Ameriški elektroenergetski sistem je podvržen korenitim spremembam, ko prehaja s fosilnih goriv na obnovljivo energijo.Medtem ko je bilo v prvem desetletju 2000-ih zabeležena velika rast proizvodnje zemeljskega plina, leta 2010 pa so bila desetletje vetra in sonca, zgodnji znaki kažejo, da so lahko inovacije v 2020-ih razcvet »hibridnih« elektrarn.
Tipična hibridna elektrarna združuje proizvodnjo električne energije s shranjevanjem baterije na isti lokaciji.To pogosto pomeni sončno ali vetrno elektrarno v kombinaciji z velikimi baterijami.S skupnim delovanjem lahko solarni paneli in akumulatorski akumulatorji ustvarijo obnovljivo energijo, ko je sončna energija podnevi na vrhuncu, in jo po potrebi sprostijo, ko sonce zaide.
Pogled na projekte za napajanje in shranjevanje v razvojnem načrtu ponuja vpogled v prihodnost hibridne energije.
Naša ekipav nacionalnem laboratoriju Lawrence Berkeley ugotovili, da je osupljivo1400 gigavatovpredlaganih projektov proizvodnje in shranjevanja se je prijavilo za priključitev na omrežje – več kot vse obstoječe elektrarne v ZDA skupaj.Največja skupina so zdaj solarni projekti in več kot tretjina teh projektov vključuje hibridno solarno in baterijsko shranjevanje.
Čeprav te elektrarne prihodnosti ponujajo številne prednosti, tudipostavljati vprašanjao tem, kako bi bilo najbolje upravljati električno omrežje.
Zakaj so hibridi priljubljeni
Ko veter in sonce rasteta, začenjata močno vplivati na omrežje.
Sončna energija žepresega 25%letne proizvodnje električne energije v Kaliforniji in se hitro širi v drugih državah, kot so Teksas, Florida in Georgia.Države "vetrnega pasu", od Dakote do Teksasa, so videleobsežna uporaba vetrnih turbin, pri čemer Iowa zdaj večino energije pridobiva iz vetra.
Ta visok odstotek obnovljive energije postavlja vprašanje: Kako vključimo obnovljive vire, ki proizvajajo velike, vendar različne količine energije čez dan?
Tu nastopi prostor za shranjevanje. Cene litij-ionskih baterij sohitro padlasaj se je proizvodnja za trg električnih vozil v zadnjih letih povečala.Čeprav obstajajo pomisleki glede prihodnostiizzivi dobavne verige, se bo verjetno razvijala tudi zasnova baterije.
Kombinacija sončne energije in baterij omogoča upravljavcem hibridnih elektrarn, da zagotavljajo energijo v najbolj dragocenih urah, ko je povpraševanje največje, kot so poletni popoldnevi in večeri, ko klimatske naprave delujejo pri visoki moči.Baterije prav tako pomagajo umiriti proizvodnjo iz vetrne in sončne energije, shranijo odvečno energijo, ki bi jo sicer zmanjšali, in zmanjšajo zastoje v omrežju.
V načrtu projektov prevladujejo hibridi
Konec leta 2020 je v ZDA delovalo 73 solarnih in 16 vetrnih hibridnih projektov, ki so znašali 2,5 gigavata proizvodnje in 0,45 gigavata shranjevanja.
Danes solarna in hibridna energija prevladujeta v razvoju.Do konca leta 2021 več kot675 gigavatov predlagane sončne energijeelektrarne so zaprosile za odobritev priključitve na omrežje, več kot tretjina jih je povezana s skladiščem.Dodatnih 247 gigavatov vetrnih elektrarn je bilo na vrsti, od tega 19 gigavatov ali približno 8 % teh kot hibridov.
