Irlandzki blog zajmujący się energetyką informuje, że w nocy z 11 na 12 września wyłączono lub ograniczono pracę turbin wiatrowych reprezentujących 40% potencjału energetyki wiatrowej na wyspie z powodu porywistych wiatrów [1]. Ten epizod jasno ukazuje ujemne strony zbyt dużego uzależnienia się od niestabilnych źródeł energii, takich jak wiatr. Turbiny warte miliardy euro stają się bezwartościowe w okresach słabego i silnego wiatru. Powód, dla którego wyłączono tak wiele turbin, widać jasno na wykresie pokazującym wahania częstotliwości systemowej w czasie.  

Rys. 1

Krzywe obrazują produkcję energii z wiatru. Kolorem jasnozielonym zaznaczono prognozowaną produkcję, a ciemnozielonym – faktyczną produkcję energii z wiatru

źródło wykresów: irishenergyblog

Rys. 2

W miarę jak wzrastała siła wiatru w godzinach wieczornych 11.09, coraz trudniej było utrzymać stabilną częstotliwość w sieci. Nominalna częstotliwość na wyspie Irlandii wynosi 50 Hz. Taka częstotliwość utrzymuje się, kiedy popyt na energię i jej podaż są zrównoważone. Wykres pokazuje wartości częstotliwości w odstępach 5 sekund.

Krzywa przypomina zygzak, ponieważ częstotliwość skakała między 49,9 i 50,1 Hz. Spadki krzywej odpowiadają okresom występowania nadmiernych ilości energii z wiatru, co obniżało bezwładność systemu (z powodu braku generacji prądu ze źródeł konwencjonalnych, takich jak węgiel lub gaz). Gdyby częstotliwość spadła poniżej 49,7 Hz, mogłoby dojść do blackoutów (przerw w dostawie prądu dla odbiorców). Aby temu zapobiec, krajowy operator sieci Eirgrid korygował tę sytuację przez wyłączanie części jednostek wiatrowych i wprowadzanie do systemu większych ilości energii ze źródeł konwencjonalnych. Wówczas częstotliwość wracała do poziomu 50 Hz. Dla zachowania stabilności systemu w takich okresach turbiny gazowe zmuszane są do szybkiego zwiększania lub zmniejszania mocy, efektem czego jest wzrost emisji. Eliminuje to częściowo korzyści, dla których zbudowano elektrownie wiatrowe.

Na kolejnym wykresie widzimy, co się stało, kiedy wyłączono 40% turbin i do systemu docierało mniej energii z wiatru, z którą można było łatwiej się uporać – w tym przypadku ok. 1.500 MW.

Rys. 3

Częstotliwość pozostaje teraz na bardzo stabilnym poziomie i nie ma zagrożenia przerwami w dostawie prądu do odbiorców. W przyszłości była to normalna sytuacja w sieci. Spójrzmy teraz na warunki przedstawione na Rys. 2. To z kolei jest nasza przyszłość. Z pewnością administratorzy sieci będą mieli w przyszłości okazję wykazywać się najwyższymi umiejętnościami inżynierskimi. Warunki funkcjonowania turbin gazowych będą dużo trudniejsze, co wiązać się będzie z wielkimi kosztami. Nie ma już gwarancji, że nasz czajnik elektryczny zagotuje wodę, kiedy będziemy mieli na to ochotę.

W celu utrzymania stabilnej częstotliwości w takich okolicznościach krajowy operator sieci Eirgrid ma jeszcze tylko jedne wyjście, to jest może ograniczyć popyt na energię, co w istocie oznacza przerwę w dostawie prądu (blackout), tyle że inaczej nazwaną.

Przyszłość należy do energii odnawialnej. Przyszłość będzie zielona. Tylko nie wiem, co to ma wspólnego z „postępem”.

Opracowanie i tłumaczenie redakcja stopwiatrakom.eu

Przypisy:

[1] Owen Martin, „Over 40% of Wind Energy Shutdown Last Night”, Irish Energy Blog, 12.09.2016 - http://irishenergyblog.blogspot.ie/2016/09/over-40-of-wind-energy-shutdown-last.html