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Sfruttare l'energia del vento e la storage delle batterie

Uno sguardo a come l'energia eolica e lo stoccaggio delle batterie funzionano insieme.

Vinay A. Vaishampayan, Thilaharani Antony, Amirthagunaraj Yogarathnam

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Vento e batterie: una Vento e batterie: una combo dinamica affidabile. garantiscono un fornitura di energia Come l'energia eolica e le batterie
Indice

L'energia eolica sta facendo il botto nel mondo dell'elettricità, e sta solo crescendo. Immagina New York, dove si aspettano centinaia di parchi eolici che aiuteranno a alimentare case e aziende entro il 2035. Ma c'è un problema! L'energia eolica può essere un po' lunatica; non sempre tira quando ne abbiamo più bisogno. Qui entra in gioco l'accumulo di batterie.

L'importanza dell'Accumulo di Batteria

Pensa a una batteria come a un gigantesco conto di risparmio per l'energia. Quando il vento soffia forte e le turbine girano, l'energia viene immagazzinata in queste batterie. Quando il vento rallenta, queste batterie intervengono per fornire energia e mantenere accese le luci. Quindi, avere il giusto sistema di accumulo è super importante per garantire un approvvigionamento energetico costante.

Cos'è il Credito di Capacità?

Ora parliamo del credito di capacità. Pensalo come un sistema di premi per le batterie. Quando il vento non soffia abbastanza forte, il credito di capacità misura quanto aiuto può fornire la batteria. Ci fa sapere quanta energia può essere considerata affidabile quando il vento non fa il suo dovere. Ma calcolare questo non è semplice-ci vuole un po' di matematica.

Metodi Tradizionali di Stima

In passato, la gente guardava alle centrali elettriche che bruciano cose per creare energia. Usavano matematiche complesse con probabilità per prevedere quanta energia potevano fornire. Ma con l'aumento dell'energia eolica e solare, hanno dovuto cambiare approccio per includere queste fonti più green.

Qui le cose si sono fatte complicate! I ricercatori stanno lavorando per trovare modi per stimare quanta energia una batteria può immagazzinare e fornire. Può sembrare un po' come risolvere un cubo di Rubik bendato.

La Funzione di Allineamento Energetico

Entra in scena la funzione di allineamento energetico-un termine fighissimo per uno strumento che ci aiuta a stimare quanto bene una batteria può lavorare con l'energia eolica. È come un cupido per l'energia, assicurandosi che la batteria sia abbinata all'energia eolica quando è più necessaria.

Conoscere i Nostri Banchetti Energetici Indossabili

Pensa a un sistema di accumulo di energia a batteria (BESS) come a una power bank per i tuoi gadget fighi, ma invece, è per case e aziende. Quando il vento è attivo, l'energia fluisce nelle batterie. Quando è lento, le batterie forniscono l'energia necessaria, proprio come il tuo telefono che salva la situazione quando i tuoi amici sono a corto di carica.

Come Stimiamo la Capacità?

Per capire quanta energia una batteria deve immagazzinare, guardiamo quanta energia eolica è disponibile e quanta energia serve alla gente. Fondamentalmente, teniamo d'occhio le condizioni del vento e la domanda per ottenere i numeri di cui abbiamo bisogno-un po' come controllare il meteo prima di uscire senza ombrello.

Il Protocollo di Carica Avida

C'è anche un metodo chiamato protocollo di carica avida, ma non preoccuparti, non si tratta di rubare il tuo pranzo! È solo un modo per assicurarci che le batterie si carichino con quanta più energia possibile ogni volta che è disponibile. L'idea è di afferrare l'energia quando c'è, proprio come prendere l'ultima fetta di pizza a una festa prima che finisca.

Mettere Tutto Insieme: Una Giornata nella Vita di un Parco Eolico e di un Sistema di Batterie

Immaginiamo una giornata tipica. Il sole sorge e il vento inizia a soffiare. Le turbine eoliche cominciano a girare, producendo energia. Questa energia viene inviata a case e aziende, ma a volte supera ciò che la gente sta usando. Quell'energia in eccesso viene immagazzinata nelle nostre batterie.

Col passare della giornata, la gente si sveglia, accende le macchine per il caffè e inizia a usare energia. A un certo punto, il vento potrebbe rallentare. Qui le nostre batterie corrono in soccorso! Forniscono l'energia che il vento non sta fornendo, assicurando che tutti abbiano energia.

Esempi Reali: Giorni di Energia Eolica e Accumulo di Batterie

Diamo un'occhiata a alcuni veri giorni di vento ed energia. In una giornata ventilata, l'energia prodotta dalle turbine eoliche è alta, ma in un'altra giornata potrebbe essere bassa. Le nostre batterie devono adattarsi e adattarsi in base a queste condizioni, funzionando come il tuo istruttore di yoga preferito.

Ad esempio, se un parco eolico produce 100 megawatt (MW) di energia ma la domanda è solo 80 MW, i restanti 20 MW vengono immagazzinati nelle batterie. Nei giorni meno ventosi, la domanda di energia potrebbe aumentare, e le batterie saranno necessarie per colmare il divario. Se il nostro sistema è efficiente, possiamo recuperare quasi tutta l'energia persa e far funzionare tutto alla grande.

Arrivare ai Numeri: Quanta Energia Ci Serve Davvero?

Abbiamo stabilito che le batterie sono fantastiche, ma come facciamo a sapere quanta energia dovrebbero tenere? È tutta questione di equilibrio! Dobbiamo tenere conto di quanta energia si perde quando il vento soffia troppo o troppo poco.

Quando immagazziniamo energia, supponiamo di mirare a recuperare il 50% dell'energia eolica persa. Questo richiederà che le batterie abbiano una potenza e una capacità specifiche. Come Riccioli d'Oro, vogliamo che il nostro sistema sia "proprio giusto"-non troppo poco, non troppo.

Il Futuro dell'Accumulo Energetico

Guardando avanti, l'importanza dell'energia eolica e dell'accumulo di batteria crescerà solo. Con la tecnologia che migliora e i ricercatori che si immergono più a fondo nei dati, ci saranno modi più efficaci per calcolare la capacità e ottimizzare le risorse. È entusiasmante perché significa energia più pulita e un futuro più sostenibile.

Conclusione: Alimentarsi con Vento e Batterie

In sintesi, l'energia eolica e l'accumulo di batterie vanno di pari passo, assicurando che abbiamo l'energia di cui abbiamo bisogno, anche quando il vento gioca a nascondino. Comprendendo come funzionano questi sistemi e utilizzando strumenti come la funzione di allineamento energetico, possiamo creare un flusso di energia fluido.

Continuando a fare affidamento sull'energia eolica, l'innovazione nella tecnologia delle batterie ci aiuterà a immagazzinare più energia, ridurre gli sprechi e mantenere le luci accese quando il vento cala. E ricorda, proprio come gustare una deliziosa fetta di pizza, la chiave è assaporare ogni goccia di energia che abbiamo!

Fonte originale

Titolo: Effective Capacity of a Battery Energy Storage System Captive to a Wind Farm

Estratto: 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.

Autori: Vinay A. Vaishampayan, Thilaharani Antony, Amirthagunaraj Yogarathnam

Ultimo aggiornamento: 2024-11-06 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2411.04274

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.04274

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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