В условиях роста доли в энергетических системах ветровой генерации, которая отличается вариабельным, переменчивым, зависящим от погоды профилем, всё больше внимания уделяется анализу неблагоприятных событий, приводящих к значительному падению выработки.
От качества этого анализа зависит будущая структура энергосистем и их надёжность.
Ещё в 2017 годы рассматривалась модель будущей электроэнергетической системы ФРГ, способная без потерь проходить через «холодный темный штиль» (нем. — kalte Dunkelflaute) – длительный период пасмурной и одновременно безветренной погоды, сочетающийся с высоким спросом на электроэнергию.
На днях в научном журнале Environmental Research Letters была опубликована статья «Частота и продолжительность случаев низкой выработки ветроэнергетики в Германии» (Frequency and duration of low-wind-power events in Germany).
Ветроэнергетика уже сегодня становится основным производителем электроэнергии в ФРГ. Поэтому достоверная оценка, насколько и на какой период этот основной источник энергии может «выпасть» из системы, очень важна.
Авторы проанализировали погодные данные за последние сорок лет и определили, что периоды слабого ветра случаются реже зимой, чем в остальное время года. Короткие негативные события продолжительностью до половины дня могут происходить несколько раз в год; очень продолжительные события гораздо реже.
Каждый год случается период (около пяти дней подряд), в который коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) наземной ветроэнергетики [только этот сектор анализировался в работе] в среднем по стране падает ниже 10%. Каждые десять лет случается такой период продолжительностью около восьми дней, а раз в двадцать лет он может составить девять дней. Если рассматривать только зимние месяцы, то продолжительность этих периодов будет меньше [этот методологический подход с выделением зимних месяцев объясняется тем, что зимой, с одной стороны, генерация на основе солнца падает до минимумов, и, с другой стороны, потребление электроэнергии, как правило, выше, чем в другие времена года].
Самый экстремальный за 40 лет случай произошёл в 1985 году, когда период слабого ветра (расчётный КИУМ ветроэнергетики ниже 10%) продолжался почти десять дней.
Авторы отмечают, что энергетическое моделирование, в котором берется только один год, может существенно недооценить возникновение случаев низкой выработки ветроэнергетики и связанных с ними последствий для системы [это, в общем-то, выглядит очевидным]. Это особенно актуально для анализа долгосрочных потребностей в хранении энергии. Поэтому рекомендуется использовать многолетние погодные данные.
Исходя из своего анализа, авторы заключают, что опасения по поводу продолжительного зимнего «тёмного штиля» (нем. – Dunkelflaute) в ФРГ, по-видимому, переоценены, учитывая, что самое продолжительное событие в зимний период, в течение которого КИУМ ветроэнергетики падает ниже 10%, случается раз в десять лет и длится около пяти дней.
Авторы также рекомендуют политикам и регуляторам разработать нормативное определение термина Dunkelflaute, поскольку сегодня он количественно не определён и «слишком идеологизирован».
Читайте по теме. Ветроэнергетика в Германии: будущее туманно?
