Aralıklı enerji kaynakları üretim kaynağı olan yenilenebilir enerji her zaman mevcut değildir doğal akışa, karşılık gelen ve kontrol imkanı yoktur büyük ölçüde değiştiği mevcudiyeti. Bu enerji kaynaklarından bazıları, gelgit gücü ve (kısmen) güneş enerjisi gibi düzenli varyasyonlara sahiptir , diğerleri ise rüzgar enerjisi gibi daha az düzenlidir .
Aralıklı enerji kaynaklarının avantajları, insan ölçeğinde yenilenebilir ve tükenmez doğalarında yatmaktadır ; Onlar sahip önemsiz marjinal maliyeti ve kaç yayarlar kirleticileri . Öte yandan, bu yenilenebilir kaynaklardan yararlanabilmek için yapılan yatırım maliyetleri , 2010'daki on yılda bir düşüşe rağmen, geleneksel enerji kaynaklarına kıyasla nispeten yüksektir. Bu enerji kaynakları esas olarak elektrik üretmek için kullanılmaktadır .
Elektrik şebekelerinde kesintili kaynaklar tarafından üretilen elektriğin oranı son yirmi yılda önemli ölçüde artmıştır . Bu entegrasyon, enerji üretiminin sürdürülebilirliği ve çevresel etkisi ile ilgili düzenleyici kaygıların yanı sıra bu kaynaklardan yararlanmak için gereken sermaye maliyetini azaltan teknolojik ilerleme tarafından belirlenir. Birçok sistem ABD'de ( California , Texas ) ve Avrupa ( Danimarka , İspanya , Almanya ) enerji aralıklı kaynaklardan yıllık enerji tüketiminin% 10'undan fazlasına üretmek .
Elektrik şebekesi işletmecileri önceden santraller gün ve saatlerde üretimini optimize eder. Yenilenebilir gücün öngörülemezliği, beklenen üretimde maliyetli değişikliklere yol açan dengesizliklere neden olabilir ve güç şebekelerinin istikrarını etkileyebilir . Yenilenebilir üretimdeki düşüşü telafi etmek için geleneksel jeneratörlerin devreye alınması birkaç saat sürebilir, daha fazla hava kirliliğine yol açabilir, tesislerin daha sık bakımına neden olabilir ve kesintili kaynaklar tarafından üretimdeki farklılıklar nedeniyle diğer geleneksel jeneratörlerin planlanmasını bozabilir. çevrimiçi duruma getirin. Benzer sorunlar, bazen yenilenebilir üretimde beklenmeyen bir artışı dengelemek için gerekli olan geleneksel birimlerin kapatılmasından kaynaklanır.
Yenilenebilir kaynakların kısa vadeli değişkenliği (dakika dakika) ayrıca elektrik şebekesinde dengesizliklere neden olabilir . Bu değişkenlik, dengesizlikleri hızlı bir şekilde düzeltebilmek için jeneratörlerin birincil kontrolünü gerektirir. Ek olarak, ikincil bir kontrol (yenilenebilir üretim tahmininden bir sapma meydana geldikten sonra birincil kontrolün yerini alabilecek jeneratörler) de gereklidir. Yenilenebilir üretim hızla ve büyük ölçüde değişebileceğinden, birincil kontrol hızlı tepki verebilmelidir.
Birçok elektrik sistemi büyük miktarlarda hidroelektrik güç kullanır. Karların eridiği ve hidroelektrik gücünün arttığı aylarda, ek rüzgar enerjisi üretimi de arz fazlası sorununa neden oluyor. Rüzgarların geceleri artması ve gündüzleri azalması da mümkündür, bu nedenle rüzgar üretimi bazen tüketimle ters orantılıdır.
Bazı rüzgar jeneratörleri, rüzgar çok sertleştiğinde mekanik koruma nedeniyle durur. Rüzgar jeneratörleri, şiddetli rüzgarların olduğu dönemlerde elektrik şebekelerine önemli miktarda enerji sağladığından, şiddetli rüzgarların rüzgar türbinlerinin kilitlenmesine neden olabileceği gök gürültülü fırtınalar sırasında arz kaybı riski artar. Bu sorun, tüm rüzgar jeneratörlerinin aynı kesme hızlarıyla çalıştığı büyük rüzgar çiftliklerinde daha da kötüleşir.
