Ar galės Tesla gigafabrikas veikti vien iš atsinaujinančių šaltinių?  (2)

Tesla Gigafactory statybai vykstant visu pajėgumu, galima prisiminti ir (išsklaidytas) dvejones dėl fabriko galimybių apsirūpinti energija, naudojant tik savo išteklius. Pateikiame straipsnį, kuriame ši galimybė buvo svarstoma.

Tesla paskelbė, kad jos Gigafactory, gaminsiantis elektromobilių baterijas, bus įkurtas šalia Reno, Nevadoje. Mane, kaip inžinierių ir atsinaujinančios energijos gynėją, labiau domina Tesla'os atsidavimas atsinaujinančiai energijai. Spaudos konferencijoje Elonas Muskas teigė, kad fabrikas gamins visą savo suvartojamą energiją, naudodamas saulės, vėjo ir geoterminės energijos derinį. Tai rimtas pareiškimas, tad žvilgtelėkime į skaičius, ar tai pasiekiama.

Manoma, kad fabrikas užims 10 milijonų kvadratinių pėdų plotą (~ 929 000 m²), beveik tūkstantyje akrų žemės. Tesla'os piešiniuose įmonė vaizduojama padengta saulės skydeliais, o tolumoje – vėjo generatoriai. Muskas sakė, kad fabrikas bus orientuotas tiksliai šiaurės kryptimi, kad įrangą būtų galima išdėlioti pagal GPS ir kad saulės skydeliai būtų atgręžti tiksliai į pietus ir gautų daugiausiai energijos. Nors paveikslėlyje skydeliai vaizduojami ant stogo, yra daug vietos juos įrengti ant žemės ir/arba įrengti daugiau vėjo turbinų.

Energijos suvartojimas

Navigant Research vertinimu, tokio dydžio akumuliatorių fabrikui reikėtų 100 megavatų galios (piko metu). Blogiausio atvejo analizei tarsiu, kad jis visą laiką veikia piko režimu. Fabrikas sunaudotų 2400 MWh per parą. Palyginimui, tiek elektros sunaudoja ~80 000 namų.

Saulės energija

Reno vidutiniškai būna penkios didžiausio saulės intensyvumo valandos per parą. Tarus, kad fotovoltinių (FV) skydelių efektyvumas yra 20 % ir jie išdėstyti nejudamai (neseka Saulės judėjimo), stogo masyvas per dieną iš 1 kvadratinio metro turėtų generuoti ~1kWh energijos. Viso stogo skydeliais padengti negalima, tad, naudojant ~850 000 m², kasdien būtų gaunama 850 MWh saulės energijos per dieną.

Vėjo energija

Reno vidutinis vėjo greitis nelabai tinkamas vėjo energijos gamybai. 150 metrų aukštyje vėjo greitis tik apie 7 m/s. 3 MW galios turbina, pučiant tokiam vėjui, sukurtų 900 kW. Suskaičiavau paveikslėlyje maždaug 85 turbinas, tad gautume apie 1836 MWh vėjo energijos per dieną.

Geoterminė energija

Reno pasiekiami ir geoterminės energijos ištekliai – čia jau veikia keletas jėgainių. Naujausio galia – 20 MW. Tarkime, Tesla nepersistengs ir pasirinks tik pusės galingumo. Tokia 10 MW jėgainė pagamintų 240 MWh geoterminės elektros energijos per dieną.

Bendra gamyba

Pradėjau skaičiuoti ant lapelio, bet greitai nebesusitvarkiau, o dar norėjau išbandyti kelis „o kas, jeigu…“ scenarijus, tad perkėliau duomenis į skaičiuoklės lapą. Štai jis, su visais skaičiavimais:

Jei norėsite išbandyti su savo skaičiai, štai mano naudotos formulės:

Skaičiai nemeluoja. Įmonė, žiūrint realiai, gali pagaminti daugiau, nei 2900 MWh atsinaujinančios elektros energijos per dieną… 20 % daugiau, nei reikia jai pačiai. Tai konservatyvūs generavimo vertinimai ir blogiausias suvartojimo scenarijus, ir aišku, kad atsinaujinančios energijos fabriko veikimui užtenka su kaupu.

Kaupimas

Visuose skaičiavimuose kalbama apie energiją, ne galią. Kitaip tariant, galima per dieną pagaminti 2400 MWh, bet tai nereiškia, kad bet kuriuo momentu visada bus galima tiekti 100 MW galią. Kartais bus generuojama daugiau, kartais – mažiau. Akivaizdu, kad Saulės energija naktį nebus gaminam, o ramiomis dienomis energijos mažiau tieks vėjo jėgainės. Kad galėtų visiškai atsijungti nuo elektros tinklo, Teslai reikės kokios nors kaupyklos. Kaip spėjau ankstesniame straipsnyje, Tesla tikriausiai siekia daugiau, nei vien elektromobilių rinkos is; būtų logiška, jei jie taikytųsi ir į tinklo lygio energijos kaupimo sistemų rinką. Kaip ar geriau būtų galima tai pademonstruoti, nei panaudoti ličio jonų baterijas pačių energijos kaupimo reikmėms?

Bet tam reikės daug baterijų, o dar nepastatytas fabrikas, o jam dar reikės laiku pagaminti pakankamai baterijų planuojamam Tesla'os naujausiam elektromobiliui. Spėju, kol kas nuo tinklo visiškai jie neatsijungs. Vietoje to, jie bus prisirišę prie tinklo ir naudosis tinklo balansavimo paslaugomis, o nuosavi kaupikliai bus ateities galimybė. Kaip bebūtų, Gigafactory bus nulinio energijos balanso fabrikas, suteiksiantis daug pamokų apie taupių pastatų konstravimą ir priežiūrą.

Tom Lombardo
www.engineering.com
2014-09-09

 

Aut. teisės: Input.lt
Input.lt

(35)
(3)
(32)

Komentarai (2)