O sistema de enerxía eléctrica de Estados Unidos está sufrindo un cambio radical xa que pasa dos combustibles fósiles ás enerxías renovables.Aínda que a primeira década da década de 2000 experimentou un enorme crecemento na xeración de gas natural, e a década de 2010 foi a década da enerxía eólica e solar, os primeiros sinais suxiren que a innovación da década de 2020 pode ser un boom das centrais eléctricas "híbridas".
Unha central eléctrica híbrida típica combina a xeración de electricidade co almacenamento de baterías no mesmo lugar.Isto a miúdo significa un parque solar ou eólico combinado con baterías a gran escala.Traballando xuntos, os paneis solares e o almacenamento de baterías poden xerar enerxía renovable cando a enerxía solar está no seu punto álxido durante o día e despois liberala cando sexa necesario despois de que o sol se pon.
Unha ollada aos proxectos de enerxía e almacenamento en proceso de desenvolvemento ofrece unha visión do futuro da enerxía híbrida.
O noso equipono Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley descubriu que era asombroso1.400 gigavatiosdos proxectos de xeración e almacenamento propostos solicitáronse para conectarse á rede, máis que todas as centrais eléctricas existentes dos EUA xuntas.O grupo máis grande agora son proxectos solares, e máis dun terzo deses proxectos inclúen híbridos solares e almacenamento de baterías.
Aínda que estas centrais eléctricas do futuro ofrecen moitos beneficios, taménplantexar preguntassobre o mellor funcionamento da rede eléctrica.
Por que os híbridos son quentes
A medida que o vento e o solar crecen, comezan a ter grandes impactos na rede.
Enerxía solar xasupera o 25%de xeración anual de enerxía en California e estase a estender rapidamente noutros estados como Texas, Florida e Xeorxia.Os estados do "cinturón de ventos", desde Dakotas ata Texas, vironimplantación masiva de aeroxeradores, con Iowa agora obtendo a maioría da súa enerxía do vento.
Esta alta porcentaxe de enerxía renovable suscita unha pregunta: como integramos fontes renovables que producen cantidades grandes pero variables de enerxía ao longo do día?
Aí é onde entra o almacenamento. Os prezos das baterías de iones de litio teñencaeu rapidamentexa que nos últimos anos aumentou a produción para o mercado de vehículos eléctricos.Aínda que hai preocupacións sobre o futurodesafíos da cadea de subministración, o deseño da batería tamén é probable que evolucione.
A combinación de enerxía solar e baterías permite aos operadores de plantas híbridas proporcionar enerxía durante as horas máis valiosas cando a demanda é máis forte, como as tardes de verán e as noites nas que os equipos de aire acondicionado funcionan ao máximo.As baterías tamén axudan a suavizar a produción da enerxía eólica e solar, almacenan o exceso de enerxía que, doutro xeito, se reduciría e reducen a conxestión na rede.
Os híbridos dominan o proxecto
A finais de 2020, existían 73 proxectos híbridos solares e 16 eólicos en funcionamento nos EE.UU.
Hoxe, a solar e os híbridos dominan o desenvolvemento.A finais de 2021, máis de675 gigavatios de solar propostoAs centrais solicitaran a aprobación de conexión á rede, máis dun terzo delas vinculadas ao almacenamento.Outros 247 gigavatios de parques eólicos estaban en liña, con 19 gigavatios, ou preto do 8% destes, como híbridos.
Por suposto, solicitar unha conexión é só un paso no desenvolvemento dunha central eléctrica.Un promotor tamén precisa de acordos de terreos e comunidades, contrato de compravenda, financiamento e permisos.Só unha de cada catro novas plantas propostas entre 2010 e 2016 chegou á explotación comercial.Pero a profundidade do interese polas plantas híbridas presaxia un forte crecemento.
En mercados como California, as baterías son esencialmente obrigatorias para os novos desenvolvedores solares.Xa que o solar adoita representar omaioría do poderno mercado diurno, construír máis engade pouco valor.Actualmente, o 95% de toda a capacidade solar proposta a gran escala na cola de California vén con baterías.
5 leccións sobre híbridos e preguntas para o futuro
A oportunidade de crecemento dos híbridos renovables é claramente grande, pero suscita algunhas dúbidasnoso grupoen Berkeley Lab estivo investigando.
Aquí están algúns dos nososprincipais achados:
O investimento dá froitos en moitas rexións.Descubrimos que, aínda que engadir baterías a unha planta de enerxía solar aumenta o prezo, tamén aumenta o valor da enerxía.Poñer a xeración e o almacenamento no mesmo lugar pode obter beneficios de bonificacións fiscais, aforro de custos de construción e flexibilidade operativa.Considerando o potencial de ingresos dos últimos anos, e coa axuda das bonificacións fiscais federais, o valor engadido parece xustificar o prezo máis elevado.
A coubicación tamén significa compensacións.A eólica e a solar funcionan mellor onde os recursos eólicos e solares son máis fortes, pero as baterías proporcionan o maior valor onde poden ofrecer os maiores beneficios da rede, como aliviar a conxestión.Isto significa que hai compensacións á hora de determinar a mellor localización co valor máis alto.Os créditos fiscais federais que só se poden obter cando as baterías se colocan xunto coa solar poden estar alentando decisións subóptimas nalgúns casos.
Non hai unha mellor combinación.O valor dunha planta híbrida está determinado en parte pola configuración do equipo.Por exemplo, o tamaño da batería en relación a un xerador solar pode determinar ata que punto a noite pode entregar enerxía a planta.Pero o valor da enerxía nocturna depende das condicións do mercado local, que cambian ao longo do ano.
As regras do mercado eléctrico teñen que evolucionar.Os híbridos poden participar no mercado de enerxía como unha única unidade ou como entidades separadas, coa oferta solar e de almacenamento de forma independente.Os híbridos tamén poden ser vendedores ou compradores de enerxía, ou ambos.Iso pode complicarse.As regras de participación no mercado dos híbridos seguen evolucionando, polo que os operadores das plantas deben experimentar como venden os seus servizos.
Os pequenos híbridos crean novas oportunidades:As centrais híbridas tamén poden ser pequenas, como as solares e as baterías nunha casa ou negocio.Talos híbridos convertéronse en estándar en Hawaixa que a enerxía solar satura a rede.En California, os clientes que están suxeitos a cortes de enerxía para evitar incendios forestais engaden cada vez máis almacenamento aos seus sistemas solares.Esteshíbridos "detrás do metro".suscitar preguntas sobre como deberían ser valorados e como poden contribuír ao funcionamento da rede.
Os híbridos están só comezando, pero hai moitos máis en camiño.Precísase máis investigación sobre as tecnoloxías, os deseños de mercado e as regulacións para garantir que a rede e os prezos da rede evolucionen con eles.
Aínda que quedan dúbidas, está claro que os híbridos están a redefinir as centrais eléctricas.E poden refacer o sistema eléctrico estadounidense no proceso.
Hora de publicación: 23-Xun-2022