با نیروگاه آینده آشنا شوید: هیبریدهای خورشیدی + باتری برای رشد انفجاری آماده هستند

سیستم قدرت الکتریکی آمریکا با انتقال از سوخت های فسیلی به انرژی های تجدیدپذیر دستخوش تغییرات اساسی شده است.در حالی که دهه اول دهه 2000 شاهد رشد عظیمی در تولید گاز طبیعی بود و دهه 2010 دهه باد و خورشید بود، نشانه‌های اولیه نشان می‌دهد که نوآوری دهه 2020 ممکن است رونق نیروگاه‌های "هیبریدی" باشد.

یک نیروگاه هیبریدی معمولی تولید برق را با ذخیره باتری در همان مکان ترکیب می کند.این اغلب به معنای یک مزرعه خورشیدی یا بادی است که با باتری های مقیاس بزرگ جفت شده است.پانل‌های خورشیدی و ذخیره‌سازی باتری با همکاری یکدیگر می‌توانند انرژی تجدیدپذیر را زمانی که انرژی خورشیدی در روز به اوج خود می‌رسد تولید کنند و پس از غروب خورشید در صورت نیاز آن را آزاد کنند.

نگاهی به پروژه‌های انرژی و ذخیره‌سازی در خط لوله توسعه، نگاهی اجمالی به آینده برق هیبریدی دارد.

تیم مادر آزمایشگاه ملی لارنس برکلی متوجه شد که خیره کننده است1400 گیگاواتپروژه‌های تولید و ذخیره‌سازی پیشنهادی برای اتصال به شبکه اعمال شده‌اند - بیش از مجموع تمام نیروگاه‌های موجود ایالات متحده.بزرگترین گروه در حال حاضر پروژه های خورشیدی هستند و بیش از یک سوم این پروژه ها شامل انرژی خورشیدی هیبریدی به علاوه ذخیره سازی باتری است.

در حالی که این نیروگاه های آینده مزایای بسیاری را ارائه می دهند، آنها نیز دارندسوالاتی را مطرح کنددر مورد اینکه چگونه شبکه برق باید به بهترین شکل کار کند.

چرا هیبریدها داغ هستند

همانطور که باد و خورشید رشد می کنند، آنها شروع به تأثیرات بزرگی روی شبکه می کنند.

انرژی خورشیدی در حال حاضربیش از 25 درصدتولید برق سالانه در کالیفرنیا و به سرعت در سایر ایالت ها مانند تگزاس، فلوریدا و جورجیا در حال گسترش است.ایالت های "کمربند باد"، از داکوتا تا تگزاس، دیده انداستقرار گسترده توربین های بادی، در حال حاضر آیووا اکثریت انرژی خود را از باد می گیرد.

این درصد بالای انرژی تجدیدپذیر این سوال را ایجاد می‌کند: چگونه منابع تجدیدپذیری را که در طول روز مقدار زیادی انرژی تولید می‌کنند، اما متغیر هستند، یکپارچه کنیم؟

این جایی است که ذخیره سازی وارد می شود. قیمت باتری های لیتیوم یونی وجود داردبه سرعت سقوط کرداز آنجایی که تولید در سال های اخیر برای بازار خودروهای الکتریکی افزایش یافته است.در حالی که نگرانی هایی در مورد آینده وجود داردچالش های زنجیره تامین، طراحی باتری نیز احتمالاً تکامل خواهد یافت.

ترکیب انرژی خورشیدی و باتری به اپراتورهای نیروگاه هیبریدی این امکان را می دهد که در با ارزش ترین ساعاتی که تقاضا بیشتر است، مانند بعدازظهرهای تابستان و عصرها که سیستم های تهویه مطبوع بالا کار می کنند، برق را تامین کنند.باتری ها همچنین به هموارسازی تولید از نیروی باد و خورشید کمک می کنند، نیروی اضافی را ذخیره می کنند که در غیر این صورت محدود می شد و ازدحام در شبکه را کاهش می دهد.

هیبریدها بر خط لوله پروژه تسلط دارند

در پایان سال 2020، 73 پروژه هیبریدی خورشیدی و 16 پروژه هیبریدی بادی در ایالات متحده وجود داشت که به میزان 2.5 گیگاوات تولید و 0.45 گیگاوات ذخیره سازی می شد.

امروزه، خورشیدی و هیبریدها بر خط لوله توسعه غالب هستند.تا پایان سال 2021، بیش از675 گیگاوات خورشیدی پیشنهادینیروگاه ها برای تایید اتصال به شبکه درخواست داده بودند که بیش از یک سوم آنها با ذخیره سازی جفت شده بودند.247 گیگاوات دیگر مزارع بادی در خط بودند که 19 گیگاوات یا حدود 8 درصد آن ها به صورت هیبریدی بودند.

