利用风能脱碳电力系统

获取能量从美国海岸风速可以发电的两倍多。难怪这个巨大的拜登管理视图,清洁能源资源作为其雄心勃勃的气候中心的目标100% carbon-emissions-free电力在2050年到2035年和零排放的经济。白宫的目标是30兆瓦海上风力的2030 - 1000万个家庭提供电力。

在麻省理工学院能源倡议的春季研讨会、学术专家、能源分析师,风能开发人员、政府官员、代表和效用的巨大的机遇和强大的挑战进行了探讨开发这个巨大的资源,无论是在美国和世界其他地区。

”有很多的工作要做,找出如何使用这个资源经济,宜早不宜迟,”想要主任罗伯特·c·阿姆斯特朗说,雪佛龙化学工程教授,在他的介绍。

在会议致力于技术、部署和集成,政策,法规,参与者陷害海上风电的发展,至关重要的问题,描述了威胁其快速推广,并提供潜在路径突破僵局。

研发进展

缓和的麻省理工学院研究小组行业前进,罗伯特•斯通内尔科技想要传达的副主任,为观众提供了上下文的行业。

“我们有高度的地理之间的巧合,风能容量和我们大多数人在哪里,太阳能的补充,“他说。涡轮机坐落在更深,近海海域获得高速的风的优势。“你可以让这些机器很大,创造可观的规模经济,”斯通内尔说。一个在岸涡轮产生大约3兆瓦;海上结构物可以生产15到17个兆瓦,刀片一个足球场的长度和高度大于华盛顿纪念碑。

利用风力发电场的力量分布在数百海里在深水中,斯托纳说,研究人员必须先解决一些严重的问题,包括建立和维护这些大量的钻井平台在严酷的环境下,提出风电场优化生成和创造可靠的和社会可接受的陆上电网连接。麻省理工学院的科学家们描述他们是如何解决这些问题。

“当你设计一个浮动结构,你必须准备最坏的条件下,“教授Paul Sclavounos说机械工程和造船发展涡轮机能够承受严重的风暴,面糊使用成千上万吨的风力涡轮叶片和塔的力量。Sclavounos描述系统在石油行业用于拘束巨人,活跃的钻井平台到海底,可以用于风平台。相对便宜的组件(如聚酯系泊缆绳和复合材料“可以减轻巨浪和大的影响,大风载。”

从个体中提取最大功率风力涡轮机,涡轮机中开发人员必须考虑空气动力学之间的一个风电场和相邻的风力发电场,根据迈克尔•霍德兰以斯帖和哈罗德·e·Edgerton的土木与环境工程助理教授。霍德兰建模的工作在大气中湍流和风速表明钓鱼涡轮机只需少量相对可以显著提高电力生产对于海上安装,大大提高效率。霍德兰希望他的研究将促进“改变风力发电场的设计从一开始的过程。”

有惊人的复杂性将海上风力发电集成到地区电网,比如一个由ISO新英格兰,是否转换电压或监视实用程序加载。教授史蒂文•b .里氏电气工程和计算机科学和机械工程,发展传感器,能够显示电子故障在微电网连接到一个风电场。和联合Marija Ilić兼职教授的电气工程和计算机科学高级研究科学家和信息与决策系统实验室,开发软件,使实时调度控制设备来弥补可变功率产生的风能和其他变量可再生资源。2022世界杯美洲区赛程表她也在研究自适应分布式自动化的设备,以确保一个稳定的电网。2022世界杯美洲区赛程表

“我们从这里到那里怎么走吗?”

