Nutzung von Windenergie und Batteriespeicherung
Ein Blick darauf, wie Windenergie und Batteriespeicher zusammenarbeiten.
Vinay A. Vaishampayan, Thilaharani Antony, Amirthagunaraj Yogarathnam
― 6 min Lesedauer
Inhaltsverzeichnis
- Die Bedeutung der Batteriespeicherung
- Was ist Kapazitätsgutschrift?
- Traditionelle Schätzmethoden
- Die Leistungsanpassungsfunktion
- Unsere tragbaren Energiespeicher kennenlernen
- Wie schätzen wir die Kapazität?
- Das gierige Ladeprotokoll
- Alles zusammenfügen: Ein Tag im Leben eines Windparks und Batteriesystems
- Beispiele aus der Praxis: Tage mit Windkraft und Batteriespeicherung
- Zu den Zahlen kommen: Wie viel Energie benötigen wir wirklich?
- Die Zukunft der Energiespeicherung
- Fazit: Mit Wind und Batterien Energie tanken
- Originalquelle
- Referenz Links
Windenergie macht richtig Welle in der Stromwelt und wird nur noch grösser. Stell dir mal New York vor, wo sie bis 2035 Hunderte von Windparks erwarten, die helfen, Häuser und Geschäfte mit Strom zu versorgen. Aber es gibt einen Haken! Windenergie kann ein bisschen launisch sein; sie weht nicht immer, wenn wir den meisten Strom brauchen. Hier kommt die Batteriespeicherung ins Spiel.
Die Bedeutung der Batteriespeicherung
Stell dir eine Batterie wie ein riesiges Sparkonto für Energie vor. Wenn der Wind stark weht und die Turbinen rotieren, wird die Energie in diesen Batterien gespeichert. Wenn der Wind nachlässt, kommen diese Batterien zum Einsatz, um den Strom zu liefern, damit das Licht an bleibt. Daher ist ein richtiges Batteriespeichersystem super wichtig, um eine konstante Stromversorgung sicherzustellen.
Kapazitätsgutschrift?
Was istJetzt lass uns über die Kapazitätsgutschrift sprechen. Denk daran wie an ein Belohnungssystem für Batterien. Wenn der Wind nicht stark genug weht, misst die Kapazitätsgutschrift, wie viel Hilfe die Batterie bieten kann. Sie zeigt uns, wie viel Energie wir zählen können, wenn der Wind nicht seinen Job macht. Aber das zu berechnen ist nicht so einfach - da steckt ein bisschen Mathe drin.
Traditionelle Schätzmethoden
Früher haben die Leute sich die Kraftwerke angeschaut, die Dinge verbrennen, um Energie zu erzeugen. Sie haben komplexe Mathematik mit Wahrscheinlichkeiten verwendet, um vorherzusagen, wie viel Strom sie liefern könnten. Aber als Wind- und Solarenergie alltäglicher wurden, mussten sie ihren Ansatz ändern, um auch diese grünen Quellen einzubeziehen.
Da wurde es knifflig! Forscher haben daran gearbeitet, Möglichkeiten zu finden, wie viel Energie eine Batterie speichern und bereitstellen kann. Das kann sich anfühlen, als würde man einen Rubik's Cube im Dunkeln lösen.
Die Leistungsanpassungsfunktion
Hier kommt die Leistungsanpassungsfunktion ins Spiel - ein schicker Begriff für ein Werkzeug, das uns hilft, zu schätzen, wie gut eine Batterie mit Windenergie zusammenarbeitet. Es ist wie ein Matchmaker für Energie, der sicherstellt, dass die Batterie mit der Windenergie gekoppelt ist, wenn sie am meisten gebraucht wird.
Unsere tragbaren Energiespeicher kennenlernen
Denk an ein Batteriespeichersystem (BESS) wie an eine Powerbank für deine fancy Gadgets, aber stattdessen für Häuser und Unternehmen. Wenn der Wind bläst, fliesst die Energie in die Batterien. Wenn es weniger windig ist, liefern die Batterien die benötigte Energie, wie dein Handy, das den Tag rettet, wenn deine Freunde alle keinen Saft mehr haben.
Wie schätzen wir die Kapazität?
Um herauszufinden, wie viel Energie eine Batterie speichern muss, schauen wir, wie viel Windenergie verfügbar ist und wie viel Energie die Leute brauchen. Im Grunde behalten wir die Windbedingungen und die Nachfrage im Auge, um die Zahlen zu bekommen, die wir brauchen - so ähnlich, als würde man das Wetter checken, bevor man ohne Regenschirm rausgeht.
Das gierige Ladeprotokoll
Es gibt auch eine Methode namens gieriges Ladeprotokoll, aber keine Sorge, es geht nicht darum, dir dein Mittagessen zu klauen! Es ist einfach ein Weg, um sicherzustellen, dass Batterien so viel Energie wie möglich aufladen, wann immer sie verfügbar ist. Die Idee ist, Energie zu schnappen, wenn sie da ist, so wie man das letzte Stück Pizza auf einer Party nimmt, bevor es weg ist.
Alles zusammenfügen: Ein Tag im Leben eines Windparks und Batteriesystems
Stell dir einen typischen Tag vor. Die Sonne geht auf und der Wind beginnt zu blasen. Die Windturbinen fangen an zu drehen und produzieren Energie. Diese Energie wird an Häuser und Geschäfte gesendet, aber manchmal übersteigt sie, was die Leute nutzen. Diese überschüssige Energie wird in unseren Batterien gespeichert.