Araştırma ve deneyimler, kesintili enerji kaynaklarının entegre edilmesinin maliyetlerinin 0 ile 7 $/MWh arasında değiştiğini göstermektedir . Brüt ve ark. rüzgar enerjisinin entegrasyonu için £ 5 / MWh'lik bir tahmin verin . Enernex tarafından Minnesota'da rüzgar enerjisi entegrasyonu üzerine yakın zamanda yürütülen bir başka araştırma , rezerv maliyetinin, değişkenlikten kaynaklanan maliyetin ve tahmin hatalarının 2,11 $ (%15 penetrasyon için) ile 4,41 $ (%25) arasında bir maliyetle sonuçlanacağı sonucuna varıyor penetrasyon) sağlanan rüzgar enerjisinin MWh başına. Benzer şekilde, California Operatörünün Yenilenebilir Kaynaklar Entegrasyon Raporu ( CAISO ), rüzgar tahmini hataları nedeniyle elektrik fiyatlarında ortalama bir artış öngörüyor.
Sistem bu üretimi güvenilir bir şekilde absorbe edemiyorsa, fazla üretim saatlerinde fazla yenilenebilir enerji çıkarılmalıdır. Erken ilkbaharda, California sistemin operatörü elektrik fazlasının kullandığı pompalı su içinde hidroelektrik barajlar veya reddetmek Rüzgar . Yenilenebilir üretim, Kaliforniya'daki normal koşullar altında, tahminin yenilenebilir üretim miktarını olduğundan az gösterdiği ve fazla gücün satılamadığı durumlarda da reddedilir. Teksas'ta operatör, talepte bir artış olması durumunda, güvenilirlik nedeniyle yenilenebilir üretimi reddeder.
Kesinti, yenilenebilir kaynakların entegrasyon yüzdesine bir sınır getirir. 2010'larda, bazı yenilenebilir enerjiler birçok pazarda uygun düzenlemelerle faaliyet gösteriyordu. Avrupa'da (Bazı yöneticiler Danimarka , Yunanistan ) ve ABD'de ( PJM , NYISO , CAISO , Ontario OMI) öncelikli olarak belli yenilenebilir kaynak kabul. Yenilenebilir kaynakların büyük ölçekte entegrasyonu sadece düzenleyici desteğe dayanmaz, aynı zamanda diğer teknolojik ve kurumsal önlemleri de gerektirir.
Aralıklı enerjiler , geleneksel enerjilerden çok daha düşük bir EROEI'ye sahiptir.
Elektriğin piyasa fiyatı üzerindeki sonuçlarıÇalışma " Energiewende yürüttüğü 2030 yılında, enerji geçiş", Alman düşünce Agora Energiewende ve Sürdürülebilir Kalkınma Enstitüsü ve Uluslararası İlişkiler ve yayınlananMart 2018, "yenilenebilir enerjilerin maliyetinin düştüğünü , ancak piyasa tarafından karşılanabilme kabiliyetlerinin belirsiz olduğunu" çünkü "satış fiyatlarının (veya "piyasa değerlerinin") birincil kaynak bol olduğunda (gün çok güneşli) düşme eğiliminde olduğuna dikkat çekiyor. veya kuvvetli rüzgarlar). Bu özellikler, genellikle ortalama piyasa fiyatlarından daha düşük olan değişken yenilenebilir enerjilerin ücretini önemli ölçüde etkiler. Yenilenebilir enerjilerin penetrasyon seviyesi ne kadar yüksek olursa, bu etki o kadar fazla vurgulanır. Bazen bu bağlamda, elektrik sistemindeki payları arttığında yenilenebilir enerjilerin değerinin “yamyamlaştırılmasından” bahsediyoruz” . Çalışmanın simülasyonları, güneş enerjisinin değerinin 2018'deki ortalama piyasa fiyatından %5, kara rüzgarınınkinin ise %17 altında olduğunu ve bu farklılıkların 2030'da güneş için %6-9'a ve %15'ten 21'e düşeceğini tahmin ediyor. kara rüzgarı için %.
Rüzgar ve güneş enerjisinin kesintili olmasının etkileri, rüzgar / güneş çifti durumunda (genellikle daha az güneş olduğunda daha fazla rüzgar vardır ve tam tersi) birbirlerini telafi etmeleri gerçeğiyle kısmen hafifletilebilir. depolama , esnek enerji tüketimi ve elektrik şebekelerinin birbirine bağlanması . Rüzgar enerjisi, bazı ülkelerde, enerji karışımının yeterli bir bölümünü işgal ettiğinde, elektrik şebekesini dengelemek için ayarlama değişkenlerinden biridir.
Meteorolojik tahminlerin kalitesi, üretim tahminlerinin (rüzgarlar, bulut örtüsü) kesinliğini belirler. Fransız ağında, mevcut doğruluk, bir sonraki gün için her gün yüzde birkaç oranında doğru bir tahmine sahip olmayı mümkün kılar , Genel planlama için ve üretim araçlarının hassas kontrolü için zamanında bir tahmin için ' ayar . RTE tarafından üretilir ve yayınlanır .
