摘要:在世界许多地区,高压(HV)电网已饱和,这使得很难容纳其他太阳能光伏(PV)系统连接请求。在本文中,根据净现值(NPV)评估了饱和网格中安装的PV容量的不同方案。开发的方案比较了网格容量,光伏系统方位角变化,缩减和电池存储的增加。在每种情况下,使用优化模型评估净现值(NPV)作为过度建筑能力因子的函数,该模型将其定义为超出可用容量以外的PV容量的相对量。这些方案应用于荷兰的案例研究,分析表明,通过优化削减措施,PV系统的容量可以提高到120%的过度建筑能力。考虑到这些成本时,首选在电网上进行较大的过度建筑能力投资。但是,最佳NPV位于40%的过度建筑物中,因此社会和NPV最佳距离并不总是对齐。此外,没有发现使用电池系统作为基础设施升级的替代方案是一种经济高效的解决方案。因此,限制可以在一定程度上具有成本效益,以允许将额外的PV容量连接到饱和网格。此外,与已安装的PV容量相比,逆变器的大小应大大降低。对于超过120%过度建立的网络容量的连接请求,应考虑。
摘要 - 作为量子信息处理器在quantum位(Qubit)计数和功能性中生长,控制和测量系统成为大规模可扩展性的限制因素。为了应对这一挑战并保持速度不断发展的经典控制要求,完全控制堆栈访问对于系统级别的优化至关重要。我们设计了一个基于模块化的FPGA(可编程门阵列)的系统,称为Qubic,以控制和测量超导量子处理单元。该系统包括室温电子硬件,FPGA门软件和工程软件。由几个商业现成的评估板和内部开发的电路板组装的原型硬件模式。gateware和软件旨在实现基本的量子控制和测量协议。通过在劳伦斯·伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laberatory)的高级量子测试中运行的超导量子处理器上的超导量子处理器上进行量子芯片表征,栅极优化和随机基准测量序列来证明系统功能和性能。通过随机基准测量,单量和两级工艺条件的测量为0.9980±0.0001和0.948±0.004。具有快速电路序列加载能力,Qubic可以有效地执行随机编译实验,并证明执行更复杂的算法的可行性。
光伏 (PV) 渗透率的提高会降低 PV 电力的边际电网价值。渗透率越高的 PV 电网价值越低,这可能会限制该技术的经济吸引力和未来需求。为保持这一价值,人们提出了各种策略。我们使用一致的框架,分析了美国十多种策略的净值(考虑成本和电网价值)。在这里,电网价值是根据同时发生的批发电力市场价格和 PV 发电量估算的,使用观察到的历史价格或建模的未来价格,PV 渗透率高达 30%。我们发现,旨在以牺牲总发电量为代价来改变独立 PV 发电时间的既定和新兴策略(包括将单面 PV 模块朝西或将双面模块朝垂直方向)会导致较小的净值收益或损失。在这样的系统中添加能量存储会放大净值损失,因为当添加存储的能量转移能力时,改变 PV 生产时间的配置变得多余。最大的净值收益来自于最大化发电量(太阳能跟踪加上超大光伏阵列)与存储相结合的策略,尤其是在光伏渗透率高的情况下。光伏系统是长期资产。我们的结果表明,随着未来几十年美国光伏和存储部署继续加速,今天推动发电量最大化策略的努力可能会产生越来越多的净值收益。
效率;经济潜力(包括成本)以及可行潜力(考虑了社会和环境约束)。我们考虑了公用事业规模和屋顶太阳能光伏、聚光太阳能发电、陆上和海上风电、水电、地热发电和海洋(波浪、潮汐、海洋热能转换和盐度梯度能)技术。我们发现,报告的每种能源技术潜力在不同技术之间(通常在同一技术内)相差几个数量级。因此,我们还讨论了作者发现如此不同结果的主要因素。根据本综述并基于最可靠的研究,我们发现公用事业规模太阳能光伏、聚光太阳能发电、陆上风电和海上风电的技术潜力均超过 100 PWh/年。水电、地热发电和海洋热能转换的技术潜力超过 10 PWh/年。屋顶太阳能光伏、波浪和潮汐的技术潜力超过 1 PWh/年。盐度梯度具有高于 0.1 PWh/年的技术潜力。评估可再生能源全球经济潜力的文献(考虑了每种可再生资源的成本)表明,经济潜力高于当前和近期的电力需求。很少有研究计算出考虑社会和环境约束的全球可行潜力。虽然这些范围对于评估可用能源的数量很有用,但它们可能会忽略大规模可再生能源组合的挑战。
