Američki elektroenergetski sistem prolazi kroz radikalne promjene dok prelazi sa fosilnih goriva na obnovljivu energiju.Dok je prva decenija 2000-ih doživjela ogroman rast proizvodnje prirodnog plina, a 2010-te su bile decenija vjetra i sunca, rani znakovi sugeriraju da bi inovacija 2020-ih mogla biti bum u "hibridnim" elektranama.
Tipična hibridna elektrana kombinuje proizvodnju električne energije sa skladištenjem baterija na istoj lokaciji.To često znači solarnu ili vjetroelektranu uparena s velikim baterijama.Radeći zajedno, solarni paneli i skladište baterija mogu generirati obnovljivu energiju kada je solarna energija na svom vrhuncu tokom dana, a zatim je ispuštati po potrebi nakon zalaska sunca.
Pogled na projekte za napajanje i skladištenje u razvojnom procesu nudi uvid u budućnost hibridne energije.
Naš timu Nacionalnoj laboratoriji Lawrence Berkeley otkrili su da je to zapanjujuće1.400 gigavatapredloženih projekata proizvodnje i skladištenja su se prijavili za povezivanje na mrežu – više od svih postojećih američkih elektrana zajedno.Najveća grupa sada su solarni projekti, a više od trećine tih projekata uključuje hibridno solarno i baterijsko skladištenje.
Iako ove elektrane budućnosti nude mnoge prednosti, one takođerpostaviti pitanjao tome kako bi električnom mrežom najbolje trebalo upravljati.
Zašto su hibridi popularni
Kako vjetar i sunce rastu, oni počinju da imaju veliki utjecaj na mrežu.
Solarna energija većprelazi 25%godišnje proizvodnje električne energije u Kaliforniji i brzo se širi u drugim državama kao što su Teksas, Florida i Georgia.Države "pojasa vjetrova", od Dakota do Teksasa, vidjeli sumasovna primena vetroturbina, pri čemu Ajova sada većinu svoje energije dobija od vetra.
Ovaj visoki postotak obnovljive energije postavlja pitanje: kako da integrišemo obnovljive izvore koji proizvode velike, ali različite količine energije tokom dana?
Tu dolazi skladištenje. Cijene litijum-jonskih baterija imajubrzo paobudući da se proizvodnja na tržištu električnih vozila povećala posljednjih godina.Dok postoji zabrinutost za budućnostizazovi u lancu snabdevanja, dizajn baterija će također vjerovatno evoluirati.
Kombinacija solarne energije i baterija omogućava operaterima hibridnih postrojenja da obezbede struju kroz najvrednije sate kada je potražnja najveća, kao što su letnja popodneva i večeri kada su klima uređaji na visokom nivou.Baterije također pomažu da se izjednači proizvodnja energije vjetra i sunca, skladišti višak energije koja bi inače bila smanjena i smanjuju zagušenje u mreži.
Hibridi dominiraju cevovodom projekta
Krajem 2020. u SAD-u su radila 73 solarna i 16 vjetro-hibridnih projekta, što je iznosilo 2,5 gigavata proizvodnje i 0,45 gigavata skladišta.
Danas solarna energija i hibridi dominiraju razvojnim procesom.Do kraja 2021. više od675 gigavata predložene solarne energijepostrojenja su se prijavila za odobrenje za priključenje na mrežu, pri čemu je više od trećine bilo upareno sa skladištem.Na redu je još 247 gigavata vjetroelektrana, sa 19 gigavata, ili oko 8% njih, kao hibridi.
Naravno, prijava za priključak je samo jedan korak u razvoju elektrane.Graditelju su također potrebni ugovori o zemljištu i zajednici, kupoprodajni ugovor, finansiranje i dozvole.Samo otprilike jedna od četiri nove tvornice predložene između 2010. i 2016. godine dospjela je u komercijalni rad.Ali dubina interesovanja za hibridne biljke najavljuje snažan rast.
Na tržištima poput Kalifornije, baterije su u suštini obavezne za nove proizvođače solarne energije.Budući da solarna energija često činivećina moćina dnevnom tržištu, izgradnja više daje malu vrijednost.Trenutno 95% svih predloženih velikih solarnih kapaciteta u kalifornijskom redu dolazi s baterijama.
5 lekcija o hibridima i pitanja za budućnost
Mogućnost za rast obnovljivih hibrida je očito velika, ali to postavlja neka pitanjanaša grupau laboratoriji Berkeley istražuje.
Evo nekih našihvrhunski nalazi:
Investicija se isplati u mnogim regijama.Otkrili smo da dodavanje baterija u solarnu elektranu povećava cijenu, ali isto tako povećava i vrijednost energije.Postavljanje proizvodnje i skladištenja na istoj lokaciji može ostvariti koristi od poreskih kredita, uštede troškova izgradnje i operativne fleksibilnosti.Gledajući potencijal prihoda u posljednjih nekoliko godina, i uz pomoć federalnih poreznih kredita, čini se da dodana vrijednost opravdava višu cijenu.
Kolokacija također znači kompromise.Vjetar i solarna energija najbolje rade tamo gdje su izvori vjetra i sunca najjači, ali baterije pružaju najveću vrijednost tamo gdje mogu pružiti najveće prednosti mreže, poput ublažavanja zagušenja.To znači da postoje kompromisi pri određivanju najbolje lokacije s najvećom vrijednošću.Federalni porezni krediti koji se mogu zaraditi samo kada se baterije nalaze zajedno sa solarnom energijom mogu u nekim slučajevima ohrabriti neoptimalne odluke.
Ne postoji jedna najbolja kombinacija.Vrijednost hibridnog postrojenja dijelom je određena konfiguracijom opreme.Na primjer, veličina baterije u odnosu na solarni generator može odrediti koliko kasno navečer postrojenje može isporučiti struju.Ali vrijednost noćne energije ovisi o lokalnim tržišnim uvjetima, koji se mijenjaju tijekom godine.
Pravila tržišta električne energije moraju se razvijati.Hibridi mogu učestvovati na tržištu električne energije kao jedna jedinica ili kao odvojeni entiteti, sa solarnim i akumulacionim ponudama nezavisno.Hibridi također mogu biti ili prodavci ili kupci snage, ili oboje.To može biti komplikovano.Pravila tržišnog učešća hibrida se i dalje razvijaju, ostavljajući operaterima postrojenja da eksperimentišu sa načinom na koji prodaju svoje usluge.
Mali hibridi stvaraju nove mogućnosti:Hibridne elektrane također mogu biti male, kao što su solarne i baterije u kući ili poslovnom prostoru.Takvehibridi su postali standard na Havajimakako solarna energija zasićuje mrežu.U Kaliforniji, kupci koji su podložni isključenju struje kako bi se spriječili šumski požari, sve više dodaju skladište u svoje solarne sisteme.OveHibridi „iza metra“.postavljaju pitanja o tome kako ih treba vrednovati i kako mogu doprinijeti mrežnim operacijama.
Hibridi tek počinju, ali još mnogo toga je na putu.Potrebno je više istraživanja o tehnologijama, dizajnu tržišta i propisima kako bi se osiguralo da se mreža i cijene mreže razvijaju zajedno s njima.
Iako ostaju pitanja, jasno je da hibridi redefiniraju elektrane.I u tom procesu mogu prepraviti američki energetski sistem.
Vrijeme objave: Jun-23-2022