Krzywa kaczki (ang. duck curve) – wykres obrazujący dobowe zapotrzebowanie na energię elektryczną po odjęciu energii elektrycznej dostarczanej przez źródła odnawialne (zmienne) energii (głównie energię słoneczną). Zapotrzebowanie to znacząco zmniejsza się za dnia, co jest skutkiem wzrostu produkcji energii ze źródeł słonecznych (głównie fotowoltaicznych – PV), a następnie szybko rośnie po zachodzie słońca, kiedy produkcja z tych źródeł zanika. thumb|Krzywa kaczki
Krzywa ta (na ilustracji linia w kolorze pomarańczowym) przypomina nieco kształt kaczki (stąd nazwa): w godzinach popołudniowych (ale przed zachodem słońca) pojawia się duża nadwyżka energii ze źródeł PV („brzuch kaczki” na wykresie), co prowadzi do drastycznego spadku cen prądu (nawet do wartości ujemnych) i wymusza odłączanie części instalacji OZE; po zachodzie słońca instalacje PV przestają działać („szyja kaczki”), a ludzie wracają do domów i włączają urządzenia oraz oświetlenie w swoich mieszkaniach, przez co wzrasta popyt (zapotrzebowanie) na energię.
Obserwacje rynku energetyki w USA wskazują, że zjawisko to, obserwowane od końca pierwszej dekady XXI wieku, z roku na rok się pogłębiało i wciąż jest jednym z największych wyzwań współczesnej energetyki (również w Polsce). Energetyka musi w ciągu tych kilku godzin uruchomić konwencjonalne elektrownie (np. węglowe lub gazowe), aby sprostać wzrostowi zapotrzebowania.
Rozwiązaniem problemu, by nie marnować nadwyżek energii i odciążyć system, jest m.in. budowa wielkoskalowych magazynów energii (między innymi przy wykorzystaniu elektrowni szczytowo-pompowych, ale także systemów wykorzystujących baterie akumulatorów (zarówno lokalnych instalowanych przez indywidualnych odbiorców energii, jak i takich o wielkiej pojemności), które gromadzą energię w dzień, aby oddawać go do sieci wieczorem.
Stosuje się też zarządzanie zapotrzebowaniem na energię, w tym: dynamiczne ustalanie cen energii zależnych od czasu użytkowania i cen ustalanych w czasie rzeczywistym; wykorzystanie technologii inteligentnej sieci elektroenergetycznej.
Tam, gdzie jest to ekonomicznie uzasadnione (np. w krajach o dużej rozciągłości równoleżnikowej, gdzie wschód i zachód słońca pojawia się w znacząco różnym czasie, jak USA i Chiny), stosowane jest także przesyłanie energii elektrycznej z zachodu, gdzie słońce operuje jeszcze wysoko na niebie i jest duża nadwyżka produkcji PV, na wschód, gdzie słońce jest nisko lub zachodzi. Metodę tę też promują też m.in. Indie w ramach międzynarodowego projektu One Sun, One World One Grid („Jedno słońce, jeden świat, jedna sieć”).
Podejmowane działania zapobiegawcze zmierzające do złagodzenia skutków „krzywej kaczki”, m.in. masowe wdrożenie bateryjnych magazynów energii (BESS – Battery Energy Storage System), przynoszą rezultat dający się zaobserwować od pierwszych lat trzeciej dekady XXI wieku. Obserwuje się wypłaszczenie i dekonstrukcję tradycyjnej „krzywej kaczki”, przekształcając profil zapotrzebowania netto sieci w bardziej stabilną linię. BESS łagodzą kluczowe problemy tej krzywej zarówno poprzez unoszenie „brzucha” kaczki w południe jak ścinanie jej „głowy” w wieczornym szczycie.
Jednym z największych zagrożeń wynikających ze specyfiki źródeł PV była konieczność błyskawicznego (w ciągu 1–2 godzin) uruchomienia jednostek konwencjonalnych o mocy wielu gigawatów, by zastąpić wygasającą fotowoltaikę. Jako systemy o natychmiastowym czasie reakcji (mierzonym w milisekundach) BESS przejmują na siebie pierwsze uderzenie wieczornego popytu, skutkiem czego stromo wznosząca się linia („szyja” kaczki) ulega pochyleniu i wygładzeniu. Zdejmuje to z operatorów systemów przesyłowych poważny stres operacyjny.
Uwagi
Przypisy
Kategoria:Energetyka słoneczna