Americký systém elektrickej energie prechádza radikálnou zmenou, pretože prechádza z fosílnych palív na obnoviteľnú energiu.Zatiaľ čo prvé desaťročie roku 2000 zaznamenalo obrovský nárast výroby zemného plynu a rok 2010 bol desaťročím veternej a solárnej energie, prvé náznaky naznačujú, že inovácia roku 2020 môže byť boomom v „hybridných“ elektrárňach.
Typická hybridná elektráreň kombinuje výrobu elektriny s batériovým skladovaním na rovnakom mieste.To často znamená solárnu alebo veternú farmu spárovanú s veľkými batériami.Spoločné solárne panely a batériové úložisko môžu generovať obnoviteľnú energiu, keď je slnečná energia počas dňa na vrchole, a potom ju podľa potreby uvoľniť po západe slnka.
Pohľad na projekty v oblasti energie a akumulácie vo vývoji ponúka pohľad na budúcnosť hybridnej energie.
Náš tímv Národnom laboratóriu Lawrence Berkeley zistil, že je to ohromujúce1 400 gigawattovnavrhovaných projektov výroby a skladovania sa uchádza o pripojenie k sieti – viac ako všetky existujúce elektrárne v USA dohromady.Najväčšou skupinou sú teraz solárne projekty a viac ako tretina týchto projektov zahŕňa hybridné solárne plus batériové úložisko.
Aj keď tieto elektrárne budúcnosti ponúkajú veľa výhod, aj onivyvolávať otázkyo tom, ako by mala byť elektrická sieť najlepšie prevádzkovaná.
Prečo sú hybridy horúce
Ako vietor a slnko rastú, začínajú mať veľký vplyv na rozvodnú sieť.
Solárna energia užpresahuje 25 %ročnej výroby energie v Kalifornii a rýchlo sa šíri v iných štátoch ako Texas, Florida a Georgia.Štáty „veterného pásu“ od Dakoty po Texas videlimasívne nasadenie veterných turbín, pričom Iowa teraz získava väčšinu svojej energie z vetra.
Toto vysoké percento obnoviteľnej energie vyvoláva otázku: Ako integrujeme obnoviteľné zdroje, ktoré produkujú veľké, ale premenlivé množstvá energie počas dňa?
To je miesto, kde prichádza na rad skladovanie. Ceny lítium-iónových batérií majúrýchlo kleslakeďže v posledných rokoch sa výroba pre trh s elektrickými vozidlami rozrástla.Aj keď existujú obavy z budúcnostivýzvy dodávateľského reťazca, dizajn batérií sa tiež pravdepodobne bude vyvíjať.
Kombinácia solárnej energie a batérií umožňuje prevádzkovateľom hybridných elektrární poskytovať energiu počas tých najcennejších hodín, keď je dopyt najsilnejší, ako sú letné popoludnia a večery, keď sú klimatizácie v plnom prúde.Batérie tiež pomáhajú vyhladzovať výrobu z veternej a slnečnej energie, uchovávať prebytočnú energiu, ktorá by bola inak obmedzená, a znižovať preťaženie siete.
V pláne projektov dominujú hybridy
Na konci roka 2020 bolo v USA v prevádzke 73 solárnych a 16 veterných hybridných projektov, ktoré predstavovali 2,5 gigawattu výroby a 0,45 gigawattu úložiska.
Dnes dominujú solárne a hybridné zariadenia.Do konca roka 2021 viac ako675 gigawattov navrhovanej solárnej energiezávody požiadali o schválenie pripojenia k sieti, pričom viac ako tretina z nich bola spárovaná so zásobníkom.Ďalších 247 gigawattov veterných fariem bolo v rade, pričom 19 gigawattov, alebo asi 8 % z nich, boli hybridné.
Samozrejme, žiadosť o pripojenie je len jedným krokom k rozvoju elektrárne.Developer potrebuje aj pozemky a zmluvy o spoločenstve, kúpno-predajnú zmluvu, financovanie a povolenia.Len asi jedna zo štyroch nových elektrární navrhnutých v rokoch 2010 až 2016 sa dostala do komerčnej prevádzky.Hĺbka záujmu o hybridné rastliny však predpovedá silný rast.
