Цахилгаан машинууд цахилгааны сүлжээнд хэт ачаалал өгөхгүй, үнэндээ цахилгаан машин (мөн мөс) бол түүний аврал юм

АНУ-ын баруун хэсэгт хүчтэй халалтын улмаас цахилгаан тасарч, үдээс хойш цахилгаан машин цэнэглэхгүй байхыг сануулж магадгүй юм. Калифорниа мөн 2035 он гэхэд бүх машиныг цахилгаантай болгоно гэсэн зарлигийг гаргаж байгаа нь цахилгааны сүлжээ үүнийг зохицуулж чадахгүй гэсэн санааг EV-ийг эсэргүүцэгчдийн байнга ярьдаг нийтлэг ойлголтыг дахин сэргээв.

Үүний зэрэгцээ бид өндөр сэргээгдэх эрчим хүчний сүлжээ байгуулахаар төлөвлөж байгаа нь үнэн боловч үндсэн сэргээгдэх эрчим хүч болох нар, салхи нь өдрийн цаг, цаг агаарын байдлаас шалтгаалж, үе үе байдаг.

Эдгээр хоёр асуудал нь бие биенээ зарим талаараа цуцалж чаддаг бөгөөд бусад технологитой хослуулан огт асуудал гарахгүй.

Заавал илүү их хүч биш, илүү их эрчим хүч хэрэгтэй

Бүх машиныг цахилгаантай болгохын тулд илүү их цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх шаардлагатай байгаа нь үнэн. Сүлжээний хүчин чадлыг жилийн нийт эрчим хүчний үйлдвэрлэл, мөн хамгийн их хүчээр хэмжиж болох бөгөөд эдгээр нь өөр өөр зүйл юм. Эрчим хүч бол галлон бензин эсвэл кВт цаг шиг бараа юм. Эрчим хүч гэдэг нь энергийн агшин зуурын дамжуулалт бөгөөд таны секундэд өгч чадах эрчим хүчний хэмжээ юм.

Сүлжээнд эрчим хүчний эрэлт, нийлүүлэлт өдрийн цагаар хэлбэлздэг. Шөнийн цагаар тэд бага байдаг ч дулаан өдрүүдэд өдөр ирэх тусам эрэлт нэмэгдэж, халуун болж байгаа нь нэмэлт агааржуулалтын хэрэгцээг бий болгодог. Хувьсах гүйдэл нь сүлжээн дэх хамгийн их эрэлтийн гол хөдөлгөгч хүч юм. Эрэлт оройн 6 цаг орчим оргилдоо хүрэх хандлагатай байгаа ч оройн 9 цаг хүртэл хүчтэй хэвээр байгаа бөгөөд дараа нь шөнө болтол буурдаг. Сэрүүн цагт хамгийн халуун үед оргил байдаггүй тул өдөрт хоёр (илүү бага) оргил байдаг. Ямар ч үед сүлжээ нь эрчим хүчний хүчин чадалтай байдаг. Энэ нь сэргээгдэх эрчим хүчнээс шалтгаалж өдрийн цагаар хэлбэлздэг ч эрэлт хамгийн их байгаа 4-9 цагийн хооронд нийлүүлэх хангалттай хүчин чадалтай байх нь гол зорилго юм. Тиймээс бид тэр нийлүүлэлтийг хангахын тулд цахилгаан станц, цахилгаан дамжуулах шугам барихад мөнгө зарцуулдаг.

График нь 3 оны 2022-р сарын 55-ны өдрийн дулааны долгионы үеийн Калифорнийн эрэлт, нийлүүлэлтийг харуулж байна. Нийт нийлүүлэлт 3 гВт-аас дээш байсан тул бага зэрэг нэмэлт байсан ч оройн 9 цагаас оройн 40 цаг хүртэл оргил үед XNUMX гВт-аас дээш байна.

