Các nhà nghiên cứu đã phát triển một mô hình có thể được sử dụng để dự đoán nhu cầu lưu trữ năng lượng của một quốc gia sẽ như thế nào nếu quốc gia đó chuyển hoàn toàn sang các nguồn năng lượng tái tạo, tránh xa nhiên liệu hóa thạch để sản xuất điện. Mô hình cung cấp cho các nhà hoạch định chính sách thông tin quan trọng để sử dụng khi đưa ra quyết định ngắn hạn và tham gia vào quá trình lập kế hoạch hệ thống năng lượng dài hạn.
Biểu đồ luồng tính toán biểu diễn luồng dữ liệu và các bước vĩ mô của phương pháp luận được đề xuất. Các biểu tượng được lấy từ. Tín dụng: Tạp chí Lưu trữ Năng lượng (2024). DOI: 10.1016/j.est.2024.113814
Bài báo "Mô hình hóa lưu trữ năng lượng trong quy hoạch năng lượng mở rộng công suất dài hạn: phân tích hệ thống của Ý" được công bố trên Tạp chí Lưu trữ Năng lượng.
Anderson de Queiroz, đồng tác giả của bài báo về công trình này và là phó giáo sư về kỹ thuật dân dụng, xây dựng và môi trường tại Đại học Bang North Carolina, cho biết: "Chúng tôi tập trung nghiên cứu này vào hệ thống năng lượng của Ý vì hệ thống này đã bị ảnh hưởng đáng kể trong những năm gần đây do khó khăn trong việc khai thác khí đốt tự nhiên giá rẻ do Nga xâm lược Ukraine".
"Điều đó đã đặt ra câu hỏi về cách Ý có thể làm cho hệ thống năng lượng của mình mạnh mẽ hơn. Mục tiêu của chúng tôi ở đây là phát triển một mô hình cho phép chúng tôi xác định nhu cầu lưu trữ năng lượng của Ý sẽ như thế nào nếu nước này hoàn toàn từ bỏ nhiên liệu hóa thạch và đáp ứng nhu cầu điện của mình bằng các nguồn tài nguyên tái tạo."
Lưu trữ năng lượng là một phần quan trọng của câu đố này vì các nguồn năng lượng tái tạo, chẳng hạn như năng lượng mặt trời hoặc gió, không sản xuất năng lượng ở cùng một tốc độ mọi lúc. Ví dụ, bạn cần có khả năng lưu trữ năng lượng được tạo ra bởi năng lượng mặt trời để bạn có thể sử dụng năng lượng đó vào ban đêm, khi mặt trời không chiếu sáng.
Để hiểu rõ hơn nhu cầu lưu trữ năng lượng của hệ thống năng lượng, các nhà nghiên cứu đã sửa đổi một mô hình tối ưu hóa hiện có có tên là Temoa.
Cụ thể, các nhà nghiên cứu đã sửa đổi mô hình để tính đến cách sản xuất năng lượng tái tạo sẽ thay đổi vào các thời điểm khác nhau trong ngày và các thời điểm khác nhau trong năm. Ví dụ, sẽ có sản lượng điện mặt trời lớn hơn vào mùa hè khi ngày dài hơn, nhưng điện mặt trời vẫn sẽ giảm vào ban đêm.
Các nhà nghiên cứu cũng tính đến những thay đổi trong mức tiêu thụ năng lượng vào các thời điểm khác nhau trong ngày và trong các mùa khác nhau. Ví dụ, mức tiêu thụ năng lượng có thể tăng lên vào những buổi chiều hè nóng nực nếu mọi người sử dụng máy điều hòa.
Việc nắm bắt những biến động hàng ngày và theo mùa trong sản xuất năng lượng tái tạo và tiêu thụ năng lượng cho phép các nhà nghiên cứu tạo ra một mô hình chi tiết hơn về hệ thống năng lượng, cho phép họ trả lời tốt hơn các câu hỏi về nhu cầu lưu trữ năng lượng của hệ thống. Có thể chuyển hướng bao nhiêu năng lượng tái tạo để lưu trữ? Cần lưu trữ bao nhiêu năng lượng để đáp ứng nhu cầu?
"Mô hình đã sửa đổi của chúng tôi làm rõ rằng việc tăng khả năng lưu trữ năng lượng là rất quan trọng để khử cacbon cho ngành điện của Ý, nhưng nó cũng cung cấp một số thông tin chi tiết", de Queiroz cho biết. "Ví dụ, mô hình cho thấy rằng Ý cần có khả năng lưu trữ khoảng 10% sản lượng điện của mình trong các thiết bị lưu trữ năng lượng ngắn hạn".
Thuật ngữ "lưu trữ năng lượng ngắn hạn" có phần gây nhầm lẫn. Thuật ngữ này không đề cập đến thời gian thiết bị lưu trữ có thể lưu trữ năng lượng. Thay vào đó, nó đề cập đến thời gian thiết bị có thể duy trì công suất đầu ra tối đa của nó. Ví dụ, một thiết bị 2 kilowatt trong một giờ có thể giải phóng hai kilowatt điện trong một giờ, trong khi một thiết bị 2 kilowatt trong ba giờ có thể giải phóng hai kilowatt điện trong ba giờ. Các hệ thống lưu trữ năng lượng có thể giải phóng công suất đầu ra tối đa trong bốn giờ hoặc ít hơn thường được coi là thiết bị lưu trữ năng lượng ngắn hạn.
De Queiroz cho biết: "Dự báo của chúng tôi liên quan đến các thiết bị lưu trữ năng lượng ngắn hạn xuất phát từ nhu cầu lưu trữ năng lượng của hệ thống năng lượng và thực tế là các thiết bị này là cách tiết kiệm chi phí nhất để đáp ứng những nhu cầu đó, dựa trên các dự báo và ước tính chi phí gần đây".
Tuy nhiên, trong khi bài báo này tập trung vào Ý, mô hình sửa đổi mà các nhà nghiên cứu phát triển cho công trình này có thể được sử dụng để dự báo nhu cầu lưu trữ năng lượng cho bất kỳ hệ thống năng lượng nào.
"Khi thế giới chuyển sang các nguồn năng lượng tái tạo, chúng ta cần tìm cách tính đến tính biến động của chúng", de Queiroz cho biết.
"Các thiết bị lưu trữ năng lượng mang lại cho chúng ta sự linh hoạt để điều chỉnh theo những biến động trong sản xuất năng lượng, đồng thời cũng mang lại cho chúng ta độ tin cậy cần thiết để đáp ứng nhu cầu năng lượng. Và các mô hình như mô hình mà chúng tôi đã trình bày ở đây cung cấp những hiểu biết quan trọng cho các nhà hoạch định chính sách về nhu cầu lưu trữ năng lượng dài hạn của họ."
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