Na trhoch ako Kalifornia sú batérie pre nových solárnych vývojárov v podstate povinné.Vzhľadom k tomu, solárne často zodpovedá zaväčšinu mocina dennom trhu budovanie ďalších pridáva malú hodnotu.V súčasnosti sa 95 % všetkých navrhovaných veľkokapacitných solárnych kapacít v kalifornskom rade dodáva s batériami.
5 lekcií o hybridoch a otázkach do budúcnosti
Príležitosť na rast v oblasti obnoviteľných hybridov je zjavne veľká, ale vyvoláva to niekoľko otázoknaša skupinav Berkeley Lab vyšetruje.
Tu sú niektoré z našichtop nálezy:
Investícia sa v mnohých regiónoch oplatí.Zistili sme, že pridanie batérií do solárnej elektrárne síce zvyšuje cenu, ale zároveň zvyšuje hodnotu energie.Umiestnenie výroby a skladovania na rovnaké miesto môže využiť výhody daňových úľav, úspor stavebných nákladov a prevádzkovej flexibility.Pri pohľade na potenciál príjmov za posledné roky a s pomocou federálnych daňových úľav sa zdá, že pridaná hodnota odôvodňuje vyššiu cenu.
Spoločné umiestnenie znamená aj kompromisy.Veterná a solárna energia fungujú najlepšie tam, kde sú veterné a solárne zdroje najsilnejšie, ale batérie poskytujú najväčšiu hodnotu tam, kde môžu poskytnúť najväčšie výhody siete, ako je odľahčenie preťaženia.To znamená, že pri určovaní najlepšej polohy s najvyššou hodnotou existujú kompromisy.Federálne daňové kredity, ktoré je možné získať iba vtedy, keď sú batérie umiestnené spolu so solárnou energiou, môžu v niektorých prípadoch povzbudzovať neoptimálne rozhodnutia.
Neexistuje jedna najlepšia kombinácia.Hodnota hybridného zariadenia je čiastočne určená konfiguráciou zariadenia.Napríklad veľkosť batérie v porovnaní so solárnym generátorom môže určiť, ako neskoro večer môže elektráreň dodávať energiu.Hodnota nočnej energie však závisí od miestnych trhových podmienok, ktoré sa v priebehu roka menia.
Pravidlá trhu s elektrinou sa musia vyvíjať.Hybridy sa môžu zúčastniť na trhu s elektrinou ako jeden celok alebo ako samostatné subjekty, pričom solárna a akumulačná energia sa budú uchádzať nezávisle.Hybridy môžu byť tiež predajcami alebo nákupcami energie alebo oboje.To sa môže skomplikovať.Pravidlá účasti na trhu pre hybridy sa stále vyvíjajú, takže prevádzkovatelia zariadení môžu experimentovať s tým, ako predávajú svoje služby.
Malé hybridy vytvárajú nové príležitosti:Hybridné elektrárne môžu byť aj malé, napríklad solárne a batérie v domácnosti alebo firme.Takétohybridy sa stali štandardom na Havajiako solárna energia saturuje sieť.V Kalifornii zákazníci, ktorí sú vystavení odstávkam elektriny, aby zabránili požiarom, čoraz viac pridávajú úložisko do svojich solárnych systémov.Títo„spoza metrových“ hybridovvyvolávajú otázky o tom, ako by sa mali hodnotiť a ako môžu prispieť k prevádzke siete.
Hybridy sú len na začiatku, no na ceste je ešte oveľa viac.Je potrebný ďalší výskum technológií, návrhov trhu a predpisov, aby sa zabezpečilo, že sieť a jej ceny sa budú vyvíjať spolu s nimi.
Aj keď zostávajú otázky, je jasné, že hybridy menia definíciu elektrární.A v tomto procese môžu prerobiť energetický systém USA.
Čas odoslania: 23. júna 2022