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大仁說財經 | 沒有風、太陽不露臉,再生能源要靠虛擬電廠來解決問題

虛擬電網能取長補短解決電力來源差異問題。(Getty Images) 虛擬電網能取長補短解決電力來源差異問題。(Getty Images)

虛擬電廠可以解決再生能源面臨的一項最嚴峻挑戰:天氣。

即使在沒有陽光和風力微弱情況下,虛擬電廠也能從再生能源提供電力,這種科技有助解決氣候危機。

串聯各種發電方式可以統一調度需求。(Getty Images) 串聯各種發電方式可以統一調度需求。(Getty Images)

英國Newcastle大學能源系統教授泰勒(Phil Taylor)表示:「如果不能依賴再生能源和其他科技以可控的方式提供所需能源,那麼就非得倚賴化石燃料電廠來彌補這些不可預測性。」

泰勒說,傳統發電廠可以透過例如燃燒更多的煤來解決供需波動。他說,但是諸如風電場和太陽能發電廠之類的潔淨能源取決於天氣,因此更加難以控制。

風力發電遇到沒風就沒輒了。(美聯社) 風力發電遇到沒風就沒輒了。(美聯社)

虛擬發電廠試圖透過聯接分立的再生能源設施、發電和存儲等不同來源來解決這種問題。經由匯集這些資源,工程師可以使它們像傳統發電廠那樣運轉。

例如,虛擬發電廠可能會聯接10個地理位置分散的風電場,以平均每個發電廠的輸出波動。聯結的機構還可能包括一個能源儲存單位,因此,如果風電場發電量超出需求,則可以先把電力存在充電設施言,以便之後需要時可以提供更多電力。其他諸如鼓勵消費者優化能源使用的功能也可以涵蓋在內。

泰勒說:「透過協調地控制所有這些事情,虛擬電廠其實基本上和傳統電廠沒有太大差別。」

太陽能發電需要陽光,如果太陽不露臉,麻煩大了。(Getty Images) 太陽能發電需要陽光,如果太陽不露臉,麻煩大了。(Getty Images)

即時能源管理

自2011年以來,挪威Statkraft公司就一直以這種方式經營著歐洲最大的發電設施之一。

該虛擬電廠位於德國,容量超過1萬2000兆瓦,理論上可以為500萬戶家庭供電。

它使用雲端人工智慧平台,將歐洲各地的1500多個風力、太​​陽能和水力發電站與發電廠和電池設備等儲電設施聯接起來。

發電量預測值和實際發電量數據從相聯的電廠連續饋入虛擬電廠。能源市場價格在此時也納入考量,讓Statkraft能夠即時調整需求與供應。

地熱發電也是一種潔淨能源。(Getty Images) 地熱發電也是一種潔淨能源。(Getty Images)

當電力供應過剩時,可以限制發電廠的生產或儲存能量以備後用。這樣可以確保小型發電站業者始終擁有自己的電力市場,並有助於避免能源價格下跌。

Statkraft銷售副總裁巴德(Andreas Bader)表示:「我們可以將西班牙的儲電設施與德國的風電場聯接起來,以擴大其量化基礎。」

泰勒說,最重要的是要對聯接到虛擬電廠的各單位進行平衡,「如果風能發電過多而儲存空間不足,那麼虛擬電廠將無法充分控制。」

他說,隨著時間過去,虛擬電廠可能會在向低碳未來的過渡中做出巨大貢獻,但並非沒有缺點。

電力供需無法平衡,就可能出現電力缺口。(美聯社) 電力供需無法平衡,就可能出現電力缺口。(美聯社)

例如,虛擬電廠中涉及的單位數量帶來營運的複雜性,因為每個單位都都需要單獨的商業協議。它們還嚴重依賴軟體系統進行數據收集和聯繫,從而使其容易受到網路攻擊。

Statkraft發言人說,網路攻擊「是對全球能源網的威脅」。

發言人說:「與被駭客攻擊的傳統電廠類似,總發電量達數兆瓦的虛擬電廠若遭駭客攻擊,可能會對配電網路產生嚴重影響。」他指出,該公司正在大力投資網路安全。

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