「再生能源忍者」(Renewables.ninja)的目的在於為學術界與產業界提供一個更易於預測可再生能源輸出的工具。

英國倫敦帝國學院(Imperial College London)和蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zürich)聯手的研究團隊已經用它來評估目前全歐洲的太陽能與風能輸出量,而像德國電力供應商RWE等企業也用它來測試自家的電力輸出模式。

該工具模型利用來自美國太空總署(NASA)等組織提供約30年來的觀察與模擬氣象數據,以預測每年地球上在任何時候發生可能影響風力發電機的風速以及可能衝擊太陽能板的陽光。

為了測試這一模型,倫敦帝國學院環保策略中心教授Iain Staffell以及蘇黎世聯邦理工學院教授Stefan Pfenninger利用Renewables.ninja,測試未來20年來歐洲計劃興建以及興建中的所有風電場總生產力。這項研究的結合已經刊登於最新一期的能源期刊中。

研究人員發現,目前在歐洲的風電場中,平均約有24%的「性能因子」,這表示如果能每天穩定地整天都有風在吹,大約可產生1/4的能量。

這一數字是每一風機有多少風力可利用的重要因素。根據研究發現,由於新的風電場採用更高的風機,並且放置在海上風速較高之處,平均的性能因子應該可提高1/3到近31%。

這將使歐洲風力發電的產量較目前更多3倍,不只是因為風電場更多,同時也因為這些風電場能利用更好的風力狀況。

在另一項研究中,這兩位研究人員模擬歐洲太陽能板的每小時輸出量。他們發現英國雖然不是陽光最充足的國家,但在最佳的夏季時節,太陽能的發電量如今已高於核能發電。然而,在一整年中太陽能輸出的模式逐漸改變了其他電力系統如何作業的方式。

風能和太陽能主要取決於天氣條件,而這可能難以整合於需定供電的國家電力系統。如果所有的能源產生太多剩餘電力,那麼就必須關閉部份的電力供應。

目前,風能和太陽能發電機最容易開啟和關閉,因此他們也經常是最佳選擇,而其所產生的電也最能夠被浪費。為了善加利用太陽能的較大發電量,取決於國家能源系統的改變,例如增加新型的電力儲存系統或小型發電機,以均衡來自太陽能板的不同的輸出。

這些數字結合製造商為風機與太陽能板建立的規格,就能用於評估任何地點的風力或太陽能發電場所產生的電力輸出。

Staffell表示,他花了兩年的時間計算這一研究的資料,認為打造出這項工具應該能讓其他研究人員更快地找到一些問題的答案:「為風力與太陽能建模極其困難,因為他們強烈取決於複雜的天氣系統。取得資料、打造一款模型以及確認其是否正常作業,都必須花費許多時間與精力,」他說,「如果每位研究人員開始進行可再生能源的研究時都自行打造一款工具模型,那又太浪費時間二。因此,我們打造出一款能讓其他研究人員透過線上使用的模擬工具,讓他們能更快地回答問題,並展開新的問題與研究。」

Staffell和Pfenninger已經為Renewables.ninja進行六個月的測試了,現在也已經有來自22個國家的54所機構在使用這項工具,包括歐盟(EU)以及國際能源署(IEA)。

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編譯:Susan Hong

(參考原文:Renewables ninja calculates power availability anywhere in the world,by Nick Flaherty)