研究人员创建了一个交互式网络工具,用于估算风能或太阳能农场在任何地点可能产生的能量。
该工具名为Renewables.ninja,旨在使学术界和工业界更容易预测可再生产出。
来自伦敦帝国理工学院和苏黎世联邦理工学院的创作者已经用它来估算当前欧洲范围内的太阳能和风能输出,德国电气供应商RWE等公司正在使用它来测试他们自己的输出模型。
为了测试该模型,来自帝国环境政策中心的IainStaffell博士和现在位于苏黎世联邦理工学院的StefanPfenninger博士使用Renewables.ninja来估算欧洲计划或在建的所有风电场的生产率。未来20年。他们的研究结果发表在能源杂志上。
他们发现,目前欧洲的风电场的平均“容量系数”约为24%,这意味着如果每天风吹得一整天,他们就能产生大约四分之一的能量。
该数字是每个涡轮机可用风量的一个因素。该研究发现,由于新的农场正在建造使用更高的海上风力涡轮机,风速更高,欧洲的平均容量系数应该增加近三分之一,达到31%左右。
与现在相比,这将使欧洲风力发电产生的能量增加三倍,不仅因为农场更多,而且因为这些农场可以利用更好的风力条件。
在另一份今天发表在“能源”杂志上的研究论文中,该对模拟了整个欧洲的太阳能电池板的每小时产量。他们发现即使英国不是阳光最充足的国家,在最好的夏日,太阳能现在比核能生产更多的能源。然而,这一年的太阳能输出模式大大改变了电力系统其余部分的运行方式。
风能和太阳能强烈依赖天气条件,这些很难融入需要一致性的国家电力系统。如果所有能源产生过多的电力,则必须关闭一些电源。
目前,风力和太阳能发电机是最容易开关的,因此它们通常是第一个出发的,这意味着它们产生的电力可能被浪费掉。
利用更大的太阳能发电能力依赖于国家能源系统的变化,例如增加新型电力存储或小型和灵活的发电机以平衡太阳能电池板的可变输出。
Renewables.ninja使用来自NASA等组织的30年观测和模拟天气数据来预测可能影响涡轮机的风速以及可能在一年中撞击地球上任何一点的太阳能电池板的太阳光。
这些数字与制造商对风力涡轮机和太阳能电池板的规格相结合,可以估算出放置在任何位置的农场可能产生的电力输出。
Staffell博士表示,他花了两年的时间来处理他自己研究的数据,并认为创建这个工具可以让其他人更快地回答重要问题:“风能和太阳能建模非常困难,因为它们依赖于复杂的天气系统。获取数据,建立模型并检查它是否运行良好需要花费大量的时间和精力。
“如果每个研究人员在开始研究有关可再生能源的问题时都必须创建自己的模型,那么就浪费了很多时间。因此我们建立了模型,以便其他研究人员可以在线轻松使用这些模型,让他们回答他们的问题更快,并希望开始问新的。“
他和Pfenninger博士已经对Renewables.ninja进行了六个月的beta测试,现在有来自22个国家的54个机构的用户,包括欧盟委员会和国际能源机构。
Pfenninger博士说:“Renewables.ninja已经让我们回答了关于欧洲和英国当前和未来可再生能源基础设施的重要问题,我们希望其他人能够用它来进一步研究未来可再生能源的机遇和挑战“。