Amerikas elektroenerģijas sistēma piedzīvo radikālas pārmaiņas, pārejot no fosilā kurināmā uz atjaunojamo enerģiju.Lai gan 2000. gadu pirmajā desmitgadē bija vērojams milzīgs dabasgāzes ražošanas pieaugums, bet 2010. gadi bija vēja un saules enerģijas desmitgade, agrīnās pazīmes liecina, ka 2020. gadu inovācija varētu būt “hibrīdo” spēkstaciju uzplaukums.
Tipiska hibrīda spēkstacija apvieno elektroenerģijas ražošanu ar akumulatoru uzglabāšanu tajā pašā vietā.Tas bieži nozīmē saules vai vēja parku, kas savienots pārī ar liela mēroga baterijām.Strādājot kopā, saules paneļi un akumulatoru krātuve var radīt atjaunojamo enerģiju, kad saules enerģija ir vislielākā dienas laikā, un pēc vajadzības to atbrīvot pēc saules norietēšanas.
Aplūkojot izstrādes procesā esošos enerģijas un uzglabāšanas projektus, ir iespējams gūt ieskatu hibrīdenerģijas nākotnē.
Mūsu komandaLorensa Bērklija Nacionālajā laboratorijā atklāja, ka tas ir satriecoši1400 gigavatino ierosinātajiem ražošanas un uzglabāšanas projektiem ir pieteikušies, lai pieslēgtos tīklam – vairāk nekā visas esošās ASV elektrostacijas kopā.Lielākā grupa tagad ir saules enerģijas projekti, un vairāk nekā trešdaļa no šiem projektiem ir saistīti ar hibrīda saules un akumulatora uzglabāšanu.
Lai gan šīs nākotnes spēkstacijas piedāvā daudzas priekšrocības, tās arīuzdot jautājumuspar to, kā vislabāk būtu darbināt elektrotīklu.
Kāpēc hibrīdi ir karsti
Vēja un saules enerģijai augot, tie sāk būtiski ietekmēt tīklu.
Saules enerģija jaupārsniedz 25%gadā Kalifornijā un strauji izplatās citos štatos, piemēram, Teksasā, Floridā un Džordžijā.“Vēja jostas” štati no Dakotām līdz Teksasai ir redzējušimasveida vēja turbīnu izvietošana, Aiova tagad lielāko daļu enerģijas iegūst no vēja.
Šis lielais atjaunojamās enerģijas procentuālais daudzums rada jautājumu: kā mēs varam integrēt atjaunojamos enerģijas avotus, kas dienas laikā ražo lielu, bet atšķirīgu enerģijas daudzumu?
Šeit tiek izmantota uzglabāšana. Litija jonu akumulatoru cenas ir tādasstrauji kritisjo pēdējos gados ražošana ir palielinājusies elektrisko transportlīdzekļu tirgū.Lai gan pastāv bažas par nākotnipiegādes ķēdes problēmas, visticamāk, attīstīsies arī akumulatora dizains.
Saules enerģijas un bateriju kombinācija ļauj hibrīdelektrostaciju operatoriem nodrošināt enerģiju visvērtīgākajās stundās, kad pieprasījums ir vislielākais, piemēram, vasaras pēcpusdienās un vakaros, kad gaisa kondicionētāji darbojas ar augstu temperatūru.Baterijas arī palīdz izlīdzināt vēja un saules enerģijas ražošanu, uzkrāt lieko jaudu, kas citādi tiktu samazināta, un samazināt sastrēgumus tīklā.
Projekta cauruļvadā dominē hibrīdi
2020. gada beigās ASV darbojās 73 saules un 16 vēja hibrīdprojekti, kuru apjoms sasniedza 2,5 gigavatus ražošanas un 0,45 gigavatus uzglabāšanas.
Mūsdienās attīstības cauruļvadā dominē saules enerģija un hibrīdi.Līdz 2021. gada beigām vairāk nekā675 gigavati piedāvātās saules enerģijasiekārtas bija pieteikušās tīkla pieslēguma apstiprināšanai, un vairāk nekā trešdaļa no tām bija savienotas ar krātuvi.Vēl 247 gigavati vēja parki bija rindā, un 19 gigavati jeb aptuveni 8% no tiem bija hibrīdi.