Yenilenebilir enerjinin pillerde depolanması , yüksek yatırım maliyeti içeren bir olasılıktır. Alternatif bir yaklaşım, ulaşım sektöründe petrolün yerine yenilenebilir enerjiyi elektrikli otomobiller ve değiştirilebilir piller kullanarak vizyonu olan Better Place'in iş planının temelini oluşturan elektrikli araç akülerinde depolamadır . Diğer bir çözüm ise elektrik enerjisini kinetik enerjiye çeviren ve bunun tersini yapan volanların kullanılmasıdır .
Hidroelektrik baraj depolaması veya Step, yenilenebilir enerji kaynaklarının kesintilerini azaltmak için ekonomik olarak uygun bir yaklaşımdır, ancak topoloji , hidroloji , maliyet ve çevresel hususlarla sınırlıdır . Bu yaklaşım şu anda yararlanılmaktadır Kuzey Avrupa'da , Danimarka onun rüzgar kaynaklarının değişkenliği yönetmek için İskandinav baraj kullanır.
Bir çalışma, maliyet, fizibilite ve çevresel hususlar dışında, Step'in kesintili yenilenebilir enerji sorununun tamamen üstesinden gelebileceğini göstermiştir.
Esnek tüketimi yenilenebilir kaynakların olmamasına bağlı günün farklı saatlerinde taşınabilir elektrik tüketimine karşılık gelir, biz de söz güç tüketimini silme . Esnek talebi elektrik piyasalarına entegre etmek için çeşitli mekanizmalar vardır. Esnek tüketicilerin elektriğini yılda birkaç kez, maksimum sistem tüketimi dönemlerinde kesen programlar kullanılabilir; elektrik tüketiminin yoğun olduğu dönemlerde artan tüketim fiyatlandırması, tüketicilerin elektriği en yüksek tüketimleri oranında ödemesini gerektiren bir alternatiftir. Gerçek zamanlı elektrik fiyatlandırması, tüketicilerin elektrik fiyatlarından sürekli haberdar olmasını ve fiyat teşvikleri yoluyla yenilenebilir kaynakların kullanılabilirliğine uyum sağlamasını gerektirir . Bu bilgi akıllı şebekeler tarafından sağlanır .
Coğrafi olarak yakın üretim tesislerinde bulunan termik jeneratörlerin havuzlanması ve birbirine bağlanması, elektrik şebekesi operatörlerine sunulan müdahale araçlarının artırılmasını mümkün kılar ve yenilenebilir enerji kaynaklarının kesintisini daha iyi dengelemelerini sağlar . Ek olarak, komşu bölgelerden gelen aralıklı üretimin istatistiksel olarak toplanması (genişleme), yenilenebilir arzın genel belirsizliğini azaltır (yenilenebilir enerji kaynakları mükemmel bir şekilde ilişkilendirilmediği sürece). Örneğin, gündüz maksimumlarını üreten güneş enerjisi kaynakları, maksimumlarını gece üreten rüzgar kaynakları ile birleştirilirse, ortaya çıkan üretim profili daha muntazam ve dolayısıyla izlenmesi daha kolay dengelenir. Komşu sistemlerin bu karşılıklı bağlantısı, yeni hatların inşası ve komşu ülkelerden yöneticilerin operasyonlarının uyumlu hale getirilmesiyle kolaylaştırılabilir.
Örneğin, Hollanda'da ağustos 2019, Vattenfall , ilan edilen 60 MW (2020'de) üretim için güneş (38 MW fotovoltaik), rüzgar (22 MW için altı türbin ) ve pilleri (12 MWh kapasite) birleştiren hibrit bir çözüm sundu . Böylece operatör, enerji üretimi veya kullanılabilirliği olmadan geçen süreyi ve ayrıca ağa bağlanma maliyetini azaltır.
Bir dereceye kadar, bazı tesisler çıktılarını yumuşatmak için tasarlanabilir. Örneğin, CEA'dan Charles Roux, heterojunction ve perovskitleri (2010'larda geliştirilmekte olan iki teknoloji) birleştiren fotovoltaik teknolojilerin günün erken saatlerinde ve daha sonra elektrik üretebileceğini (çünkü UV, kızılötesi ve görünür spektrum kullanarak) açıklıyor . Bazı fotovoltaik modülleri dikey olarak ve Doğu-Batı ekseninde yönlendirirsek, bu onlara iki üretim zirvesi verir (sabah 10:00 civarında ve öğleden sonra 16:00 civarında), "elektrik santralinin" üretimini aşağıdakilerle yumuşatabilen zirveler. üretim zirvesi öğlen saatlerinde ortaya çıkacak olan güneye bakan paneller ....