Sistem tenaga listrik Amerika sedang mengalami perubahan radikal seiring peralihan dari bahan bakar fosil ke energi terbarukan.Meskipun dekade pertama tahun 2000-an menunjukkan pertumbuhan besar dalam pembangkitan gas alam, dan tahun 2010-an adalah dekade energi angin dan matahari, tanda-tanda awal menunjukkan bahwa inovasi pada tahun 2020-an mungkin adalah ledakan pembangkit listrik “hibrida”.
Pembangkit listrik hibrida pada umumnya menggabungkan pembangkitan listrik dengan penyimpanan baterai di lokasi yang sama.Hal ini sering kali berarti pembangkit listrik tenaga surya atau angin yang dipasangkan dengan baterai berskala besar.Bekerja sama, panel surya dan penyimpanan baterai dapat menghasilkan energi terbarukan ketika energi matahari berada pada puncaknya di siang hari dan kemudian melepaskannya sesuai kebutuhan setelah matahari terbenam.
Melihat proyek pembangkit listrik dan penyimpanan yang sedang dalam tahap pengembangan menawarkan gambaran sekilas tentang masa depan pembangkit listrik hibrida.
Tim kitadi Lawrence Berkeley National Laboratory menemukan hal yang mengejutkan1.400 gigawattjumlah proyek pembangkitan dan penyimpanan yang diusulkan telah diterapkan untuk terhubung ke jaringan listrik – lebih banyak dari gabungan seluruh pembangkit listrik AS yang ada.Kelompok terbesar saat ini adalah proyek tenaga surya, dan lebih dari sepertiga proyek tersebut melibatkan tenaga surya hibrida ditambah penyimpanan baterai.
Meskipun pembangkit listrik masa depan ini menawarkan banyak manfaat, mereka juga menawarkan banyak manfaatmengajukan pertanyaantentang bagaimana jaringan listrik sebaiknya dioperasikan.
Mengapa hibrida itu menarik
Seiring berkembangnya pembangkit listrik tenaga angin dan matahari, dampaknya mulai besar terhadap jaringan listrik.
Tenaga surya sudahmelebihi 25%pembangkit listrik tahunan di California dan menyebar dengan cepat di negara bagian lain seperti Texas, Florida, dan Georgia.Negara bagian “sabuk angin”, dari Dakota hingga Texas, telah mengalami hal inipenyebaran besar-besaran turbin angin, dengan Iowa kini mendapatkan sebagian besar tenaganya dari angin.
Tingginya persentase energi terbarukan ini menimbulkan pertanyaan: Bagaimana kita mengintegrasikan sumber energi terbarukan yang menghasilkan energi dalam jumlah besar namun bervariasi sepanjang hari?
Di situlah penyimpanan berperan. Harga baterai litium-ion berpengaruhjatuh dengan cepatkarena produksi telah ditingkatkan untuk pasar kendaraan listrik dalam beberapa tahun terakhir.Meskipun ada kekhawatiran tentang masa depantantangan rantai pasokan, desain baterai juga kemungkinan akan berkembang.
Kombinasi tenaga surya dan baterai memungkinkan operator pembangkit listrik tenaga hibrida untuk menyediakan listrik pada jam-jam yang paling berharga ketika permintaan paling tinggi, seperti sore dan malam hari di musim panas ketika AC bekerja dengan kecepatan tinggi.Baterai juga membantu memperlancar produksi tenaga angin dan surya, menyimpan kelebihan daya yang seharusnya dibatasi, dan mengurangi kemacetan di jaringan listrik.
Hibrida mendominasi alur proyek
Pada akhir tahun 2020, terdapat 73 proyek hibrida tenaga surya dan 16 tenaga angin yang beroperasi di AS, dengan pembangkitan sebesar 2,5 gigawatt dan penyimpanan 0,45 gigawatt.
Saat ini, tenaga surya dan hibrida mendominasi jalur pembangunan.Pada akhir tahun 2021, lebih dari675 gigawatt tenaga surya yang diusulkanpembangkit listrik telah mengajukan permohonan persetujuan sambungan jaringan listrik, dan lebih dari sepertiganya dipasangkan dengan penyimpanan.Sebanyak 247 gigawatt pembangkit listrik tenaga angin lainnya sudah sejalan, dengan 19 gigawatt, atau sekitar 8% di antaranya, merupakan pembangkit listrik tenaga angin hibrida.
