Brad Gammons是IBM全球能源和公用事业行业的总经理,他负责监督战略,销售执行,解决方案开发,运营和营销。 Rolf Gibbels是IBM全球能源和公用事业组织的执行成员,领先全球行业解决方案和业务发展活动。他专注于发电,包括所有IBM品牌,包括Wind等可再生能源。作者将本文贡献给生活学的专家声音:专家和见解。
去年,在美国和海外,风能行业创造了新的记录,得分无数,并且在全球范围内获得了令人惊讶的一轮,随着它的增长,可提供全球电力生产的2.6%。从现在开始的十年来,这个数字正可以增长到7.4%。报告由Navigant Research。
在过去的十年中,风能蓬勃发展,比许多能源乐观主义者所预测的要快得多。如今,一个良性周期正在进行中,由公共补贴和投资播种;受到能源安全的需求和目标的驱动减少排放;并通过一个熟悉的过程来维持,在该过程中,扩大制造能力降低人均成本,提高了与常规燃料的竞争力,并驱动了进一步的创新。
但是,社会如何确保这一进步得到持续而不是短暂?
最高级的一年
公用事业尺度的风力涡轮机在1980年代和1990年代出现,但直到21世纪初,全球大量投资和新产能的大量增长才变得普遍。快进了几年,能源进步继续发展并融合了新兴技术,例如智能电网,该技术使IBM这样的公司能够使用大数据分析来创建更有效的能源方法。
尽管去年在美国,天然气的价格达到了前所未有的低谷,但风力发电却是上线新一代来源的名单:13.1风能能力的吉瓦(GW)上线,占所有新能源容量的42%。当包括太阳能和其他低碳源时,可再生能源占所有新一代的大多数,其中大部分是第一个。
全球风能的能力也增加了创纪录的数量,去年安装了44.7吉瓦的风能 - 增加了总安装基地增长19%至282.4 GW。美国赢得了国际新设施竞赛,但只击败中国通过一个微小的边缘。中国拥有75.6吉瓦的累积能力,在全球装有风能的最高位置,美国总体排名第二,为60吉瓦。然而,欧盟总的来说仍然领先。根据该地区,该地区通过专注于近海风能弥补了空地的短缺,总共建造了105.7吉瓦的风能。全球风能委员会。
记录输出
拥有最大风能能力的美国地区开始打破流入电网的风能的记录。例如,德克萨斯州现在拥有12.2吉瓦的风能,是加利福尼亚第二号的两倍以上。在今年2月的大风冬天,孤星州的风输出量达到其核心网格上所有功率的28%。在西班牙,此类水平已成为常态:在2012年的最后三个月中,Wind提供了该国电力中四分之一以上的电力,比其他任何来源都多。
与化石燃料竞争
宣布风向最低成本的电源还为时过早,但它已经到达那里了。德克萨斯州独立电力系统运营商,德克萨斯州电力可靠性委员会(ERCOT)最近对各种电力类型(包括煤炭,天然气和风)的长期成本进行了重新构成,并预测后者将会即使目前廉价的天然气也击败在接下来的20年中。
在澳大利亚等市场中,碳排放量被收取名义费,风已成为最低成本类型的一代,没有。最近彭博新能源金融分析定价为每兆瓦时(MWH)$ 84,比天然气高28%,比煤炭好45%。在巴西,分析师于去年12月被震惊当出价时出价时。每年售价44美元的获胜竞标比两年前低41%。
技术阵风
是什么推动了风的增长突飞猛进?原因之一是更好的技术。从这些技术中,更可靠的机械系统更有效地抽出更多的能量,而在外部,更长的刀片和更高的塔楼以及更智能的软件控制系统正在同时在许多方面带来稳定的性能增长。
高塔
任何驾驶风筝的人都知道,您走的越高,越多。因此,风力涡轮设计师的到来都越来越高新一代涡轮机。在美国,设计进展 - 例如从钢切换到混凝土- 使得直立塔高达100米(328英尺),或将近30个从基地到Nacelle的故事(涡轮机的一部分,容纳了所有发电组件)。使涡轮机更高的好处因地区而异,但与当今80米(263英尺)塔之一相比,延伸可以提高输出高达14%。
变得更宽
随着塔楼的高度,涡轮叶片变长。这有助于创建一个更大的网,以捕捉更多风。通过转向更轻,更强大的材料,例如碳纤维或者高级面料(与下一代飞机相同的复合材料),涡轮机制造商正在推动极限,在较低的速度下建造更长的刀片,并在较低的速度下产生动力。
例如,通过从103 m(338英尺)的直径达到120 m(394英尺)的直径,近期的涡轮机设计可以提供高达15%的产出。正在制作更长的刀片:为了收获强大的海上阵风,欧洲的一个行业财团正在与将高250 m(820英尺)高的大型涡轮机上合作,高于80米长(263英尺)的叶片,总直径为160 m以上(525英尺)。
变得更聪明
没有智能控制软件,更大的涡轮机不一定会更好。当今的涡轮机装有传感器和精密控制器,这些控制器不断调整刀片组件的位置,以优化风能的使用并提供信息以推动操作。实际上,每个涡轮刀片的方向也经常调节。智能控制器露出更多的刀片,以捕捉最大的风。但是,如果阵风变得危险危险,则可以旋转叶片以最大程度地减少其暴露量和损坏的风险。
持续的力量
尽管硬件将继续发展,但IBM认为,高级分析软件将在维持Wind的脆弱但快速增长方面发挥最关键的作用,并巩固其作为可管理,可靠的替代能源来源的地位。例如,在中国,规划师发现,极其准确的风预测可以通过更好地掌握风能的间歇性质,而不会通过削减浪费,这可能会增加10%(这意味着可以将更多的能量出售和送入电网),这是当风场由于其他形式的能源而不得不暂停运行时。
IBM最近与中国政府经营的电网运营商隶属的公司与Jibei电力有限公司(SG-JBEPC)建立了合同。该公司是最近的风开发商,可以转向高性能计算和大数据来产生准确,精确的风向预测。使用分析技术和IBM的“混合可再生能源预报员“(HYREF)根据公司的风和太阳能电厂的需求定制的天气模型能够预测风强度,速度和方向,最长达一个月,而短期电源预测(以15分钟的时间间隔为零到四个小时),特定于各种地理位置和地形。
这些预测正在帮助SG-JBEPC预测分辨率下的功率输出,以降低到单个风力涡轮机。因此,预测错误可能小于8%(明显低于中国国家能源管理局所需的25%),从而使SG-JBEPC能够将风和太阳能整合增加10%。这项努力是中国政府提出的更广泛目标的一部分,以大幅度减少中国对化石燃料以及相关的空气和水污染的使用。
高级分析将开车风力从成为一个奇怪的备份选项到在既定市场和发展中国家的理想且可靠的替代能源领先者。中国和其他国家认识到,通过运用这些强大的软件功能,社会可以确保风能(以及可能其他可再生能源)从远射到高耸的成功。
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