冬日正午用電需求低、太陽能發電足,紐約電力調度未來備受考驗

發佈日期: 2019 年 05 月 31 日 12:00 | 作者: | 分類: 產業資訊

雖然說「鴨子曲線」聽起來是個還滿可愛的名詞,但它代表著再生能源發電量與用電高峰的落差,對電網與人們來說都是急需攻克的難題,最近美國康乃爾大學(Cornell University)便指出,紐約州冬日正午用電需求低、太陽能發電量高,因此更容易遇到鴨子曲線問題,未來若提高光電占比,冬天升降載需求最高可達 151%,得更加注意電力調度。

再生能源為間歇性能源,綠能發電量尖峰與需求量尖峰往往對不上。太陽能發電量通常會在白天達到最高點,這時候化石燃料、核能等能源發電量就要降低,太陽西下、太陽能板無法發電後,其他能源得立刻補上電力空缺,顯然太陽能、再生能源的占比愈高,對電力調度、電網彈性的考驗就愈嚴峻。

2016 年 10 月 22 日美國加州的鴨子曲線,中午時分橘線看起來頗像鴨肚(圖片來源:ArnoldReinhold [CC BY-SA 4.0], via Wikimedia Commons

因此康乃爾大學為了模擬鴨子曲線難題,已建立太陽能總裝置量達 4.5GW、6GW 和 9GW 的情景分析,發現在 9GW 情景下,夏季時尖峰需量(peak demand)最多可降低 9%,而依據不同地點與天氣,在夏季用電高峰期間,太陽光電可滿足當地 10% 到 74% 的用電需求。

研究也同時發現,紐約州冬季白天的用電需求較低、太陽能發電量又高,更容易出現鴨子曲線問題,升降載需求最高可能會達到 151%。因此博士生 Jeff Sward 表示,團隊希望這項研究可以為當地的電網提供指路明燈,進一步改善紐約州的輸送電系統。

顯然在綠能趨勢下,有效的電網管理與智慧電網皆有其必要,尤其是紐約州從 2012 年開始便不斷擴大再生能源計畫。當時為了提高太陽能裝置量,以及促進能源轉型與環境永續,紐約州州長 Andrew Cuomo 啟動了太陽能計畫,這些年來又不斷加碼補助太陽能,有政府鼓勵在前,再加上太陽能技術日新月異,紐約州的太陽能裝置量已逐年增加。

根據紐約州能源研究和發展局(NYSERDA)的資料,紐約州的太陽能裝置量已成長 1,000%,NYSERDA 也補助超過 84,000 項計畫,截至 2018 年 6 月,紐約州的太陽能裝置量在全美已排名第三。

同時 Cuomo  2019 年也有公布新綠能願景,盼透過太陽能、離岸風電,在 2040 年實現 100% 再生能源供電,不斷探討電網系統、當地供需、能源走向與趨勢將有助於穩定電力系統。目前研究則已發表在《Applied Energy》。

(合作媒體:科技新報。首圖來源:Eleleleven via Flickr CC BY-SA 2.0)

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