Protams, pieteikšanās pieslēgumam ir tikai viens solis spēkstacijas attīstībā.Attīstītājam ir nepieciešami arī zemes un kopienas līgumi, pārdošanas līgums, finansējums un atļaujas.Tikai aptuveni viena no ceturtajām jaunajām rūpnīcām, kas tika ierosināta no 2010. līdz 2016. gadam, nonāca komerciālā darbībā.Bet intereses dziļums par hibrīdaugiem paredz spēcīgu izaugsmi.
Tādos tirgos kā Kalifornija akumulatori būtībā ir obligāti jaunajiem saules enerģijas izstrādātājiem.Tā kā saules enerģija bieži veidovaras vairākumsdienas tirgū vairāk celtniecība rada nelielu pievienoto vērtību.Pašlaik 95% no visas Kalifornijas rindā piedāvātās liela mēroga saules enerģijas jaudas ir aprīkotas ar akumulatoriem.
5 nodarbības par hibrīdiem un nākotnes jautājumi
Atjaunojamo hibrīdu izaugsmes iespēja ir nepārprotami liela, taču tas rada dažus jautājumusmūsu grupaBerkeley Lab ir veicis izmeklēšanu.
Šeit ir daži no mūsulabākie atklājumi:
Investīcijas atmaksājas daudzos reģionos.Mēs noskaidrojām, ka, lai gan akumulatoru pievienošana saules elektrostacijai palielina cenu, tā palielina arī enerģijas vērtību.Ražošanas un uzglabāšanas novietošana vienā vietā var gūt labumu no nodokļu kredītiem, būvniecības izmaksu ietaupījumiem un darbības elastības.Raugoties uz ieņēmumu potenciālu pēdējos gados un ar federālo nodokļu kredītu palīdzību, šķiet, ka pievienotā vērtība attaisno augstāku cenu.
Līdzāsatrašanās nozīmē arī kompromisus.Vēja un saules enerģija vislabāk darbojas tur, kur vēja un saules resursi ir spēcīgākie, bet akumulatori nodrošina vislielāko vērtību tur, kur tie var nodrošināt vislielākos tīkla ieguvumus, piemēram, mazināt sastrēgumus.Tas nozīmē, ka, nosakot labāko atrašanās vietu ar visaugstāko vērtību, pastāv kompromisi.Federālās nodokļu atlaides, ko var nopelnīt tikai tad, ja baterijas atrodas kopā ar saules enerģiju, dažos gadījumos var rosināt pieņemt neoptimālus lēmumus.
Nav vienas labākās kombinācijas.Hibrīda ražotnes vērtību daļēji nosaka iekārtu konfigurācija.Piemēram, akumulatora izmērs attiecībā pret saules ģeneratoru var noteikt, cik vēlu vakarā iekārta var piegādāt enerģiju.Taču nakts enerģijas vērtība ir atkarīga no vietējā tirgus apstākļiem, kas mainās visu gadu.
Enerģijas tirgus noteikumiem ir jāattīstās.Hibrīdi var piedalīties elektroenerģijas tirgū kā viena vienība vai kā atsevišķas vienības, solot soli saules enerģijas un uzglabāšanas jomā neatkarīgi.Hibrīdi var būt arī enerģijas pārdevēji vai pircēji, vai abi.Tas var kļūt sarežģīti.Tirgus dalības noteikumi hibrīdiem joprojām attīstās, ļaujot rūpnīcu operatoriem eksperimentēt ar to, kā viņi pārdod savus pakalpojumus.
Mazie hibrīdi rada jaunas iespējas:Hibrīdās spēkstacijas var būt arī mazas, piemēram, saules enerģija un baterijas mājās vai uzņēmumā.Tādashibrīdi ir kļuvuši par standartu Havaju salāskā saules enerģija piesātina tīklu.Kalifornijā klienti, kuriem tiek atslēgta elektrība, lai novērstu savvaļas ugunsgrēkus, arvien vairāk pievieno krātuvi savām saules sistēmām.Šie“aiz metru” hibrīdiuzdot jautājumus par to, kā tie būtu jānovērtē un kā tie var veicināt tīkla darbību.
Hibrīdi ir tikai sākums, bet daudz vairāk ir ceļā.Ir nepieciešams vairāk pētījumu par tehnoloģijām, tirgus modeļiem un noteikumiem, lai nodrošinātu, ka tīkls un tīkla cenas attīstās līdz ar tiem.
Lai gan paliek jautājumi, ir skaidrs, ka hibrīdi no jauna definē spēkstacijas.Un viņi šajā procesā var pārveidot ASV energosistēmu.
Publicēšanas laiks: 23. jūnijs 2022