Lake County News, Kalifornija – susipažinkite su ateities elektrine: Saulės ir akumuliatoriaus hibridai yra pasirengę sparčiai augti

Lake County News, Kalifornija – susipažinkite su ateities elektrine: Saulės ir akumuliatoriaus hibridai yra pasirengę sparčiai augti
Sujungę saulės energiją ir baterijų saugyklą, hibridai gali ir toliau tiekti elektros energiją sutemus. Petmal per Getty Images

Amerikos elektros energijos sistema išgyvena radikalius pokyčius, kai pereinama nuo iškastinio kuro prie atsinaujinančios energijos. Nors pirmąjį 2000-ųjų dešimtmetį buvo stebimas didžiulis gamtinių dujų gamybos augimas, o 2010-ieji buvo vėjo ir saulės energijos dešimtmečiai, ankstyvieji ženklai, rodantys 2020-ųjų naujoves, gali būti „hibridinių“ elektrinių bumas.

Tipiška hibridinė elektrinė sujungia elektros gamybą su baterijų saugojimu toje pačioje vietoje. Tai dažnai reiškia saulės ar vėjo jėgainių parką, suporuotą su didelio masto baterijomis. Veikiant kartu, saulės kolektoriai ir baterijų saugykla gali generuoti atsinaujinančią energiją, kai saulės energija yra didžiausia per dieną, o tada ji išsiskiria saulei nusileidus.

Žvilgsnis į kuriamus elektros energijos ir saugojimo projektus leidžia pažvelgti į hibridinės energijos ateitį.

Mūsų komanda Lawrence’o Berkeley nacionalinėje laboratorijoje nustatė, kad tinklui prijungti buvo panaudota stulbinanti 1 400 gigavatų siūlomų gamybos ir saugojimo projektų – daugiau nei visos esamos JAV elektrinės kartu paėmus. Didžiausia grupė šiuo metu yra saulės energijos projektai, o trečdalis šių projektų yra susiję su hibridine saulės energija ir akumuliatorių saugykla.

Nors šios elektrinės ateityje suteiks daug naudos, jos taip pat kelia klausimų, kaip geriausiai eksploatuoti elektros tinklą.

Kodėl hibridai yra karšti

Augant vėjo ir saulės energijai, jie pradeda daryti didelį poveikį tinklui.

Saulės energija jau viršija 25 % metinės energijos Kalifornijoje ir sparčiai plinta kitose valstijose, tokiose kaip Teksasas, Florida ir Džordžija. „Vėjo juostos“ valstijose, nuo Dakotos iki Teksaso, buvo masiškai įdiegtos vėjo turbinos, o Ajova dabar didžiąją dalį energijos gauna iš vėjo.

Šis didelis atsinaujinančios energijos procentas kelia klausimą: kaip integruoti atsinaujinančius šaltinius, kurie per dieną gamina didelius, bet skirtingus energijos kiekius?

Joshua Rhodes / Teksaso universitetas Ostine.

Štai kur atsiranda saugykla. Ličio jonų akumuliatorių kainos smarkiai sumažėjo, nes pastaraisiais metais elektromobilių rinkai išaugo gamyba. Nors nerimaujama dėl būsimų tiekimo grandinės iššūkių, baterijų dizainas taip pat greičiausiai vystysis.

Saulės ir baterijų derinys leidžia hibridinių elektrinių operatoriams tiekti energiją vertingiausiomis valandomis, kai paklausa yra didžiausia, pavyzdžiui, vasaros popietėmis ir vakarais, kai oro kondicionieriai veikia labai stipriai. Baterijos taip pat padeda išlyginti vėjo ir saulės energijos gamybą, kaupia perteklinę energiją, kuri kitu atveju būtų apribota, ir sumažina tinklo spūstis.

„Hybrids“ priklauso projekto dujotiekis

2020 metų pabaigoje JAV veikė 73 saulės ir 16 hibridinių vėjo energijos projektų, kurių generuojama 2,5 gigavato ir 0,45 gigavato saugykla.

Šiandien plėtojant dominuoja saulės energija ir hibridai. Iki 2021 m. pabaigos daugiau nei 675 gigavatai siūlomų saulės elektrinių buvo pateikę prašymus dėl prisijungimo prie tinklo, daugiau nei trečdalis jų buvo susieti su saugykla. Dar 247 gigavatai vėjo jėgainių buvo į eilę, iš kurių 19 gigavatų, arba apie 8% iš jų, buvo hibridiniai.

Juostinė diagrama, kurioje parodytas didžiulis saulės energijos padidėjimas nuo 2014 m., palyginti su kitais šaltiniais, ir spartus baterijų padidėjimas per pastaruosius dvejus metus.
Saulės, saugyklos ir vėjo energijos kiekis, kurį tikimasi prijungti prie tinklo, pastaraisiais metais smarkiai išaugo, o anglies, dujų ir branduolinės energijos kiekis sumažėjo. Lawrence’o Berkeley nacionalinė laboratorija

Žinoma, prašymas prisijungti yra tik vienas žingsnis kuriant elektrinę. Vystytojui taip pat reikia žemės ir bendrijos sutarčių, pardavimo sutarties, finansavimo ir leidimų. Tik maždaug viena iš keturių naujų gamyklų, pasiūlytų 2010–2016 m., tapo komercine veikla. Tačiau susidomėjimo hibridiniais augalais gylis rodo stiprų augimą.

