本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
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上周,太平洋西北地区的温度飙升至三位数,打破了当地的最高气温记录,用电量也随之猛增。据路透社报道,大多数电网都能应对此类事件,但这次却出现了问题。正如空调需求上升时,风速几乎减缓至停止。平静的空气没有转动涡轮机,而涡轮机是该地区能源来源中日益增长的一部分。
电力运营商正在更多地了解风力波动如何使越来越依赖风力发电的地区的能源分配复杂化。例如,据《西雅图邮报》报道,今年6月,哥伦比亚河峡谷东端的风力发电场在一个小时内产生的能量就跃升了1000兆瓦,或者说“足够为大约68万户家庭供电”。为了平衡这种上升,运营商不得不迅速转移水力发电大坝(该地区的主要电力来源)周围的水,以防止系统过载。当风再次平静下来时,运营商可以让水流回。 (这里出现了第二个问题:虽然在大坝后蓄水会在风停止后产生更多的潜在能量以供使用,但这对试图向下游游动的鱼类有害。)
但是上周,当热空气静止不动时,河流中的水位也下降了,这给仍然比风力更严重依赖水的供电系统带来了额外的压力。
联邦博纳维尔电力管理局控制的15238平方英里内的风力发电容量,包括哥伦比亚河峡谷的风力发电场,现在为2105兆瓦,而1998年仅为25兆瓦。据《西雅图邮报》报道,“这足以向两个西雅图大小的城市供电”。预计该容量将在四年内增加近两倍。
当风力对电网的贡献与更传统和稳定的能源相比很小时,其自然不可预测性不是问题。然而,随着风力发电贡献的增长,风的不稳定特性开始凸显。BPA估计,到2011年,该系统将不再有足够的灵活性来调整风力变化。
科学家们目前正在研究各种方案,以帮助缓解应该是一件非常好的事情(即清洁可再生能源的增长)所产生的问题。一种受到广泛关注的策略是改进风力预测。美国能源部目前正在与葡萄牙的研究机构INESC Porto合作,开展一个项目,将预测中的误差幅度从20%降低到15%。
与此同时,BPA将增加16个风力监测站,并将很快安排每半小时而不是每小时进行一次电力调整。《西雅图邮报》援引BPA电力运营专家金·伦道夫的话说:“我们预测得越准确,我们需要的储备就越少,这将降低成本。”
降低成本将吸引消费者;减少河流交通拥堵可能会让鱼高兴。
风力涡轮机图片来自ianmunroe在Flickr上的作品