Үлдсэн өдрүүдэд хангамж бэлэн хэвээр байна. Бид зөвхөн үдээс хойш бүх цахилгаан станцыг асааж болно, гэхдээ бид төлбөрөө төлсөн бөгөөд хэрэв хүсвэл бусад үед ажиллуулж болно. Цөмийн станц гэх мэт зарим үйлдвэрүүд өдөржин ажиллах ёстой, унтраахад хэцүү байдаг. Үр ашигтай байгалийн хийн үйлдвэрүүд дулаарч, хөргөхөд тодорхой хугацаа шаардагддаг боловч бид шаардлагагүй үед унтрааж болно. Усан станцыг хүссэнээрээ асааж, унтрааж болно. Нарны цахилгаан станцууд нь зөвхөн өдрийн цагаар эрчим хүч үйлдвэрлэдэг бөгөөд нартай үед л эрчим хүч үйлдвэрлэдэг.

Машинууд өдрийн аль ч цагт цэнэглэх боломжтой. АНУ-ын дундаж машин өдөрт 40-өөс бага миль явдаг бөгөөд энэ нь шаардлагатай бол цэнэглэхгүйгээр 5 хоног явах боломжтой гэсэн үг юм, гэхдээ тэд залгах боломжтой бол хэзээ цэнэглэхээ сонгох нь гарцаагүй. Ихэнх тохиолдолд шөнийн цагаар залгана. сүлжээнд хамгийн илүүдэл эрчим хүчний хүчин чадал байгаа үед эрчим хүч хамгийн хямд байдаг. Ирээдүйд ажил дээрээ илүү ихийг залгах боловч эдгээр машинуудын хувьд 2 цаг хүртэл ачаалал ихтэй байх болно. Замын аялалд явж байгаа маш цөөхөн тооны машин үдээс хойш цэнэглэгдэх шаардлагатай бөгөөд үүний төлөө тэд шимтгэл төлөх болно.

Үүнийг ойлгоогүй хүмүүс Калифорниа 2035 он гэхэд бүрэн цахилгаанд шилжих төлөвлөгөөгөө зарласан нь хачирхалтай гэж бодсон бөгөөд тэр долоо хоногтоо халууны улмаас 4:9-XNUMX:XNUMX цаг хүртэл цэнэглэхгүй байхыг сануулжээ. Тэд хүмүүсээс машинаа цэнэглэхээс зайлсхийхийг хүссэн тул энэ нь буруу мэдээлсэн боловч үнэн хэрэгтээ оргил үедээ цэнэглэхгүй байхыг зөвлөж байна гэдэг нь зөвхөн халуунд төдийгүй бүх цаг үед сайн зөвлөгөө юм. Калифорнид ийм хомсдолоос болж үхсэн машинтай хэн ч олдсонгүй, учир нь энэ бол эрэлтийн оргил үе юм эрчим хүчний төлөө биш, эрчим хүчний төлөө, оргил үед.

(Анхааруулснаас үл хамааран Калифорнийн сүлжээний оператор хэзээ ч цахилгаан таслах шаардлагагүй байсан гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Хүмүүсээс эрчим хүчийг багасгахыг хүссэн энгийн мессежүүд нь гайхалтай үр дүнтэй байсан.)

Илтгэгч:

Эрчим хүч бол машин зөөх, байшингаа хөргөх гэх мэт ашигтай ажил хийдэг зүйл юм. Энэ нь киловатт-цаг (кВт.ц) эсвэл галлон бензинээр хэмжигддэг. Эрчим хүч гэдэг нь киловатт эсвэл морины хүчээр хэмжигдэх эрчим хүчний урсгалын хурд юм. Таны машин 30 миль явахад нэг галлон бензин эсвэл 7.5 кВт цаг зарцуулж магадгүй ч үүнийг хурдан хийхийн тулд илүү их морины хүч хэрэгтэй. Ялангуяа кВт ба кВт.ц нь маш төстэй сонсогддог тул хүмүүс үүнийг андуурдаг.

