Las elecciones de estilo de vida impactan cómo envejecen los humanos Lo mismo ocurre con las plantas eólicas y solares

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Ryan Wiser dirige el Departamento de Políticas y Mercados de Electricidad en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, donde Mark Bolinger es un investigador científico. *** El envejecimiento es una realidad, tanto para las personas como para los equipos. Pero el impacto negativo del envejecimiento en las plantas de energía eólica y solar se está reduciendo gracias a la maduración de las tecnologías y las prácticas comerciales. Los investigadores del Laboratorio Berkeley han dado un nuevo vistazo al rendimiento de los generadores eólicos y solares en el campo, aprovechando los datos de los considerables EE.UU. Flotas eólicas y solares a escala de servicios públicos. Un artículo en la revista Joule encuentra que las turbinas eólicas más antiguas, instaladas a fines de la década de 1990 y principios de la década de 2000, muestran su edad, pero en promedio mantienen el 87 por ciento de su producción anual del año dos para el año 17 , que se muestra en la Figura 1 a continuación. (Tenga en cuenta que los problemas iniciales reducen el rendimiento del primer año). Las turbinas eólicas más nuevas en los EE. UU. Están funcionando aún mejor: las instaladas desde 2008 han visto muy poca reducción del rendimiento durante su primera década de vida. Estas tasas de disminución del rendimiento muestran que la flota eólica de EE. UU. Está envejeciendo razonablemente bien, en general, disminuyendo a un ritmo más lento que las plantas eólicas estudiadas en Alemania, Suecia, el Reino Unido y Dinamarca. Impactos de la antigüedad del proyecto en el rendimiento de la planta eólica: más viejos y más nuevos Otro artículo en el Journal of Renewable and Sustainable Energy encuentra que las plantas fotovoltaicas a escala de servicios públicos más antiguas de los EE. UU., construidas a fines de la década de 2000, tienen un rendimiento promedio de 83 por ciento del rendimiento máximo en el año 11. Las plantas más nuevas construidas después de 2012 son degradando a una tasa considerablemente más lenta de 0.9 por ciento por año, en comparación con la tasa de 1.5 por ciento anual para las plantas anteriores a 2013. Tanto las plantas FV más antiguas como las más nuevas generalmente han estado a la altura de las expectativas iniciales de rendimiento en su primer año completo de operaciones. Al mismo tiempo, las industrias eólica y solar están cada vez más seguras de la durabilidad de sus equipos. Otra investigación reciente de Berkeley Lab muestra que las expectativas de vida útil del proyecto solar han aumentado a 32.5 años en promedio, y que los gastos operativos disminuyeron a la mitad en la última década. El trabajo anterior, también realizado por Berkeley Lab, mostró las mismas tendencias en la vida del proyecto y opex para las plantas eólicas de EE. UU., Con una vida esperada superior a 30 años en la mayoría de los casos y opex funcionando a la mitad del nivel que tenía a fines de la década de 1990. A medida que envejecen, junto con su vida útil y operativa esperada, es importante para los planificadores que exploran cómo satisfacer las necesidades futuras de energía, para los inversores que anticipan los rendimientos financieros basados ​​en los costos y el rendimiento de la planta, y para los operadores de la planta que presupuestan para el mantenimiento y la reparación futuros. rendimiento a medida que envejecen los proyectos renovables Una idea clave de la investigación es que toda la planta puede contribuir a la disminución del rendimiento relacionado con la edad. La degradación del módulo solar, por ejemplo, es ampliamente estudiada y cubierta por garantías, pero la producción de energía también puede disminuir con el tiempo debido a fallas en el equipo en toda la planta, suciedad del módulo y tiempo de inactividad por mantenimiento, entre muchos otros factores. Estos factores de rendimiento más amplios son consideraciones críticas . Cualquier disminución más allá del 0,5 por ciento anual que generalmente garantizan los fabricantes de módulos y comúnmente se asume en los acuerdos de compra de energía puede reducir los rendimientos de los inversores si no se anticipa con anticipación. Los investigadores de Berkeley Lab utilizaron enfoques novedosos en estos estudios, evaluando cómo las plantas reales han funcionado a lo largo del tiempo mientras se controla la variación en los recursos eólicos y solares, así como la reducción. La investigación cubrió una fracción considerable de la capacidad solar de energía eólica y de servicios públicos en los EE. UU., Incluyendo 411 plantas solares a escala de servicios públicos que suman 21 gigavatios y 917 plantas eólicas que suman 86 gigavatios. La investigación no profundizó en los detalles de ingeniería de fallas de componentes modos o controladores de degradación, pero encontró algunas relaciones importantes más allá de la cosecha del proyecto. Por ejemplo, las turbinas eólicas con palas más largas en relación con el tamaño del generador (conocidas como turbinas de “potencia específica más baja”) se han vuelto cada vez más populares y se mantienen mejor con la edad. Del mismo modo, los proyectos solares con una relación CC: CA más alta – la relación de la energía solar La capacidad del panel en relación con la capacidad del inversor, también llamada “relación de carga del inversor”, tienen factores de capacidad más altos en promedio y ven una menor disminución del rendimiento con la edad. Las plantas solares más grandes están experimentando solo la mitad de la disminución del rendimiento de las plantas de menos de 25 megavatios, lo que sugiere que estos Las instalaciones más grandes tienen operaciones más agresivas y protocolos de mantenimiento. La investigación también encuentra un pequeño pero notable descenso en el rendimiento de las plantas eólicas a medida que caducan del Crédito Fiscal de Producción federal de 10 años, que proporciona un incentivo por kilovatio-hora. Ambos hallazgos demuestran que el envejecimiento es un hecho de la vida, también se puede gestionar. Al igual que los humanos toman decisiones de estilo de vida para combatir potencialmente los efectos de la edad, los propietarios de proyectos eólicos y solares hacen concesiones operativas para minimizar el costo de la energía y maximizar el valor con el tiempo. El tamaño del proyecto, los términos del acuerdo de compra de energía, los incentivos federales y estatales y otros factores tienen un impacto en estas compensaciones en torno a los presupuestos y enfoques de mantenimiento. Los impactos en el rendimiento relacionados con la edad, por supuesto, no se limitan a los generadores solares y eólicos. Todos los sistemas físicos se degradan. Un estudio, por ejemplo, cita una investigación que muestra que la eficiencia de la turbina de gas cae de 0.3 a 0.6 por ciento por año con el lavado regular y el reemplazo de componentes, o de 0.75 a 2.25 por ciento sin ella, y que a veces se supone que la eficiencia de las plantas de energía térmica disminuye. de 0.15 a 0.55 por ciento por año. Nada sigue siendo nuevo para siempre. Por lo tanto, no debería sorprendernos que el rendimiento de las plantas eólicas y solares se reduzca a medida que envejecen. Esta nueva investigación arroja luz sobre la magnitud de la disminución del rendimiento relacionada con la edad, identifica algunos de los impulsores e ilustra cómo el envejecimiento es un proceso administrado, no solo una inevitabilidad física.