研讨会发言提供了快照的新兴海洋产业,分享他们的紧迫感以及一些挫折。

气候的姿势“生存危机”,呼吁“大规模战斗编制排列的事业。”梅丽莎Hoffer说,他占据了新创建的内阁职位的气候首席麻萨诸塞州的联邦。她认为风力发电“电力部门脱碳的支柱。”葡萄园风力项目,国家将在全国的第一个海上风力添加到网格中。“我们会看到第一个400兆瓦…可能相互联系和上网到今年年底,这对我们是一个奇妙的里程碑,”Hoffer说。

旅程完成葡萄园风涉及大量的艰苦的环境评价,诉讼在租赁选址、谈判的价格会产生电,支持从城镇的地下电缆上岸,并前往一个Eversource变电站。真主安拉温斯坦是一个熟悉的故事,三叉戟的创始人兼CEO风,Inc .在西海岸,在深水(大于60米)开始接近海岸,温斯坦试图启动浮动海上风电项目。”20年来我一直在海洋可再生能源,当人们问我为什么做我做的事,我告诉他们,因为它很重要,”她说。”,因为如果我们不这样做,我们可能没有适合人类的星球。”

温斯坦的“现实”的照片描述了一个多年过程中三叉戟风必须解决的担忧等利益相关者部落社区和渔业和确保遵守,其他法规、海洋哺乳动物保护法案和迁徙鸟类的行为。这些巨大的浮动平台建设,最终发生时,需要迄今尚未专门的港口设施和船,和一个大装配和传输的熟练劳动力。”这是一个千载难逢的机会,创建一个新的行业,”她说,但是“我们从这里到那里怎么走吗?”

技术经理丹尼尔·延森壳牌的海上风力美洲,正致力于一个项目从罗德岛。蓝图要求高压直流电缆蜿蜒在马萨诸塞州登陆,直流线路切换到交流连接到电网。“这一切都不存在,所以我们必须找到一个空间,土地,和正确的类型的电缆,连接到互连点,与互连运营商和工作安全、可靠,”她说。

公用事业与开发商开始清除这些障碍。主任茱莉亚叫Eversource离岸风,形容她公司的重建或改善五端口,和新的运输船只海上风电场的组件装配在大西洋水域。下的效用也挖掘道路铺设新电线电缆。叫指出障碍在供应链和通货膨胀推高了成本。这使得确定未来电价更复杂,特别是实用合同和市场在每个州不同的工作。

只是七

其他国家持有遥遥领先在近海风力:到目前为止,美国声称只有7操作涡轮,而丹麦拥有6200年和2600年英国。欧洲的联合海上发电能力高达30兆瓦——想要研究科学家蒂姆·Schittekatte指出,2030年是美国的目标。

欧盟希望400千瓦海上风力,到2050年,目标更为紧迫的威胁欧洲的战争在乌克兰的能源安全。连接所有这些风车,“我们的想法是创建一个网格离岸网格”Schittekatte表示,由于欧盟法规,建立“一个协调过程建立跨境基础设施。”

Energinet Morten Pindstrup,国际首席工程师,丹麦的国有能源企业,描述了这个泛欧洲计划的一个组成部分:一个混合Danish-German离岸风网络。Energinet也是构建能源岛在北海和波罗的海从海上风力发电场和饲料池电力能力不同的国家。

欧洲风能行业受益于集中规划、监管和市场,约翰内斯·p·Pfeifenberger说校长Brattle集团的。“美国的电网规划过程是不适合今天找到具有成本效益的解决方案让我们清洁能源电网,“他说。Pfeifenberger建议美国立即追求一系列举措,其中包括一个多方协议合作集中在近海风能和建立电网运营商的兼容传输技术。

研讨会上发言表示担心复杂和长时间的审批,以及党派政治,可能会阻碍国家的境外行业。“你可以开发任何你想要的和同意你在做什么,然后人负责改变,一切都分崩离析,”温斯坦说。“我们不能慢下来,和我们需要加速。”

福特教授拉里从城市和环境规划,为突破允许思想和政治僵局。谈判专家,他建议召开秘密会议为利益相关者利益竞争协作解决问题的会议。他宣布建立一个可再生能源设施选址诊所在麻省理工学院。“我们让人们认为有问题,和接受,没有一个解决方案,该系统不会工作在未来,我们必须现在开始修复它。”

其他研讨会参与者对海上风力的成功更乐观。“相信我,浮风不是一个遥不可及的,外来的技术,很难实现,”Sclavounos说。“会有公司投资于这种技术,因为它会产生大量的能量,尽管这个过程可能不是流线型,经济学将工作本身。”

来源:https://www.mit.edu/

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