Илүү их эрчим хүч

Бид бүх машиныг цэнэглэхийн тулд сүлжээний хүчийг нэмэгдүүлэх шаардлагагүй, гэхдээ илүү их эрчим хүч үйлдвэрлэх шаардлагатай болно. 2035 онд бүх шинэ машинууд цахилгаан хөдөлгүүртэй байсан ч 20 жилийн дараа ихэнх бензин машинууд замаас гарах хүртэл хугацаа өнгөрөхгүй. Өнөөдөр америкчууд жилд ойролцоогоор 3 их наяд миль (хагас гэрлийн жил!) Хэрэв тэд Тесла шиг машинд үүнийг хийсэн бол.TSLA
Загвар 3, энэ нь жилд 750 илүү тераватт цаг (тВт цаг) шаардагдана. 2020 онд АНУ 4,000 тВт.цаг цахилгаан үйлдвэрлэсэн нь 20 он хүртэл биш ч гэсэн 2050%-иар өссөн үзүүлэлт юм. Үүнээс ч илүү, учир нь нэг миль тутамд илүү их эрчим хүч зарцуулдаг ачааны машинууд болон бусад үр ашиг багатай машинууд байх болно. илүү олон машин, илүү их жолоодох болно, гэхдээ энэ нь танд шаардлагатай нэмэлт эрчим хүчний хэмжээг ойлгох боломжийг олгоно. (Бид мөн байшингийн хийн халаагуур, халуун усыг чулуужсан газраас цахилгаан дулааны насос руу шилжүүлэхийг хүсч байна, энэ нь өөр хэлэлцүүлэг юм.)

АНУ-ын эрчим хүчний сүлжээ сүүлийн 20 жилийн хугацаанд нийт эрчим хүчний үйлдвэрлэлээ 30%-иар нэмэгдүүлсэн тул энэ нь урьд өмнө нь ямар ч онцгой хүчин чармайлтгүйгээр хийгдсэн ажил юм. Өсөлт нь илүү их байж болох тул тусгай хүчин чармайлт гаргах шаардлагатай байж магадгүй юм. (Үгүй ч байж магадгүй, бид илүү үр ашигтай байх тал дээр улам сайжирсаар байгаа бөгөөд манай гэрлийн чийдэн зэрэг олон цахилгаан хэрэгсэл болон эд зүйлс урьд өмнө хэрэглэж байсан эрчим хүчнийхээ багахан хэсгийг ашигладаг.)

Бидэнд 20%-иар илүү эрчим хүч хэрэгтэй ч цахилгаан машинаас болж илүү их эрчим хүч хэрэггүй. Бидэнд бусад зүйлд, ялангуяа хүн амын өсөлтөд илүү их хүч хэрэгтэй байж магадгүй, эсвэл илүү үр ашигтай байх үед бидэнд бага хүч хэрэгтэй байж магадгүй юм. Шинэ цахилгаан станцууд өөр өөр арга замаар илүү их хүч, илүү их эрчим хүчийг санал болгодог. Хэрэв бид илүү их нүүрс, хий шатаахаар төлөвлөж байсан бол илүү түлш шатаах замаар одоо байгаа үйлдвэрүүдээс илүү их эрчим хүч авах боломжтой, гэхдээ энэ нь бидний төлөвлөгөө биш тул бидэнд илүү олон сэргээгдэх станц хэрэгтэй болно. Гэсэн хэдий ч машинуудаас болж бидэнд нэмэлт сүлжээ хэрэггүй болно.

Энэхүү нэмэлт хүчин чармайлт нь ихэвчлэн сэргээгдэх эрчим хүч, ялангуяа нарнаас гарах болно. Энэ нь ямар ч байгаль орчны шалтгаан биш юм. Өнөөдөр нарны эрчим хүч бол шинээр барих хамгийн хямд цахилгаан станц юм. Ямар ч төрлийн станцын нэг кВт.ц-ын нийт зардлыг харахад нарны эрчим хүч ялагч болж, жил ирэх тусам хямдарч байна. Хэрэв та хамгийн хямд үнээр эрчим хүч авахыг хүсч байгаа бөгөөд үүнийг ашиглах үедээ сонгож, сонгох боломжтой бол нарны эрчим хүч бол зөвхөн үнээр барьж байгуулах цорын ганц станц юм, гэхдээ тэг ялгаруулдаг нь мэдээжийн хэрэг.