Tentu saja pengajuan sambungan hanyalah salah satu langkah dalam pengembangan pembangkit listrik.Pengembang juga memerlukan perjanjian tanah dan masyarakat, kontrak penjualan, pembiayaan dan izin.Hanya sekitar satu dari empat pembangkit listrik baru yang diusulkan antara tahun 2010 dan 2016 yang berhasil beroperasi secara komersial.Namun tingginya minat terhadap tanaman hibrida menandakan pertumbuhan yang kuat.
Di pasar seperti California, baterai pada dasarnya merupakan suatu keharusan bagi pengembang tenaga surya baru.Karena tenaga surya sering kali menjadi penyebabmayoritas kekuasaandi pasar siang hari, membangun lebih banyak hanya memberikan sedikit nilai.Saat ini 95% dari seluruh kapasitas tenaga surya skala besar yang diusulkan di antrean California dilengkapi dengan baterai.
5 pelajaran tentang hibrida dan pertanyaan untuk masa depan
Peluang pertumbuhan hibrida terbarukan jelas besar, namun hal ini menimbulkan beberapa pertanyaanGrup kamidi Berkeley Lab telah menyelidikinya.
Ini beberapa dari kamitemuan teratas:
Investasi ini membuahkan hasil di banyak daerah.Kami menemukan bahwa penambahan baterai ke pembangkit listrik tenaga surya meningkatkan harga, namun juga meningkatkan nilai daya.Menempatkan pembangkitan dan penyimpanan di lokasi yang sama dapat memperoleh manfaat dari kredit pajak, penghematan biaya konstruksi, dan fleksibilitas operasional.Melihat potensi pendapatan selama beberapa tahun terakhir, dan dengan bantuan kredit pajak federal, nilai tambah tampaknya membenarkan harga yang lebih tinggi.
Lokasi bersama juga berarti pengorbanan.Tenaga angin dan tenaga surya bekerja paling baik di tempat yang sumber daya tenaga angin dan tenaga suryanya paling kuat, namun baterai memberikan manfaat paling besar jika dapat memberikan manfaat terbesar bagi jaringan listrik, seperti mengurangi kemacetan.Artinya ada trade-off saat menentukan lokasi terbaik dengan nilai tertinggi.Kredit pajak federal yang hanya dapat diperoleh jika baterai ditempatkan bersama dengan tenaga surya mungkin mendorong keputusan yang kurang optimal dalam beberapa kasus.
Tidak ada kombinasi terbaik.Nilai pabrik hibrida sebagian ditentukan oleh konfigurasi peralatannya.Misalnya, ukuran baterai dibandingkan dengan generator tenaga surya dapat menentukan seberapa larut malam pembangkit listrik dapat mengalirkan listrik.Namun nilai listrik malam hari bergantung pada kondisi pasar lokal, yang berubah sepanjang tahun.
Aturan pasar tenaga listrik perlu diubah.Hibrida dapat berpartisipasi dalam pasar tenaga listrik sebagai satu unit atau sebagai entitas terpisah, dengan penawaran tenaga surya dan penyimpanan secara independen.Hibrida juga bisa menjadi penjual atau pembeli kekuasaan, atau keduanya.Hal ini bisa menjadi rumit.Aturan partisipasi pasar untuk kendaraan hibrida masih terus berkembang, sehingga operator pabrik harus bereksperimen dengan cara mereka menjual layanannya.
Hibrida kecil menciptakan peluang baru:Pembangkit listrik hibrida juga bisa berukuran kecil, seperti tenaga surya dan baterai di rumah atau bisnis.Sepertihibrida telah menjadi standar di Hawaiikarena tenaga surya memenuhi jaringan listrik.Di California, pelanggan yang harus mematikan listrik untuk mencegah kebakaran hutan semakin banyak menambah penyimpanan pada sistem tenaga surya mereka.Inihibrida “di belakang meteran”.menimbulkan pertanyaan tentang bagaimana mereka harus dinilai, dan bagaimana mereka dapat berkontribusi pada operasi jaringan listrik.
Hibrida baru saja dimulai, namun masih banyak lagi yang akan segera hadir.Diperlukan lebih banyak penelitian mengenai teknologi, desain pasar, dan peraturan untuk memastikan jaringan listrik dan harga jaringan listrik terus berkembang.
Meskipun masih ada pertanyaan, jelas bahwa hibrida mendefinisikan ulang pembangkit listrik.Dan mereka mungkin akan merombak sistem tenaga listrik AS dalam prosesnya.
Waktu posting: 23 Juni 2022