𝑪𝑪 临界点矩阵 𝑛𝑛 !具有 𝑖𝑖 级需求的公司数量 𝐶𝐶 “# 太阳能光伏系统容量(MW) 𝜂𝜂 $ 存储充电效率 𝐶𝐶 “#%&' 最大太阳能光伏系统容量(MW) 𝜂𝜂 (存储放电效率 𝐶𝐶 )存储系统容量(MWh) 𝑛𝑛 “# 太阳能光伏系统寿命(年) 𝐷𝐷 电力需求(MW) 𝑛𝑛 * 存储系统寿命(年) 𝐷𝐷 ! 𝑖𝑖 级电力需求(MW) 𝑁𝑁 公司总数 𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷 放电深度(%) 𝑂𝑂 “# 太阳能光伏系统 O&M 成本(EUR/MW/年) 𝐸𝐸 存储系统规模 (MWh) 𝑂𝑂 * 存储系统 O&M 成本 (EUR/MWh/年) 𝑓𝑓 !类别 𝑖𝑖 校正系数 𝑃𝑃 + 电力批发价 (EUR/MWh) 𝐹𝐹 太阳能发电容量系数 (MW/MW) 𝑟𝑟 折扣率 (%) 𝐺𝐺 太阳能发电量 (MW) 𝑆𝑆 存储水平 (MWh) 𝐼𝐼 "# 太阳能光伏系统安装成本 (EUR/MW) 𝑆𝑆 ,-&. 实际存储水平 (MWh) 𝐼𝐼 * 存储系统安装成本 (EUR/MWh) 𝑆𝑆 )/)0&!1 可持续起始存储水平 (MWh) 𝑳𝑳 下三角矩阵 𝑡𝑡 时间 (小时) 𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿 平准化电力成本(EUR/MWh) 𝛥𝛥𝛥𝛥𝛥 时间步长(小时)𝑴𝑴 差异矩阵𝑡𝑡 1 在第 n 个临界存储级别(小时)𝑚𝑚 ! 𝑖𝑖 级电表数量𝑇𝑇 时间范围(小时)𝑀𝑀 电表总数
插电式电动汽车 (PEV) 被广泛认为是减少交通运输中温室气体 (GHG) 排放的一种有希望的选择。充电所用的电力对于 PEV 的环境评估具有决定性作用。大多数研究假设充电采用平均电网组合。2021 年的一项研究表明,可再生能源在欧洲 PEV 充电电力中的份额高于电网组合。本研究对这项研究进行了更新,以进一步完善数据库并比较 2021 年和 2023 年的结果。此外,实施了小的方法调整,以改善欧洲 PEV 充电中可再生电力的估计。因此,本文介绍了对欧盟 13 个国家的 3,400 多名 PEV 用户进行的广泛调查的结果。结果显示,PEV 用户仍然主要在家中为 PEV 充电。然而,与 2021 年的结果相比,家庭充电的可再生能源充电电价份额有所下降。当考虑所有充电地点(家庭、工作和公共充电)、可再生能源合同电力的各自份额以及每个欧盟国家的 PEV 数量时,可再生能源在 PEV 充电电力中的份额进一步增加,并且仍然高于欧洲电网组合(即平衡的总供应商组合)。我们通过概述 2021 年研究结果与当前研究结果之间的差异来讨论这一发现的原因。
总结欧洲可再生电力的潜力足以使从自我融合的,统一的地区到相互联系的大陆在不同尺度上完全可再生供应。我们不仅表明大陆规模的系统是最便宜的,而且国家规模及以下的系统可能会以20%或以下的成本罚款。传输是低成本的关键,但是没有必要大大扩展传输系统。仅传输电子才能平衡频率时,传输网格的大小与当今的大小相当,尽管具有扩展的交叉边界能力。范围内最大的差异涉及土地使用,因此是社会接受:在大陆系统中,一般能力集中在最佳资源所在的欧洲外围。区域系统具有更多的分散生成。因此,关键的权衡不是在地理规模和成本之间,而是在规模和所需发电基础设施的空间分布之间。
可变可再生能源(VRE)有望成为实现范围内经济气候变化目标的基石。但是,尽管运输电气化正在推动公路车辆的发展,但对于长途航空航空仍然具有挑战性。在这个难以蓄积的部门中,政策和研究重点是生产与现有飞机技术兼容的液化燃料。尽管目前,替代喷气燃料市场以生物燃料为主,但多样化的燃料生产途径对于弹性的未来至关重要。新兴的基于电力的合成喷气燃料为商业化提供了有希望的新路线。尽管通过电解可持续航空燃料(E-SAF)和常规化石喷气燃料之间的成本比率提出了采用障碍,但涉及综合动力系统观点的技术经济评估表明,潜在的协同效应既可以降低E-SAF的生产成本,又可以使电力领域的能源部门朝着基于恢复电源的动力生成系统。大型VRE容量需要灵活的需求管理,而E-Fuel Electreolizer等可中断的技术可能在网格平衡和成本
摘要:太阳辐射的变化对将太阳能光伏 (PV) 能源整合到电力系统中提出了重大挑战。结合电池存储技术可确保能源可靠性并促进可持续发展。在本研究中,通过迭代计算过程进行能量分析,确定安装规模和具有最佳恒定月功率的运行设定点,同时考虑各种运行设定点和系统参数。根据电池制造商提供的曲线集成退化模型,并使用雨流法计算充电放电循环,以确保对工厂进行可靠的分析。通过长期模拟中的大量数据分析,生成指标,允许建立系统的能量不可用性与 BESS 尺寸之间的关系。
电气阳离子的运输是达到气候目标的关键要素。2,5直接电气和电池电动汽车(BEV)在某些运输部门(例如在公路乘客运输中)很重要,可再生气态和液态燃料用作桥接和互补的解决方案。6,7在重型货运8和海上9运输和航空中,10个完整的电气充满了挑战,因此需要燃料的燃烧发动机仍被视为长期选择。存在两个主要的可再生燃料选项:生物燃料和电露。生物燃料是由农作物或生物量残留物生产的,是当今最常见的选择。但是,资源基础有限为11,12,如果通过能源作物产生,人们担心潜在的负面环境影响13,14,以及竞争与食品生产的可耕地。15,16这限制了能量使用的生物量潜力17,18,并以实质性的不确定性和风险使可持续性评估复杂化。19,20