Энэ нь цэвэрхэн, чимээгүй, ажиллахад хялбар боловч нэг сул тал нь зөвхөн нартай үед л хүч өгдөг. Үнэн хэрэгтээ, хэрэв та өдөрт 24 мегаватт цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхийг хүсч байгаа бол өдөржин ажилладаг 1 мегаваттын хүчин чадалтай энгийн станцаар үүнийг хийх боломжтой, харин нарны эрчим хүчний хувьд танд 6 мегаваттын цахилгаан станц хэрэгтэй байж магадгүй бөгөөд та зөвхөн эрчим хүчээ авах болно. Хэрэв танд хадгалах зүйл байхгүй бол өдрийн цагаар. Гэхдээ тэр 6 мегаваттын нарны станц нь 1 мВт-ын хүчин чадалтай хий, нүүрс, цөмийн станцаас бага эрчим хүч үйлдвэрлэхэд зарцуулагдана.

Энэ асуудлыг шийдэхийн тулд нар тусах юм уу салхинд хийсэх үед сэргээгдэх станцын цахилгаан эрчим хүчийг тасалдалтай нийлүүлэх том ачааллыг олох хэрэгтэй.

Энэ бол ачааллын батерейны төрөл, өөрөөр хэлбэл EV-үүд юм. Машиныг залгаад л байвал илүү гарсан үед цахилгаан авдаг, дутагдалтай үед авдаггүй. Маш цөөхөн өөр ачаалал ийм уян хатан байдаг. Бусад бүх ачааллын хувьд танд хэрэгтэй үед эрчим хүч хэрэгтэй байдаг ч батарейгаар та үүнийг ашиглахаас өөр цагт авдаг. Үүнтэй адил өөр нэг ачаалал нь усан сангийн усыг шүүж байна - та зүгээр л өдөр бүр хангалттай шүүж байх хэрэгтэй, хэзээ ч хамаагүй.

Халаалт ба хөргөлт

Цахилгаан эрчим хүчний сүлжээнд хамгийн их ачаалал, эрэлтийн оргил үеийн шалтгаан нь хөргөлт бөгөөд бид халаалтыг чулуужсан түлшнээс дулааны насос руу шилжүүлэх үед (агааржуулагчийг урвуу байдлаар) энэ нь бас том ачаалал болно. Гэхдээ халаалт, хөргөлт нь тэдний хэрэгцээг өөрчилдөг, хэрэв бид үүнд зориулагдсан тоног төхөөрөмж ашигладаг бол. Учир нь та дулааныг (эсвэл хүйтэн) хамгийн хямд "батарей" - усанд хадгалах боломжтой.

Шинэ дэвшилтэт агааржуулагчид тухайн өдрийн дараа хичнээн хэмжээний агааржуулагч хэрэгтэй болохыг мэддэг. Шөнө, өглөө нь тэд хөргөж, усыг тусгаарлагдсан мөсөн саванд хийнэ. Тэд цахилгаан хямд, элбэг дэлбэг, температур бага, хүчин чармайлт багатай үед үүнийг хийдэг. Дараа нь эрчим хүч хомсдох үед тэд тэр мөсийг байшинг хөргөхөд ашигладаг. Бидний температурын урьдчилсан мэдээ маш үнэн зөв байгаа тул компьютерууд энэ үйл явцыг бүхэлд нь хянаж, хурдан бөгөөд үр ашигтай болгох боломжтой. Эрчим хүч шөнийн цагаар (эрэлт бага байх үед) эсвэл өглөө (сэрүүн хэвээр байгаа бөгөөд нарны эрчим хүчний илүүдэлтэй үед) ирэх болно. , хөргөх, халаах) өглөө илүүдлийг авна. Сэргээгдэх эрчим хүчний нөөцөд агуулах шаардлагатай боловч энэ нь машинд байгаа батерей, мөс эсвэл (халаалтын зориулалттай) халуун ус байх болно. Мөн өөр төрлийн агуулахууд (шахсан ус, батерей болон бусад аргууд) байх болно, гэхдээ бид хуучин агааржуулагчаа ашиглахаас хамаагүй бага байх болно.

