再生可能エネルギーの統合に関する重要な問題の 1 つは、風力や太陽光などの可変発電 (VG) リソースが他の電力システムとどのように相互作用するかを理解することです。 VG の出力は上下に変動するため、残りの発電設備 (主に水力発電と火力発電) はこれらの変動を相殺して、電力の供給が常に需要と一致するようにする必要があります。そのため、大量の再生可能エネルギーを統合する場合、従来の発電機の出力を変化させる能力は重要な考慮事項です。
VG 出力が非常に高い場合 (たとえば、カリフォルニアの晴れた晴れた日の真っ只中)、残りの従来のフリートは出力を非常に低いレベルに下げる必要がある場合があります。しかし、これらの発電所の多くには運用上の制約があり、再生可能な資源がより安価なエネルギーを生産している場合でも、発電所の稼働率を下げたり停止したりすることはできません。
この「最小発電量」の問題は、現在、再生可能エネルギーをグリッドに追加する能力に対する重要な制約として広く認識されています。従来の発電機の出力を減らすことができない場合、完全に良好な風力発電と太陽光発電を削減 (廃棄) することを余儀なくされます。これが、アヒルの曲線の「腹」を心配する理由です。
この問題が再生可能エネルギーの導入に与える影響を考慮して、国立再生可能エネルギー研究所（NREL）の私たちを含む統合研究者は、火力および水力発電機の特性に関するデータセットの収集に多くの時間を費やしてきました。このデータは主にグリッド モデリング コミュニティを対象としていますが、このトピックには、コスト効率よくグリッドに投入できる風力と太陽光の量を理解する上で、非常に重要な政策的意味合いがあります。
この論文では、2 つのことを行っています。最初に、グリッド モデラーが、風力と太陽光をコスト効率よくグリッドに統合できるかどうかを評価する方法を改善するために使用できるデータ ソースをまとめます。これらのデータセットは、電気料金に応じて出力を実際に変化させない (少なくとも歴史的に) 発電所の数を示しており、したがって、最小発電量の問題に寄与する可能性があります。
第二に、プラントの柔軟性を誤って評価すると、風力と太陽光を統合する能力を過大評価または過小評価する可能性があることを示します。私たちの分析によると、従来の発電所の柔軟性を評価することは、エネルギー貯蔵などのグリッドの柔軟性の他のソースを評価することと同じくらい重要である可能性があります。また、より多くの再生可能エネルギーが電力システムに追加され、システムの「底上げ」に関する懸念が高まるにつれて、ユーティリティやその他のシステム計画者が利用できるさまざまな柔軟性オプションを継続的に評価および再評価する必要があることも示しています。
では、これはどういう意味ですか？電力網の柔軟性の新たな源を提供する従来の発電機の役割を研究するには、まだ長い道のりがあります。特に、州および地方の政策が、電力網における VG のレベルをこれまで以上に高めることを推進し続けているためです。
これらの調査結果は、How low can you go? というタイトルの記事で説明されています。最近ジャーナル Energy Policy に掲載された、再生可能エネルギーの統合のための最小発電レベルを定量化することの重要性 .この作業は、国立再生可能エネルギー研究所の Paul Denholm、Greg Brinkman、および Trieu Mai によって実施されました。
アヒルの曲線は、カリフォルニア独立システム オペレーターによって発行された有名/悪名高いチャートであり、PV がアヒルのプロファイルに似た純需要のパターンをどのように生成するかを示しています。これは現在、大量の PV をシステムに統合する際の課題の例として広く使用されています。
