Ամերիկայի էլեկտրական էներգիայի համակարգը արմատական փոփոխության է ենթարկվում, քանի որ այն հանածո վառելիքից անցնում է վերականգնվող էներգիայի:Թեև 2000-ականների առաջին տասնամյակում բնական գազի արտադրության հսկայական աճ է գրանցվել, իսկ 2010-ականները քամու և արևի տասնամյակն էր, վաղ նշանները հուշում են, որ 2020-ականների նորարարությունը կարող է «հիբրիդային» էլեկտրակայանների բում լինել:
Տիպիկ հիբրիդային էլեկտրակայանը համատեղում է էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը մարտկոցների պահեստավորման հետ նույն վայրում:Դա հաճախ նշանակում է արևային կամ հողմակայան՝ զուգակցված լայնածավալ մարտկոցների հետ:Միասին աշխատելով` արևային մարտկոցները և մարտկոցների պահեստը կարող են վերականգնվող էներգիա արտադրել, երբ արևային էներգիան իր գագաթնակետին է ցերեկը, իսկ այնուհետև անհրաժեշտության դեպքում այն թողարկել արևի մայր մտնելուց հետո:
Զարգացման խողովակաշարում էլեկտրաէներգիայի և պահեստավորման նախագծերին դիտելը թույլ է տալիս պատկերացում կազմել հիբրիդային էներգիայի ապագայի մասին:
Մեր թիմըԼոուրենս Բերքլիի ազգային լաբորատորիայում պարզել են, որ դա ապշեցուցիչ է1400 գիգավատտԱռաջարկվող արտադրության և պահեստավորման նախագծերը դիմել են ցանցին միանալու համար՝ ավելի շատ, քան ԱՄՆ գործող բոլոր էլեկտրակայանները միասին վերցրած:Ամենամեծ խումբն այժմ արևային նախագծերն են, և այդ նախագծերի ավելի քան մեկ երրորդը ներառում է հիբրիդային արևային և մարտկոցների պահեստավորում:
Թեև ապագայի այս էլեկտրակայաններն առաջարկում են բազմաթիվ առավելություններ, նրանք նաևհարցեր բարձրացնելայն մասին, թե ինչպես պետք է լավագույնս աշխատի էլեկտրական ցանցը:
Ինչու են հիբրիդները տաք
Քանի որ քամին և արևը մեծանում են, դրանք սկսում են մեծ ազդեցություն ունենալ ցանցի վրա:
Արևային էներգիան արդենգերազանցում է 25%-ըտարեկան էներգիայի արտադրությունը Կալիֆորնիայում և արագորեն տարածվում է այլ նահանգներում, ինչպիսիք են Տեխասը, Ֆլորիդան և Ջորջիան:«Քամու գոտի» նահանգները՝ Դակոտասից մինչև Տեխաս, տեսել ենհողմային տուրբինների զանգվածային տեղակայում, իսկ Այովան այժմ ստանում է իր էներգիայի մեծ մասը քամուց:
Վերականգնվող էներգիայի այս բարձր տոկոսը հարց է առաջացնում. Ինչպե՞ս ենք մենք ինտեգրում վերականգնվող աղբյուրները, որոնք արտադրում են մեծ, բայց տարբեր քանակությամբ էներգիա ամբողջ օրվա ընթացքում:
Հենց այստեղ է պահեստավորումը: Լիթիում-իոնային մարտկոցների գները ունենարագ ընկելքանի որ վերջին տարիներին արտադրությունը մեծացել է էլեկտրական մեքենաների շուկայում:Մինչդեռ ապագայի վերաբերյալ մտահոգություններ կանմատակարարման շղթայի մարտահրավերները, մարտկոցի դիզայնը նույնպես հավանական է զարգանա:
Արևի և մարտկոցների համադրությունը թույլ է տալիս հիբրիդային կայանների օպերատորներին էլեկտրաէներգիա ապահովել ամենաթանկ ժամերին, երբ պահանջարկն ամենաուժեղն է, օրինակ՝ ամառային կեսօրից հետո և երեկոյան, երբ օդորակիչները բարձր են աշխատում:Մարտկոցները նաև օգնում են հարթեցնել քամու և արևային էներգիայից ստացվող արտադրությունը, կուտակել ավելորդ էներգիան, որը այլապես կսահմանափակվեր, և նվազեցնել գերբեռնվածությունը ցանցում:
Հիբրիդները գերակշռում են նախագծի խողովակաշարում
2020 թվականի վերջին ԱՄՆ-ում գործում էին 73 արևային և 16 հողմային հիբրիդային նախագծեր, որոնք կազմում էին 2,5 գիգավատ արտադրություն և 0,45 գիգավատ պահեստավորում։
Այսօր զարգացման խողովակաշարում գերակշռում են արևային և հիբրիդները:2021 թվականի վերջի դրությամբ ավելի քանԱռաջարկվող արևային 675 գիգավատտկայանները դիմել էին ցանցին միացման հաստատման համար, որոնցից ավելի քան մեկ երրորդը զուգակցված էր պահեստի հետ:Եվս 247 գիգավատ հողմակայաններ համահունչ էին, ընդ որում 19 գիգավատը, կամ դրանց մոտ 8%-ը, որպես հիբրիդ:
Իհարկե, միացման համար դիմելը միայն մեկ քայլ է էլեկտրակայանի զարգացման համար։Կառուցապատողին անհրաժեշտ են նաև հողային և համայնքային պայմանագրեր, առուվաճառքի պայմանագիր, ֆինանսավորում և թույլտվություններ:2010-ից 2016 թվականներին առաջարկված չորս նոր գործարաններից միայն մեկն է հասել առևտրային շահագործման:Բայց հիբրիդային բույսերի նկատմամբ հետաքրքրության խորությունը ուժեղ աճ է հաղորդում:
Կալիֆոռնիայի պես շուկաներում մարտկոցները, ըստ էության, պարտադիր են նոր արևային նախագծողների համար:Քանի որ արևային էներգիան հաճախ կազմում էիշխանության մեծամասնությունըցերեկային շուկայում ավելի շատ կառուցելը քիչ արժեք է ավելացնում:Ներկայումս Կալիֆորնիայի հերթում առաջարկվող լայնածավալ արևային հզորության 95%-ը գալիս է մարտկոցներով:
5 դաս հիբրիդների և ապագայի վերաբերյալ հարցեր
Վերականգնվող հիբրիդների աճի հնարավորությունն ակնհայտորեն մեծ է, բայց դա որոշ հարցեր է առաջացնում, որմեր խումբըԲերքլիի լաբորատորիայում հետաքննություն է անցկացվել:
Ահա մեր մի քանիսըլավագույն բացահայտումները:
Ներդրումները շատ մարզերում արդյունք են տալիս։Մենք պարզեցինք, որ արևային էլեկտրակայանի մարտկոցների ավելացումը բարձրացնում է գինը, այն նաև մեծացնում է էներգիայի արժեքը:Միևնույն վայրում արտադրությունը և պահեստավորումը կարող են օգուտներ քաղել հարկային վարկերից, շինարարության ծախսերի խնայողությունից և գործառնական ճկունությունից:Նայելով վերջին տարիների եկամուտների ներուժին և դաշնային հարկային վարկերի օգնությամբ, ավելացված արժեքը, կարծես, արդարացնում է ավելի բարձր գինը:
Համատեղումը նշանակում է նաև փոխզիջումներ:Քամին և արևը լավագույնս աշխատում են այնտեղ, որտեղ քամին և արևային ռեսուրսներն ամենաուժեղն են, բայց մարտկոցներն ապահովում են առավելագույն արժեքը, որտեղ նրանք կարող են ապահովել ցանցի ամենամեծ առավելությունները, ինչպես օրինակ՝ թեթևացնելով գերբեռնվածությունը:Դա նշանակում է, որ կան փոխզիջումներ ամենաբարձր արժեք ունեցող լավագույն վայրը որոշելիս:Դաշնային հարկային վարկերը, որոնք կարելի է վաստակել միայն այն դեպքում, երբ մարտկոցները տեղադրվում են արևի հետ համատեղ, որոշ դեպքերում կարող են խրախուսել ոչ օպտիմալ որոշումներ կայացնելը:
Լավագույն համադրություն չկա:Հիբրիդային կայանի արժեքը մասամբ որոշվում է սարքավորումների կոնֆիգուրացիայից:Օրինակ, արևային գեներատորի համեմատ մարտկոցի չափը կարող է որոշել, թե ուշ երեկո կայանը կարող է էներգիա մատակարարել:Սակայն գիշերային էներգիայի արժեքը կախված է տեղական շուկայի պայմաններից, որոնք փոփոխվում են տարվա ընթացքում:
Էլեկտրաէներգիայի շուկայի կանոնները պետք է զարգանան.Հիբրիդները կարող են մասնակցել էլեկտրաէներգիայի շուկայում որպես մեկ միավոր կամ որպես առանձին սուբյեկտներ՝ արևային և պահեստային սակագինն ինքնուրույն առաջարկելով:Հիբրիդները կարող են լինել նաև էներգիա վաճառող կամ գնորդ, կամ երկուսն էլ:Դա կարող է բարդանալ:Շուկայում հիբրիդների մասնակցության կանոնները դեռ զարգանում են, ինչը թույլ է տալիս գործարանների օպերատորներին փորձարկել, թե ինչպես են նրանք վաճառում իրենց ծառայությունները:
Փոքր հիբրիդները նոր հնարավորություններ են ստեղծում.Հիբրիդային էլեկտրակայանները կարող են նաև փոքր լինել, օրինակ՝ արևային և մարտկոցներ տանը կամ բիզնեսում:Այդպիսինհիբրիդները Հավայան կղզիներում դարձել են ստանդարտքանի որ արևային էներգիան հագեցնում է ցանցը:Կալիֆոռնիայում, հաճախորդները, որոնք ենթակա են էլեկտրաէներգիայի անջատումների՝ անտառային հրդեհները կանխելու համար, ավելի ու ավելի են ավելացնում պահեստը իրենց արևային համակարգերում:Սրանք«մետրի հետևում» հիբրիդներհարցեր առաջացնել այն մասին, թե ինչպես պետք է դրանք գնահատվեն և ինչպես կարող են դրանք նպաստել ցանցի գործառնություններին:
Հիբրիդները նոր են սկսվում, բայց շատ ավելին ճանապարհին են:Ավելի շատ հետազոտություններ են անհրաժեշտ տեխնոլոգիաների, շուկայական նախագծման և կանոնակարգերի վերաբերյալ՝ ապահովելու համար ցանցի և ցանցի գնագոյացումը դրանց հետ միասին:
Թեև հարցերը մնում են, պարզ է, որ հիբրիդները վերաիմաստավորում են էլեկտրակայանները:Եվ այդ գործընթացում նրանք կարող են վերակառուցել ԱՄՆ էներգահամակարգը:
Հրապարակման ժամանակը՝ հունիս-23-2022