Untuk Memanfaatkan Inovasi Dalam Energi Terbarukan, Jadikan Grid Lebih Fleksibel

Hari terakhir bulan April tahun ini adalah hari musim semi yang khas di California. Matahari bersinar, angin bertiup dan mata air meleleh. Dengan kondisi yang ideal untuk tenaga surya, angin, dan tenaga air, negara bagian ini mencapai yang pertama dalam energi: Selama sekitar satu jam, energi terbarukan disediakan 100% listrik California dan sekilas menggoda di masa depan nol bersih.

Sepenting tonggak sejarah itu, negara masih memiliki jalan panjang sebelum memiliki kapasitas yang cukup untuk memberi daya pada jaringannya secara terus menerus tanpa karbon. Sumber energi terbarukan baru muncul setiap saat, dari herpes zoster surya untuk pertanian surya, dan akhirnya mungkin bahkan jalan surya. Agar inovasi fotovoltaik ini memiliki dampak paling besar – mengubah cahaya menjadi listrik bebas emisi – kita perlu membangun jaringan listrik yang dapat memastikan daya yang dapat diandalkan dan konsisten karena menggabungkan teknologi ini.

“Kami membutuhkan sumber energi terbarukan baru untuk terus muncul, tetapi memastikan keandalan jaringan sangat penting untuk memanfaatkan janji mereka. Ketegangan antara inovasi dan keandalan ini adalah tantangan mendasar dari transisi karbon.” – Takajiro Ishikawa, Presiden dan CEO Mitsubishi Heavy Industries America

Jaringan yang lebih fleksibel

Menambahkan lebih banyak pembangkit listrik tenaga angin dan surya ke jaringan listrik sangat penting untuk transisi dari karbon. Tetapi karena sumber-sumber itu tidak konstan – matahari dan angin, secara alami, berselang-seling – pasti akan ada saatnya pembangkit tenaga surya dan angin tidak memenuhi permintaan. Variabilitas ini memperumit pengiriman daya pada jaringan yang harus menyeimbangkan energi yang dihasilkan dengan energi yang dikonsumsi setiap detik tanpa gangguan.

Sebagai Takajiro Ishikawa, Presiden dan CEO Mitsubishi Heavy Industries America, mencatat, “Kami membutuhkan sumber energi terbarukan baru untuk terus muncul, tetapi memastikan keandalan jaringan sangat penting untuk memanfaatkan janji mereka. Ketegangan antara inovasi dan keandalan ini adalah tantangan mendasar dari transisi karbon.”

Ketika permintaan listrik meningkat, perusahaan listrik membutuhkan kemampuan untuk meningkatkan pasokan tanpa penundaan; alternatifnya adalah pemadaman dan pemadaman. Dalam istilah praktis, penyedia listrik harus mempertahankan kapasitas untuk menghasilkan lebih banyak listrik daripada yang digunakan pada saat tertentu. Namun mereka perlu meningkatkan kapasitas itu secara strategis dan fleksibel, karena ketika produksi melebihi permintaan, perusahaan listrik perlu melepaskan kelebihan beban untuk menjaga jaringan tetap stabil. Misalnya, pada hari di bulan April ketika California menyediakan 100% daya yang dibutuhkan dengan menggunakan sumber terbarukan, negara bagian akhirnya menjual kelebihan elektron ke pemasok listrik lainnya.

Semakin banyak energi terbarukan diperkenalkan ke jaringan, semakin besar risiko intermiten dan semakin mendesak kebutuhan untuk menyeimbangkan beban dengan cepat dan mulus. Evolusi jaringan ini menciptakan tantangan bagi produsen. Sebagian besar infrastruktur pembangkit listrik yang ada membutuhkan terlalu banyak waktu untuk memulai agar dapat dikirim dengan cepat.

“Menyeimbangkan pengurangan emisi dan keandalan adalah kunci untuk memajukan kemakmuran sambil menciptakan kembali jaringan listrik untuk masa depan energi yang bersih.” – Raul Pereda, Presiden dan CEO Mitsubishi Power Aero

Salah satu solusinya adalah turbin gas aero-derivatif. Mereka dapat menghasilkan daya sesuai permintaan dengan sedikit waktu mulai dan fleksibilitas untuk kemudian meningkatkan dan menurunkan dengan cepat, yang membantu untuk terus menyesuaikan pasokan dengan permintaan. Hal ini memungkinkan operator jaringan menambahkan lebih banyak energi terbarukan ke jaringan mereka tanpa mengorbankan keandalan. Pembangkit peaking ini siap saat dibutuhkan untuk menyalakan dengan cepat dan mengisi kesenjangan antara permintaan dan produksi dari sumber lain. Terlebih lagi, turbin-turbin ini dapat berjalan dengan berbagai bahan bakar, seperti gas alam, LNG, propana, dan segera campuran gas hidrogen-alam, memungkinkan mereka untuk berkembang menuju solusi rendah dan tanpa karbon.

“Menyeimbangkan pengurangan emisi dan keandalan adalah kunci untuk memajukan kemakmuran sambil menciptakan kembali jaringan listrik untuk masa depan energi bersih,” kata Raul Pereda, Presiden dan CEO Mitsubishi Power Aero, penyedia terkemuka solusi daya global yang digerakkan oleh turbin gas turunan aero.

Mencari win-wins

Jaringan yang semakin fleksibel akan membuka peluang untuk memanfaatkan kekayaan inovasi terbarukan saat ini. Sebagai contoh, Proyek Nexus, yang memecah tanah musim gugur ini, akan memberikan bukti konsep pengoperasian panel surya di atas kanal yang mengalirkan air ke seluruh California.

Ini adalah proyek pertama dari jenisnya di Amerika Serikat, tetapi konsepnya telah mendapatkan momentum di iklim pedesaan India yang panas dan kering. Baru baru ini belajar menemukan bahwa memasang panel surya di atas kanal sepanjang 4,000 mil California dapat mencegah 63 miliar galon air menguap setiap tahun sementara juga memasok 13 gigawatt listrik – sekitar setengah dari yang dibutuhkan negara bagian untuk memenuhi tujuan energi terbarukannya.

Solusi agrivoltaik, yang memasang instalasi surya di lahan pertanian, menawarkan skenario menang-menang yang serupa. Panel menyediakan iklim mikro yang baik untuk tanaman yang menyukai naungan serta hijauan untuk domba, yang pada gilirannya menjaga rumput dan gulma dipangkas tanpa perlu membakar bahan bakar fosil.

Transisi energi menuntut banyak solusi seperti itu. Di dunia kita yang semakin dialiri listrik, mereka harus bekerja sama untuk menghasilkan listrik yang bersih dan andal sepanjang waktu. Untuk membuat California 30 April^th menjadi tonggak kenyataan sehari-hari, kita harus bertindak dengan kreativitas, urgensi, dan pandangan ke depan untuk memenuhi kebutuhan energi saat ini sambil membangun sistem energi masa depan yang fleksibel dan tangguh.

ISI TERKAIT

Temui Generasi Hijau, Insinyur yang Membantu Mendekarbonisasi Energi Dan Industri [Video]

Saran untuk Insinyur Muda: Terapkan Imajinasi Anda

Perbedaan mencolok antara Pemanasan Global 1.5°C dan 2.0°C