不平衡的风电场规划加剧了波动

如果欧洲国家在风能领域的合作更好，风电产量波动较小。这是苏黎世联邦理工学院和伦敦帝国理工学院的一组能源和气候研究人员所得出的结论，他们首次将主要天气模式的长期分析与欧洲范围内的风力发电相结合。

可再生能源的扩张因欧洲发电中依赖天气的波动而受到广泛批评。一项新的研究表明，这不是因为天气变化而是因为没有考虑整个大陆的大规模天气状况：许多欧洲国家单方面遵循国家战略扩大风能发展能力，而不是超越自己的后院。

然而，对于个别国家来说，合作并促进其他欧洲地区风能的扩大会更好，因为这些地区目前很少使用风力发电。整个非洲大陆的平衡能力将有效地减少目前影响风速的各种天气条件造成的极端波动。这是苏黎世联邦理工学院和伦敦帝国理工学院的一组天气和能源研究人员在一项新研究中得出的结论，该研究刚刚发表在“ 自然气候变化 ”杂志上。

结合天气数据和生产能力

研究人员将过去30年来大规模天气状况的欧洲数据与风能和太阳能发电数据相结合，进行了他们的研究。这利用了苏黎世联邦理工学院开发的Renewables.ninja平台，根据历史天气数据模拟欧洲风能和太阳能农场的产量。作为提高科学透明度和开放性的努力的一部分，这种开放式模拟工具可供全球任何人使用。

研究人员利用这些数据来模拟风能如何与欧洲七种主要的“天气状况”相关联，以及随着风能容量的进一步扩大，风能如何变化。这些天气制度解释了为什么欧洲风力发电会受到持续数天波动的影响。

一些政权的特点是从大西洋滚滚而来的风向西欧带来强风，但这些都伴随着东部同时的平静状况。其他政权看到来自大西洋的平静天气。但与此同时，南欧和斯堪的纳维亚北部的风速持续增加。

苏黎世联邦理工学院大气与气候科学研究所的研究报告的第一作者克里斯蒂安格拉姆斯解释说：“整个大陆几乎没有风，因此整个欧洲都缺乏风力发电。”

然而，今天的风电场不规则地分布在整个欧洲，主要是在与北海接壤的国家。这导致风力发电不均匀，因为大多数容量安装在具有相似天气条件的邻国。这意味着如果一个稳定的高压系统导致北海几天甚至几周的平静，就像2016/17冬季那样，欧洲范围内的风力发电量急剧下降。

合作将弥补波动

欧洲电力系统的问题将因各自国家扩大风电战略而加剧，这将进一步集中北海地区的能力。这将导致更加极端的波动：有利风力条件下的高产量与平静期间的低产量之间的差异可能高达100千兆瓦 - 与100座核电站的容量大致相同 - 并且必须提供或仅在几天的时间内就被阻止了。

如果欧洲国家根据对大陆尺度天气状况的了解合作并建立未来的风电场，未来风能的波动可以稳定在目前约20千兆瓦的水平。巴尔干半岛，希腊，西地中海和斯堪的纳维亚北部都是潜在的地点。

例如，如果高压导致北海的平静，这些地方都将有足够的风。同样，如果稳定的高压区域减缓了地中海的风力发电，北海周围的风力发电场将产生足够的电力。“这就是为什么像希腊或保加利亚这样的国家的风能可以作为对欧洲现有风电场的有价值的平衡。然而，这需要在具有风电潜力的国家的规划战略中进行范式转变，”共同作者伊恩强调说。伦敦帝国理工学院的Staffell。

电力储存不可行

作者说，为了平衡这些多日波动，例如在阿尔卑斯山的电池或抽水蓄能湖泊，很难储存几天的电力，因为在可预见的情况下将无法获得必要的存储容量。未来。当前的存储技术更适合于补偿几小时或几天的较短波动。

此外，更广泛的风电场地理分布也需要扩大输电网。然而，这样一个泛欧可再生能源系统仍然可以为瑞士提供更经济地利用其水电能力的机会，以弥补短期波动。

需要政治意愿和网络扩张

使用太阳能来弥补几天的差距只能在区域层面上发挥作用。研究人员表示，为了弥补整个欧洲的波动，太阳能容量必须增加十倍。

“太阳常常在平静的时候闪耀，”苏格兰东部苏富士环境决策研究所的共同作者Stefan Pfenninger解释说，“但在冬季，欧洲中部和北部的阳光通常不足以使用太阳能电池板产生足够的电力。 “。因此，这将毫无意义的在补偿波动风力能源用太阳能大规模扩张产能。

研究人员现在希望能源生产商和网络运营商以及政府和政界人士能够听到这些新发现并更好地协调欧洲范围的规划和电网扩建。