长期的天气状况如何影响整个欧洲的风能和太阳能可再生能源技术

2019-10-14 17:41:24

爱尔兰,瑞士和英国的研究人员表明,长期的天气状况如何影响整个欧洲的风能和太阳能可再生能源技术。科学家利用30年的气象数据,对2030年之前可再生能源对电力部门的影响进行了检查并进一步建模。研究表明,尽管风能和太阳能具有不可预测的性质,但欧洲电力系统仍可以舒适地发电至少有35%的电力仅使用这些可再生能源,而不会对价格或系统稳定性产生重大影响。该论文发表在7月26日的Joule杂志上。

作为传统碳基能源的绿色替代品,风能和太阳能在过去十年间在欧洲迅速兴起,在2007年至2016年间使用量翻了两番。但是,这些技术并非没有缺点-两者都容易受到天气状况波动的影响引起了人们对欧洲能否忍受低风或阴天长风的担忧。研究人员已经使用了数十年的历史天气数据来模拟风能和太阳能的这种可变性及其对市场的影响,但是许多研究仅分析某一年的数据,或者仅关注一个国家或地区。

研究人员使用1985年至2014年这30年间的风能和太阳能数据,分析了整个欧洲的电力系统运行情况(包括国家之间的电力传输和技术运行限制),从而挑战了先前研究的时间和空间限制。从长期的数据遍及广阔的相互联系的地区获得的趋势来看,该团队能够模拟欧洲在未来12年内将如何在五种不同的可再生能源情景下发展,并具有不同的可持续发展雄心。事实证明,在了解二氧化碳排放量,系统成本和系统运行趋势方面,他们的数据池的广度和深度都产生了很大的变化,所有这些对于能源政策的有效制定都是至关重要的。

“在规划未来具有更高风能和太阳能发电量的电力系统时,一年的天气数据分析是不够的,”加拿大环境研究所爱尔兰海洋与可再生能源中心MaREI的研究员SeánCollins说。科克大学学院。“我们发现,单年度的研究结果可能会与欧洲水平的长期平均水平相差多达9%,甚至与国家水平的水平相差甚至更大。当对碳排放量和碳排放量的份额制定具有法律约束力的目标时,可再生能源,或承诺避免大幅提价,这将使一切有所不同。”

Collins和他的团队通过使用多年来更好地理解其他变量随风和太阳能渗透市场的反应方式,发现CO2排放量和总发电成本在未来的情况中波动很大。随着依赖天气的资源在市场上获得更大的吸引力,这些不确定性可能高达五倍。但是,他们还发现,由于其紧密的整合,欧洲可以很好地承受这种可变性-他们的模型估计,到2030年,欧洲可使用可再生能源的电力占其电力的三分之二以上,其中三分之一来自风能和太阳能。

柯林斯及其团队认为,他们的模型和数据可用于描述各种可能的未来情况,以帮助决策者更好地了解可再生能源的可靠性和影响,包括转向100%可再生电力系统的影响。通过公开提供他们的模型和数据,研究人员还希望未来的工作将显示出对这些长期天气模式的更多认识,以便准确描绘出一个更加依赖可再生能源的世界。

Collins说:“为了使未来的政策发展变得稳健并捕捉脱碳能源系统在气象方面的依赖性,它们应基于利用常规长期数据集的开放模型分析。”

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