Im Laufe des Tages wachen die Leute auf, machen ihren Kaffee an und fangen an, Energie zu nutzen. Irgendwann könnte der Wind nachlassen. Da kommt unsere Batterie zur Rettung! Sie liefert die Energie, die der Wind nicht bereitstellt und sorgt dafür, dass alle Strom haben.
Beispiele aus der Praxis: Tage mit Windkraft und Batteriespeicherung
Schauen wir uns ein paar reale Tage mit Wind und Energie an. An einem windigen Tag ist die von den Windturbinen erzeugte Energie hoch, aber an einem anderen Tag könnte sie niedrig sein. Unsere Batterien müssen sich anpassen und je nach diesen Bedingungen arbeiten, wie dein flexibler Yoga-Lehrer.
Wenn ein Windpark zum Beispiel 100 Megawatt (MW) Energie produziert, die Nachfrage aber nur bei 80 MW liegt, werden die zusätzlichen 20 MW in den Batterien gespeichert. An weniger windigen Tagen könnte die Energienachfrage steigen, und die Batterien werden benötigt, um die Lücke zu füllen. Wenn unser Setup effizient ist, können wir fast die gesamte verlorene Energie zurückgewinnen und alles läuft reibungslos.
Zu den Zahlen kommen: Wie viel Energie benötigen wir wirklich?
Wir haben festgestellt, dass Batterien grossartig sind, aber wie wissen wir, wie viel Energie sie halten sollten? Es geht um das Gleichgewicht! Wir müssen berücksichtigen, wie viel Energie verloren geht, wenn der Wind zu stark oder nicht stark genug weht.
Wenn wir Energie speichern, nehmen wir an, wir streben an, 50% der verlorenen Windenergie zurückzugewinnen. Dazu müssen die Batterien eine bestimmte Leistungs- und Energiebewertung haben. Wie bei Goldilocks wollen wir, dass unser Setup "genau richtig" ist - nicht zu wenig, nicht zu viel.
Die Zukunft der Energiespeicherung
Wenn wir in die Zukunft schauen, wird die Bedeutung von Windenergie und Batteriespeicherung nur zunehmen. Mit der Verbesserung der Technologie und dem tieferen Eintauchen der Forscher in die Daten wird es effektivere Wege geben, die Kapazität zu berechnen und Ressourcen zu optimieren. Das ist aufregend, denn es bedeutet sauberere Energie und eine nachhaltigere Zukunft.
Fazit: Mit Wind und Batterien Energie tanken
Zusammenfassend kann man sagen, dass Windenergie und Batteriespeicherung Hand in Hand gehen und dafür sorgen, dass wir die Energie haben, die wir brauchen, selbst wenn der Wind schwer zu kriegen ist. Wenn wir verstehen, wie diese Systeme funktionieren und Werkzeuge wie die Leistungsanpassungsfunktion nutzen, können wir einen reibungslosen Energiefluss schaffen.
Während wir weiterhin auf Windenergie angewiesen sind, wird die Innovation in der Batterietechnologie uns helfen, mehr Energie zu speichern, Abfall zu reduzieren und das Licht anzulassen, wenn der Wind nachlässt. Und denk daran, genau wie beim Geniessen eines leckeren Stücks Pizza ist der Schlüssel, jeden Biss der Energie, die wir haben, auszukosten!
Titel: Effective Capacity of a Battery Energy Storage System Captive to a Wind Farm
Zusammenfassung: Wind energy's role in the global electric grid is set to expand significantly. New York State alone anticipates offshore wind farms (WFs) contributing 9GW by 2035. Integration of energy storage emerges as crucial for this advancement. In this study, we focus on a WF paired with a captive battery energy storage system (BESS). We aim to ascertain the capacity credit for a BESS with specified energy and power ratings. Unlike prior methods rooted in reliability theory, we define a power alignment function, which leads to a straightforward definition of capacity and incremental capacity for the BESS. We develop a solution method based on a linear programming formulation. Our analysis utilizes wind data, collected by NYSERDA off Long Island's coast and load demand data from NYISO. Additionally, we present theoretical insights into BESS sizing and a key time-series property influencing BESS capacity, aiding in simulating wind and demand for estimating BESS energy requirements.
Autoren: Vinay A. Vaishampayan, Thilaharani Antony, Amirthagunaraj Yogarathnam
Letzte Aktualisierung: 2024-11-06 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2411.04274
Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.04274
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.
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Referenz Links
- https://www.ctan.org/tex-archive/macros/Latex/required/amsLatex/math/
- https://www.ctan.org/tex-archive/macros/Latex/contrib/algorithms/
- https://algorithms.berlios.de/index.html
- https://www.ctan.org/tex-archive/macros/Latex/contrib/algorithmicx/
- https://www.ctan.org/tex-archive/macros/Latex/required/tools/
- https://www.ctan.org/tex-archive/macros/Latex/contrib/subfig/
- https://www.ctan.org/tex-archive/macros/Latex/base/
- https://www.ctan.org/tex-archive/macros/Latex/contrib/sttools/
- https://www.ctan.org/tex-archive/macros/Latex/contrib/dblfloatfix/
- https://www.ctan.org/tex-archive/macros/Latex/contrib/url/