança de energia pode resultar no tempo de demanda e oferta que não correspondem, resultando em efeitos de curva de pato. Com grades mais inteligentes, armazenar, e consumo adaptativo, Os impactos podem ser reduzidos.

Perspectivas futuras: Como o planejamento da grade está lidando com a curva de pato

A mudança no planejamento da grade devido aos desafios crescentes enfrentados por causa da curva de pato em ascensão é conhecida como evolução da grade. Para suavizar o Curva de pato de geração solar, A Califórnia colocou um mandato que as novas instalações solares sejam necessárias com a instalação de sistemas de armazenamento de energia.

Esses mandatos de instalações solares adicionais permitem armazenar o excesso de energia renovável para uso posterior quando a fonte solar não estiver suficientemente disponível. A rampa íngreme da noite deve ser reduzida, mudando o excesso de geração de energia solar desde o dia para o dia seguinte. As políticas acima devem ser implícitas e seguidas na Europa e na Ásia -Pacífico. A metade do investimento geral do mundo e o armazenamento de energia foi devido atualmente para resolver o problema de curva de pato solar de energia.

A previsão da IA ​​e do gerenciamento de grade em tempo real fornece soluções, equilibrando a oferta e a demanda. Com previsões adequadas sendo feitas e mudanças operacionais sendo realizadas, A evolução da grade pode ajustar a carga de energia renovável suavemente.

Conclusão: Por que os planejadores de energia solar não podem ignorar a curva do pato

É um gráfico indicando um problema sério nos negócios modernos de energia solar. À medida que a instalação solar mundial aumenta, A quantidade de energia gerada por dia pelos painéis mostra um pato. As três soluções recomendadas são armazenamento, resposta de demanda inteligente, e implantar mais outros tipos de fontes de energia renovável. É o único método para fazer as grades existentes aceitarem mais energia solar, reduzindo a dependência de combustíveis fósseis. Negligenciar a curva de pato intencionalmente arruinaria os sistemas de energia mais limpa e mais inteligente. Por isso, como planejador, É melhor incorporar as estratégias logo no início. Se você tiver algum requisito para soluções de armazenamento de energia, sinta-se à vontade para Entre em contato com a equipe Hbowa a qualquer momento!