Tokiose rinkose kaip Kalifornija naujiems saulės energijos kūrėjams baterijos iš esmės yra privalomos. Kadangi saulės energija dažnai sudaro didžiąją dalį energijos dienos rinkoje, pastatymas daugiau nesuteikia pridėtinės vertės. Šiuo metu 95 % visų siūlomų didelio masto saulės energijos pajėgumų Kalifornijos eilėje yra su baterijomis.

5 pamokos apie hibridus ir ateities klausimai

Atsinaujinančių hibridų augimo galimybė yra akivaizdžiai didelė, tačiau tai kelia tam tikrų klausimų, kuriuos tyrė mūsų grupė Berkeley Lab.

Štai keletas geriausių mūsų atradimų:

  • Daugelyje regionų investicijos atsiperka. Pastebėjome, kad baterijų įdėjimas į saulės elektrinę padidina kainą, tačiau padidina ir energijos vertę. Gamybos ir saugojimo įrengimas toje pačioje vietoje gali gauti naudos iš mokesčių kreditų, sutaupyti statybos sąnaudų ir lankstumo. Žvelgiant į pastarųjų metų pajamų potencialą ir pasinaudojant federalinėmis mokesčių kreditais, atrodo, kad pridėtinė vertė pateisina didesnę kainą.

  • Bendra vieta taip pat reiškia kompromisus. Vėjo ir saulės energija geriausiai veikia ten, kur vėjo ir saulės ištekliai yra stipriausi, tačiau baterijos teikia didžiausią vertę ten, kur jos gali duoti didžiausią tinklo naudą, pavyzdžiui, sumažinti spūstis. Tai reiškia, kad norint nustatyti geriausią vietą, kurios vertė yra didžiausia, yra kompromisų. Federaliniai mokesčių kreditai, kuriuos galima uždirbti tik tada, kai baterijos yra kartu su saulės energija, kai kuriais atvejais gali paskatinti priimti neoptimalius sprendimus.

Lauke stovi saulės baterijų eilės ir dvi mažų gabenimo konteinerių dydžio baterijos.
Hibridinė energija Havajuose tapo standartine, nes saulės energija prisotina tinklą. Dennisas Schroederis / NREL
  • Nėra vieno geriausio derinio. Hibridinės gamyklos vertę iš dalies lemia įrangos konfigūracija. Pavyzdžiui, atsižvelgiant į akumuliatoriaus dydį, saulės generatorius gali nustatyti, kiek vėlai vakare elektrinė gali tiekti energiją. Tačiau nakties energijos vertė priklauso nuo vietos rinkos sąlygų, kurios keičiasi ištisus metus.

  • Elektros rinkos taisyklės turi tobulėti. Hibridai gali būti naudojami elektros rinkoje kaip vienas arba kaip atskiri objektai, o saulės energijos ir saugojimo kainos siūlomos atskirai. Hibridai taip pat gali būti elektros energijos pardavėjai arba pirkėjai, arba abu. Tai gali būti sudėtinga. Dalyvavimo rinkoje taisyklės hibridams vis dar tobulėja, todėl gamyklų operatoriai eksperimentuoja, kaip parduoti savo paslaugas.

  • Maži hibridai sukuria naujas galimybes: Hibridinės elektrinės taip pat gali būti mažos, pavyzdžiui, saulės ir baterijos namuose ar versle. Tokie hibridai tapo standartiniais Havajuose, nes saulės energija prisotina tinklą. Kalifornijoje klientai, kuriems nutrūksta elektra, neleidžia gaisrams nuolat papildyti savo saulės energijos sistemas saugyklos. Šie „už metro“ hibridai kelia klausimų, kaip jie turėtų būti vertinami ir kaip jie gali prisidėti prie tinklo veiklos.

Hibridai yra tik pradžia, bet daug daugiau yra pakeliui. Reikia daugiau tyrimų, susijusių su technologijomis, rinkos modeliais ir taisyklėmis, siekiant užtikrinti, kad tinklas ir tinklo kainodara vystytųsi kartu su jais.

Nors lieka klausimų, akivaizdu, kad hibridai iš naujo apibrėžia jėgaines. Ir jie gali perdaryti JAV elektros sistemą į procesą.Pokalbis

Joachimas Seelis, vyresnysis mokslinis inžinierius, Lawrence’o Berkeley nacionalinė laboratorija; Benthamas Paulosas, filialas, elektros rinkos ir politikos grupė, Lawrence’o Berkeley nacionalinė laboratorijair Willas Gormanas, elektros rinkų ir politikos magistrantūros studentas, Lawrence’o Berkeley nacionalinė laboratorija

Šis straipsnis iš naujo paskelbtas iš The Conversation pagal Creative Commons licenciją. Skaitykite originalų straipsnį.

Bendrasis pokalbių pokalbių kambarys

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.