Americký systém elektrické energie prochází radikální změnou, protože přechází od fosilních paliv k obnovitelné energii.Zatímco v první dekádě 20. století došlo k obrovskému nárůstu výroby zemního plynu a 2010 byla dekádou větrné a solární energie, první známky naznačují, že inovace 20. let může být boomem „hybridních“ elektráren.
Typická hybridní elektrárna kombinuje výrobu elektřiny s bateriovým úložištěm na stejném místě.To často znamená solární nebo větrnou farmu spárovanou s velkými bateriemi.Solární panely a bateriové úložiště mohou společně generovat obnovitelnou energii, když je sluneční energie během dne na vrcholu, a poté ji uvolňovat podle potřeby po západu slunce.
Pohled na připravované projekty v oblasti energie a úložiště nabízí pohled na budoucnost hybridního pohonu.
Náš týmv Lawrence Berkeley National Laboratory zjistil, že je to ohromující1400 gigawattůnavržených projektů výroby a skladování se uchází o připojení k síti – více než všech stávajících amerických elektráren dohromady.Největší skupinou jsou nyní solární projekty a více než třetina těchto projektů zahrnuje hybridní solární a bateriové úložiště.
I když tyto elektrárny budoucnosti nabízejí mnoho výhod, takéklást otázkyo tom, jak by měla být elektrická síť nejlépe provozována.
Proč jsou hybridy žhavé
Jak vítr a slunce rostou, začínají mít velký dopad na rozvodnou síť.
Solární energie jižpřesahuje 25 %roční výroby elektřiny v Kalifornii a rychle se šíří v dalších státech, jako je Texas, Florida a Georgia.Státy „větrného pásu“, od Dakot po Texas, to vidělymasivní nasazení větrných turbín, přičemž Iowa nyní získává většinu své energie z větru.
Toto vysoké procento obnovitelné energie vyvolává otázku: Jak integrujeme obnovitelné zdroje, které produkují velké, ale různé množství energie po celý den?
To je místo, kde přichází na řadu úložiště. Ceny lithium-iontových baterií majírychle kleslaprotože se v posledních letech zvýšila výroba pro trh s elektrickými vozidly.I když existují obavy z budoucnostivýzvy dodavatelského řetězce, design baterií se bude také pravděpodobně vyvíjet.
Kombinace solární energie a baterií umožňuje provozovatelům hybridních elektráren dodávat energii během nejcennějších hodin, kdy je poptávka nejsilnější, jako jsou letní odpoledne a večery, kdy klimatizace běží na maximum.Baterie také pomáhají vyhlazovat výrobu z větrné a solární energie, ukládají přebytečnou energii, která by jinak byla omezena, a snižují přetížení sítě.
Hybridy dominují projektu
Na konci roku 2020 fungovalo v USA 73 solárních a 16 větrných hybridních projektů, které dosahovaly 2,5 gigawattu výroby a 0,45 gigawattu úložiště.
Dnes dominují solární a hybridní pohony.Do konce roku 2021 více než675 gigawattů navrhované solární energieelektrárny požádaly o schválení připojení k síti, přičemž více než třetina z nich byla spárována s úložištěm.Dalších 247 gigawattů větrných elektráren bylo v řadě, přičemž 19 gigawattů, tedy asi 8 % z toho, byly hybridní.
Žádost o připojení je samozřejmě pouze jedním krokem k rozvoji elektrárny.Developer také potřebuje pozemky a smlouvy o společenství, kupní smlouvu, financování a povolení.Pouze asi jedna ze čtyř nových elektráren navržených v letech 2010 až 2016 se dostala do komerčního provozu.Ale hloubka zájmu o hybridní rostliny předznamenává silný růst.
Na trzích, jako je Kalifornie, jsou baterie pro nové solární vývojáře v podstatě povinné.Vzhledem k tomu, solární často odpovídá zavětšinu mocina denním trhu budování více přidává malou hodnotu.V současné době je 95 % veškeré navrhované velké solární kapacity v kalifornské frontě dodáváno s bateriemi.
5 lekcí o hybridech a otázkách do budoucna
Příležitost pro růst obnovitelných hybridů je zjevně velká, ale vyvolává to určité otázkynaše skupinav Berkeley Lab vyšetřuje.
Zde jsou některé z našichšpičkové nálezy:
Investice se v mnoha regionech vyplatí.Zjistili jsme, že přidání baterií do solární elektrárny sice zvyšuje cenu, ale také zvyšuje hodnotu energie.Umístění výroby a skladování na stejné místo může využít výhod daňových úlev, úspor stavebních nákladů a provozní flexibility.Při pohledu na výnosový potenciál v posledních letech as pomocí federálních daňových úlev se zdá, že přidaná hodnota ospravedlňuje vyšší cenu.
Společné umístění také znamená kompromisy.Větrná a solární energie fungují nejlépe tam, kde jsou větrné a solární zdroje nejsilnější, ale baterie poskytují největší hodnotu tam, kde mohou poskytnout největší výhody sítě, jako je zmírnění přetížení.To znamená, že při určování nejlepší polohy s nejvyšší hodnotou existují kompromisy.Federální daňové úlevy, které lze získat pouze tehdy, když jsou baterie umístěny společně se solárními články, mohou v některých případech povzbuzovat neoptimální rozhodnutí.
Neexistuje žádná nejlepší kombinace.Hodnota hybridního závodu je částečně určena konfigurací zařízení.Například velikost baterie vzhledem k solárnímu generátoru může určit, jak dlouho do večera může elektrárna dodávat energii.Hodnota nočního proudu však závisí na místních tržních podmínkách, které se v průběhu roku mění.
Pravidla trhu s elektřinou se musí vyvíjet.Hybridy se mohou podílet na trhu s elektřinou jako jeden celek nebo jako samostatné subjekty, přičemž solární a akumulační energie se ucházejí nezávisle.Hybridy mohou být také prodejci nebo kupci energie nebo obojí.To se může zkomplikovat.Pravidla účasti na trhu pro hybridy se stále vyvíjejí, takže provozovatelé rostlin mohou experimentovat s tím, jak prodávají své služby.
Malé hybridy vytvářejí nové příležitosti:Hybridní elektrárny mohou být také malé, například solární a baterie v domácnosti nebo firmě.Takovýhybridy se na Havaji staly standardemjak solární energie saturuje síť.V Kalifornii zákazníci, kteří podléhají odstávkám proudu, aby zabránili lesním požárům, stále více přidávají úložiště do svých solárních systémů.Tyto„zaměřovací“ hybridyvyvolávat otázky, jak by měli být oceněni a jak mohou přispět k provozu sítě.
Hybridy jsou teprve na začátku, ale mnohem více jich je na cestě.Je zapotřebí více výzkumu technologií, návrhů trhu a předpisů, aby se zajistilo, že se sítě a ceny sítí budou vyvíjet s nimi.
I když zůstávají otázky, je jasné, že hybridy nově definují elektrárny.A mohou během toho předělat americký energetický systém.
Čas odeslání: 23. června 2022