البته درخواست برای اتصال تنها یک مرحله در توسعه نیروگاه است.یک توسعه‌دهنده همچنین به توافق‌نامه‌های زمین و جامعه، قرارداد فروش، تأمین مالی و مجوز نیاز دارد.از هر چهار کارخانه جدید که بین سال‌های 2010 و 2016 پیشنهاد شده بود، تنها یک مورد به بهره‌برداری تجاری رسید.اما عمق علاقه به گیاهان هیبرید نشان دهنده رشد قوی است.

در بازارهایی مانند کالیفرنیا، باتری ها اساسا برای توسعه دهندگان جدید خورشیدی اجباری هستند.از آنجا که خورشیدی اغلب برایاکثریت قدرتدر بازار روز، ساخت بیشتر ارزش کمی اضافه می کند.در حال حاضر 95 درصد از کل ظرفیت خورشیدی در مقیاس بزرگ پیشنهادی در صف کالیفرنیا با باتری عرضه می شود.

5 درس در مورد هیبریدها و سوالات برای آینده

فرصت رشد در هیبریدهای تجدیدپذیر به وضوح زیاد است، اما سؤالاتی را ایجاد می کند کهگروه مادر آزمایشگاه برکلی در حال بررسی است.

در اینجا برخی از ما هستندیافته های برتر:

سرمایه گذاری در بسیاری از مناطق نتیجه می دهد.ما دریافتیم که در حالی که افزودن باتری به یک نیروگاه خورشیدی قیمت را افزایش می دهد، ارزش نیرو را نیز افزایش می دهد.قرار دادن تولید و ذخیره سازی در یک مکان می تواند از مزایای اعتبار مالیاتی، صرفه جویی در هزینه ساخت و انعطاف پذیری عملیاتی بهره مند شود.با نگاهی به پتانسیل درآمد در سال های اخیر و با کمک اعتبارات مالیاتی فدرال، به نظر می رسد ارزش افزوده قیمت بالاتر را توجیه می کند.

هم‌مکانی به معنای مبادله است.باد و خورشید در جاهایی که باد و منابع خورشیدی قوی‌ترین هستند بهترین عملکرد را دارند، اما باتری‌ها در جایی که می‌توانند بیشترین مزایای شبکه را داشته باشند، مانند رفع ازدحام، بیشترین ارزش را دارند.این بدان معناست که هنگام تعیین بهترین مکان با بالاترین ارزش، معاوضه هایی وجود دارد.اعتبارات مالیاتی فدرال که تنها زمانی که باتری‌ها با انرژی خورشیدی قرار می‌گیرند به دست می‌آیند، ممکن است در برخی موارد تصمیم‌گیری‌های غیربهینه را تشویق کنند.

بهترین ترکیب وجود ندارد.ارزش یک کارخانه هیبریدی تا حدی با پیکربندی تجهیزات تعیین می شود.برای مثال، اندازه باتری نسبت به یک ژنراتور خورشیدی می‌تواند تعیین کند که نیروگاه تا چه زمانی می‌تواند انرژی را تا آخر شب تحویل دهد.اما ارزش برق شبانه به شرایط بازار محلی بستگی دارد که در طول سال تغییر می کند.

قوانین بازار برق باید تغییر کند.هیبریدی ها می توانند در بازار برق به عنوان یک واحد واحد یا به عنوان نهادهای جداگانه، با مناقصه خورشیدی و ذخیره سازی به طور مستقل شرکت کنند.هیبریدها همچنین می توانند فروشنده یا خریدار قدرت یا هر دو باشند.که می تواند پیچیده شود.قوانین مشارکت در بازار برای هیبریدها هنوز در حال تغییر است و اپراتورهای کارخانه را مجبور می کند تا نحوه فروش خدمات خود را آزمایش کنند.

هیبریدهای کوچک فرصت های جدیدی ایجاد می کنند:نیروگاه های هیبریدی نیز می توانند کوچک باشند، مانند انرژی خورشیدی و باتری در خانه یا محل کار.چنینهیبریدها در هاوایی استاندارد شده اندهمانطور که انرژی خورشیدی شبکه را اشباع می کند.در کالیفرنیا، مشتریانی که برای جلوگیری از آتش سوزی در معرض قطع برق هستند، به طور فزاینده ای به سیستم های خورشیدی خود ذخیره می کنند.اینهاهیبریدهای "پشت متر".سوالاتی را در مورد اینکه چگونه باید ارزش گذاری شوند و چگونه می توانند در عملیات شبکه کمک کنند، مطرح کنند.

هیبریدی ها تازه شروع شده اند، اما موارد بسیار بیشتری در راه است.تحقیقات بیشتری در مورد فن‌آوری‌ها، طرح‌های بازار و مقررات مورد نیاز است تا اطمینان حاصل شود که قیمت‌گذاری شبکه و شبکه با آنها تکامل می‌یابد.

در حالی که سوالات باقی می ماند، واضح است که هیبریدی ها در حال تعریف مجدد نیروگاه ها هستند.و ممکن است در این فرآیند سیستم قدرت ایالات متحده را بازسازی کنند.