Seveda je vloga za priključitev le en korak pri razvoju elektrarne.Investitor potrebuje tudi sporazume o zemljišču in skupnosti, prodajno pogodbo, financiranje in dovoljenja.Le približno ena od štirih novih elektrarn, predlaganih med letoma 2010 in 2016, je začela komercialno obratovati.Toda globina zanimanja za hibridne rastline napoveduje močno rast.
Na trgih, kot je Kalifornija, so baterije v bistvu obvezne za nove solarne razvijalce.Ker sončna energija pogosto predstavljavečino močina dnevnem trgu gradnja več doda malo vrednosti.Trenutno je 95 % vseh predlaganih velikih solarnih zmogljivosti v čakalni vrsti v Kaliforniji opremljenih z baterijami.
5 lekcij o hibridih in vprašanjih za prihodnost
Priložnost za rast obnovljivih hibridov je očitno velika, vendar odpira nekaj vprašanjnaša skupinav Berkeley Labu preiskuje.
Tukaj je nekaj našihvrhunske ugotovitve:
Naložba se v mnogih regijah izplača.Ugotovili smo, da dodajanje baterij sončni elektrarni poveča ceno, hkrati pa poveča tudi vrednost energije.Postavitev proizvodnje in shranjevanja na isto lokacijo lahko zajame prednosti davčnih olajšav, prihrankov stroškov gradnje in operativne prilagodljivosti.Če pogledamo potencial prihodkov v zadnjih letih in s pomočjo zveznih davčnih olajšav, se zdi, da dodana vrednost upravičuje višjo ceno.
Kolokacija pomeni tudi kompromise.Veter in sonce delujeta najbolje tam, kjer so viri vetra in sonca najmočnejši, vendar baterije zagotavljajo največjo vrednost tam, kjer lahko zagotovijo največje prednosti omrežja, kot je razbremenitev zastojev.To pomeni, da obstajajo kompromisi pri določanju najboljše lokacije z najvišjo vrednostjo.Zvezne davčne olajšave, ki jih je mogoče pridobiti le, če so baterije nameščene skupaj s sončno energijo, lahko v nekaterih primerih spodbujajo neoptimalne odločitve.
Ni ene najboljše kombinacije.Vrednost hibridnega obrata je deloma določena s konfiguracijo opreme.Na primer, velikost akumulatorja glede na solarni generator lahko določi, kako pozno v večer lahko naprava dovaja energijo.Toda vrednost nočne moči je odvisna od lokalnih tržnih razmer, ki se skozi leto spreminjajo.
Pravila trga električne energije se morajo razvijati.Hibridi lahko sodelujejo na trgu električne energije kot ena enota ali kot ločeni subjekti, pri čemer se solarna in skladiščna energija potegujeta neodvisno.Hibridi so lahko tudi prodajalci ali kupci moči ali oboje.To se lahko zaplete.Pravila o udeležbi na trgu za hibride se še vedno razvijajo, kar operaterjem obratov prepušča eksperimentiranje s tem, kako prodajajo svoje storitve.
Majhni hibridi ustvarjajo nove priložnosti:Hibridne elektrarne so lahko tudi majhne, na primer sončne in baterijske v domu ali podjetju.Takšnahibridi so postali standard na Havajihsaj sončna energija nasiči omrežje.V Kaliforniji stranke, ki jim zaradi preprečevanja gozdnih požarov izklopi elektriko, v svoje solarne sisteme vse pogosteje dodajajo pomnilnike.te»behind-the-meter« hibridipostavljajo vprašanja o tem, kako jih je treba vrednotiti in kako lahko prispevajo k delovanju omrežja.
Hibridi so šele na začetku, a veliko več jih je na poti.Potrebnih je več raziskav o tehnologijah, tržnih zasnovah in predpisih, da se zagotovi, da se omrežje in cene omrežja razvijajo z njimi.
Čeprav vprašanja ostajajo, je jasno, da hibridi na novo opredeljujejo elektrarne.In morda bodo med tem predelali ameriški elektroenergetski sistem.
Čas objave: 23. junija 2022