Báo cáo phòng thí nghiệm mới: Cách cắt giảm một nửa chi phí năng lượng gió

Những đột phá về khoa học và công nghệ năng lượng mới có thể cắt giảm một nửa chi phí năng lượng gió vào năm 2030, khiến nó cạnh tranh hoàn toàn với chi phí nhiên liệu của khí đốt tự nhiên.

Phát hiện mới này được phác thảo trong một báo cáo bởi Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia (NREL) kiểm tra tương lai của các nhà máy điện gió, được hỗ trợ bởi sức mạnh siêu máy tính của các phòng thí nghiệm quốc gia thuộc Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE,).

Nó là một phần của DOE Sáng kiến ​​khí quyển, tập trung vào tối đa hóa hiệu quả ở cấp độ nhà máy (nghĩa là cách các tuabin gió tương tác với nhau và khí quyển) thay vì coi mỗi tuabin gió là một đơn vị riêng lẻ. Bước tiếp theo là để DOE áp dụng điện toán hiệu năng cao cho việc này thử thách lớn hiểu rõ hơn về vật lý phức tạp điều khiển việc phát điện của các nhà máy điện gió.

Nhà máy gió của tương lai

Theo NREL, nhà máy điện gió trong tương lai sẽ sử dụng một tập hợp các công nghệ cho phép các nhà máy điện gió và tua-bin bên trong chúng không chỉ đáp ứng với bầu khí quyển như một hệ thống tích hợp, hiệu quả mà còn kiểm soát luồng không khí trong nhà máy sản xuất điện tối đa. Cách tiếp cận này được thực hiện nhờ những tiến bộ gần đây trong công nghệ siêu máy tính, giúp biến các tập hợp lớn dữ liệu vận hành của khí quyển và tuabin gió thành một mô hình có độ chính xác cao. Công nghiệp sau đó có thể sử dụng những hiểu biết khoa học do chính phủ điều hành để thiết kế các bộ phận, cảm biến và điều khiển tuabin gió mới. Các nhà máy điện gió trong tương lai sẽ bao gồm:

• Mô hình độ chính xác cao và các cảm biến tiên tiến để ước tính chính xác sản xuất năng lượng của nhà máy điện gió, giảm độ không chắc chắn và tăng khả năng dự đoán của sản xuất điện;
• Thiết kế nhà máy gió tích hợp, điều khiển hoạt động thời gian thực của tua-bin và các chiến lược vận hành để tăng độ tin cậy và kéo dài tuổi thọ của tuabin;
• Thiết kế sáng tạo của tuabin gió và các thành phần như cánh quạt và drivetrains để tối ưu hóa hiệu suất và tăng cường thu năng lượng, bao gồm các cánh quạt lớn hơn và tháp cao hơn để thu năng lượng gió tiềm năng cao hơn trong bầu khí quyển phía trên Trái đất; và
• Các dịch vụ hỗ trợ lưới có thể kiểm soát, gửi được và có thể dự đoán về khả năng phục hồi và ổn định lưới điện, bao gồm dự báo chính xác về sản xuất năng lượng gió cho hoạt động và lập kế hoạch lưới ngắn hạn.

Nơi gió Wind trong việc định hình cảnh quan năng lượng

Sự gia tăng của năng lượng gió trong thập kỷ qua đã được thúc đẩy chủ yếu bởi những tiến bộ công nghệ đã làm cho tuabin gió hiệu quả hơn với chi phí thấp hơn. Gió là nguồn năng lượng năng lượng được cài đặt nhiều thứ ba của Hoa Kỳ trong năm 2016 sau năng lượng mặt trời và khí tự nhiên. Từ năm 2009 đến 2016, chi phí dự án lắp đặt đối với các trang trại gió mới giảm 33%, trong khi đó tạo ra nhiều điện mỗi tuabin.

Việc giảm chi phí liên tục sẽ càng trở nên quan trọng hơn khi chính sách chính của Wind Gió khích lệ, tín dụng thuế sản xuất liên bang, hết hạn vào năm 2019. Bằng cách tận dụng điện toán hiệu năng cao và tăng tốc các nỗ lực R & D của khoa học năng lượng cho nhà máy điện gió trong tương lai, chi phí năng lượng gió có thể giảm một nửa vào năm 2030 hoặc sớm hơn, đưa nó xuống dưới mức nhiên liệu dự kiến Chi phí cho khí đốt tự nhiên.

Các nhà máy gió được xây dựng mới sử dụng tín dụng thuế sản xuất đã cạnh tranh về chi phí với Mới các nhà máy khí đốt tự nhiên ở một số vùng của Hoa Kỳ, đặc biệt là ở khu vựcđai gióCó thể chạy từ Texas đến Bắc Dakota. Những đột phá về khoa học và công nghệ năng lượng mới được nêu ở trên có thể giảm chi phí năng lượng gió không được chứng minh xuống dưới mức chi phí nhiên liệu dự kiến ​​cho hiện có nhà máy khí đốt tự nhiên vào năm 2030.

Đọc thêm từ NREL hoặc tải báo cáo đầy đủ.