Wycieczki do Kalifornii ciąg dalszy

Na dzień 1 marca 2020 kalifornijska sieć obsługująca 32 miliony konsumentów dysponowała następującymi mocami:

12 875 MW (54,1%) - energetyka solarna

  5 991 MW (29,4%) - energetyka wiatrowa

   1 773 MW  (7,4%)  - energetyka geotermalna

    1 256 NW  (5,3%) - mała hydroenergetyka 

       862 MW  (3,6%) - biomasa + biogaz 

  23 757 MW (100%) Razem moc zainstalowana OZE 

W pierwszej notce dotyczącej energetyki w Kalifornii omówiłam na gorąco wykresy głównych danych w plikach CSV (do pobrania), podzielonych na dwie grupy dostaw: 1) niestabilne, zależne od pory dnia i pogody - energia słoneczna i wiatrowa oraz 2) pozostałe źródła wytwarzania energii, których moc chwilowa jest możliwa do sterowania przez operatorów sieci. To one zapewniają ciągłość dostaw w ciągu doby. Widać ten podział na tym wykresie: 

Kalifornia. Wykres pokrycia zapotrzebowania mocy w dniu 22.01.2020 do 18:10

Do drugiej grupy dostawców należą pozostałe źródła energii zwanej odnawialną (geotermia, mała hydroenergetyka, biomasa i biogaz) oraz źródła klasyczne: elektrownie gazowe, duże elektrownie wodne, elektrownie jądrowe i ... elektrownie węglowe o bardzo małej mocy. Duży udział w pokryciu zapotrzebowania ma energia z importu. To jego udział zdaje się być zwierciadlanym odbiciem na wykresach dostaw w ciągu doby. Można to prześledzić na tej grafice: 

Kalifornia. Dostawy energii z różnych źródeł w dniu 22.01.2020 do 18:15

Dostawy energii ze źródeł odnawialnych zrównoważonych cechują się mało zróżnicowaną mocą w ciągu doby. Moce w zainstalowanych elektrowniach słonecznych oraz wiatrowych rządzą obecnie energetyką komercyjną. Operatorów sieci w Kalifornii można porównać do alpinistów, a niebawem także do himalaistów, bo trzeba jeszcze ograniczać a potem wyeliminować import energii oraz gaz. Rampy przeładunkowe energii dostarczanej do sieci łatwo odczytać na każdym z cytowanych rysunków. 

Kalifornia. Dostawa energii ze źródeł odnawialnych w dniu 22.01.2020 do 18:20

W miarę zwiększania mocy zainstalowanych w słońce kalifornijskie rampy rosną jak mury więzienne. Po wschodzie słońca, a zwłaszcza po ukazaniu się całej jego tarczy na niebie, wygaszanie mocy z innych źródeł odbywa się bardzo szybko. Poranny wzrost zapotrzebowania spowalnia ten proces. Trudniejszy dla operatorów jest czas zachodzącego słońca w czasie szczytu wieczornego zapotrzebowania. Rampa wieczorna jest bardzo stroma i wysoka. "Nocną" robotę muszą wykonać inni dostawcy energii. 

Kalifornijska witryna zawiera bardzo dużo informacji szczegółowych, sąsiadujących z danymi podstawowymi, do których należą rekordy, czyli szczyty. Najwyższy szczyt osiągnął import energii w dniu 21 września 2019 r. o 19:18  = 11894 MW. Rekord mocy energii słonecznej jest nieco niższy = 11473 MW (lato 2019).  Rampa wieczorna o przyroście 15639 MW/3 godziny, oznaczać może chwilowy wzrost podmiany dostaw rzędu 100 MW na minutę. Miało to miejsce w Sylwestra 1 stycznia 2019 r. po północy. W maju 2019 roku uzyskano natomiast maksymalny udział energii ze źródeł odnawialnych w pokryciu chwilowego zapotrzebowania na energię. Wynosił on ponad 80%. Dane wieloletnie o tych rekordach miesięcznych przedstawia poniższy rysunek.

Procent maksymalnego pokrycia zapotrzebowania mocy chwilowej (5 minut) w miesiącach

Źródło: http://www.caiso.com/Documents/MonthlyRenewablesPerformanceReport-Mar2020.html

W źródle tym jest dostępna  podobna grafika z miesięcznymi danymi o produkcji energii z OZE w TWh. 

Jest tam też sporo wiedzy o przygotowaniach sieci na czas plombowania szkód wywołanych w energetyce solarnej przez całkowite zaćmienie słońca w 2017 roku 

Znając zmienność podaży energii słonecznej w Polsce, można osłupieć widząc ten rysunek, przypominający paszczę wynurzającego się rekina w odmętów oceanu. W Polsce w dni pochmurne można dostrzec w ciągu jednego dnia po kilka wrębów, co przypomina czasem owłosioną gąsienicę lub pionowy ciasteczka o nazwie jeżyk. Energetyka wiatrowa w Polsce ma porównywalną moc zainstalowaną oraz prawdopodobnie podobne wydajności. W Polsce więcej energii wiatrowej uzyskuje się w zimie, co jest "plusem dodatnim". 

Energetycy kalifornijscy rozwiązują ostatnio problemy magazynowania energii oraz przyglądają się bliżej importowi (ograniczanie?), który w obserwowanych ostatnio dniach w szczycie słonecznym wykazywał  eksport (nieplanowany?). W energetyce kalifornijskiej znane są także ceny ujemne energii elektrycznej. Niewielkie ilości energii odnawialnej nie udaje się alokować. Z tymi oraz wieloma innym problemami związanymi z czyszczeniem energietyki można się szczegółowo zapoznać śledząc ten portal:

http://www.caiso.com/TodaysOutlook/Pages/default.aspx