Иймээс ирээдүйн сэргээгдэх эрчим хүчний сүлжээний асуудлын томоохон хэсгийг цахилгаан машин болон мөсөөр шийдэж болно. Үүнд "тээврийн хэрэгсэлээс сүлжээнд" технологи гэж нэрлэгддэг батерейны үүрэг гүйцэтгэдэг машинууд хамаарахгүй гэдгийг анхаарна уу. Батерей нь маш удаан эдэлгээтэй болмогц үүнийг хийх боломжтой, гэхдээ сүлжээний хэт ачаалалтай үед эрчим хүчийг маш өндөр үнээр зарах боломжгүй бол үнэтэй машины батерейнууд ажиллахдаа дуусдаг нь утгагүй юм.

(Хөргөх, халаах зориулалттай мөс агуулахыг ашиглалтад оруулах нь гайхмаар удаашралтай байсан. Сансрын хамгийн анхны компани болох Ice Energy-ийн Гүйцэтгэх захирал асан Майк Хопкинсийн хэлснээр, агааржуулагч суурилуулдаг хүмүүс шинэ зүйлд төдийлөн дасаагүй, тэр байтугай энгийн засгийн газар ч гэсэн. Бүрэн эрх нь үүнийг хангалттай хурдан хийхгүй байна.Тэрээр шинэ барилгад халаах, хөргөхөд заавал мөс биш агуулахыг хуулиар шаардаж эхлэх ёстой гэж тэр үзэж байгаа бөгөөд энэ нь эрэлтийн оргил үеийн асуудлыг шийдэх болно.)

Нарны асуудал бол таных биш нарны хуваарийн дагуу эрчим хүч үйлдвэрлэдэг. Цахилгаан машинд илүү их цахилгаан эрчим хүч шаардагддаг ч нарны хуваарийн дагуу үүнийг хүлээн авах боломжтой. Хоёр асуудал нь бие биенээ арилгахын тулд ажилладаг. Агааржуулагч, гэрийн халаалтын систем, халуун усны систем нь халаалт, хөргөлтийг хийж, хадгалах, дараа нь тараах чадварыг нэмбэл бие биендээ асуудал үүсгэсэн мэт. Мэдээжийн хэрэг, энэ нь бүх зүйлийг шийдэж чадахгүй - бидэнд өөр төрлийн агуулах хэрэгтэй болно, магадгүй илүү их салхи, цөмийн болон газрын гүний дулаан. Мөн бид байгалийн хийн үйлдвэрүүдээ оргилд гарахын тулд хэсэг хугацаанд ашигласаар байх болно. Зарим хүмүүс үүнээс зайлсхийхийн тулд цахилгаан эрчим хүчээ эрчим хүчний сүлжээнд буцааж зарахын тулд цахилгаан автомашины батерейг ашиглана гэж боддог. Дээрх графикаас харахад шар нарны шугам нь хамгийн их эрэлтээс хамаагүй өндөр байх болно, гэхдээ энэ нь нар жаргах үед 7 цагт том асуудал үүсгэдэг бөгөөд гэнэт тэр оргил эрчим хүчийг нарны бус эрчим хүчнээс авах шаардлагатай болдог.

Цахилгаан машинууд нь цахилгаан эрчим хүчний сүлжээний аврал болдог арга нь тэд бидэнд тонн хямд, ногоон нарны хүчин чадлыг бий болгож, дараа нь өглөөнөөс оройн 3 цаг хүртэл нарны нэмэлт эрчим хүчийг ашиглах газрыг бидэнд олгох явдал юм.

Мөн бид өглөөний 8 цагаас оройн 3 цаг хүртэл машин зогсдог газруудад илүү олон цэнэглэгч залгуур суурилуулах хэрэгтэй болно, энэ нь ажлын байр, гэр холилдсон. Шөнийн цаг бол хамгийн тохиромжтой цаг бол нарны эрчим хүчний хямд үнэ өглөө байх болно. Хийх зүйл их байгаа ч цахилгаан машинууд хүчээ авах уян хатан чанараараа асуудлын нэг хэсэг биш харин шийдлийн нэг хэсэг байх болно.