Sistem kuasa elektrik Amerika sedang mengalami perubahan radikal apabila ia beralih daripada bahan api fosil kepada tenaga boleh diperbaharui.Walaupun dekad pertama tahun 2000-an menyaksikan pertumbuhan besar dalam penjanaan gas asli, dan tahun 2010 adalah dekad angin dan suria, tanda-tanda awal mencadangkan inovasi tahun 2020-an mungkin merupakan ledakan dalam loji janakuasa "hibrid".
Loji kuasa hibrid biasa menggabungkan penjanaan elektrik dengan storan bateri di lokasi yang sama.Itu selalunya bermaksud ladang solar atau angin yang dipasangkan dengan bateri berskala besar.Bekerjasama, panel solar dan storan bateri boleh menjana kuasa boleh diperbaharui apabila tenaga suria berada di puncaknya pada siang hari dan kemudian melepaskannya seperti yang diperlukan selepas matahari terbenam.
Melihat kepada projek kuasa dan storan dalam saluran paip pembangunan menawarkan gambaran masa depan kuasa hibrid.
Pasukan kamidi Lawrence Berkeley National Laboratory mendapati bahawa sesuatu yang mengejutkan1,400 gigawattprojek penjanaan dan penyimpanan yang dicadangkan telah memohon untuk menyambung ke grid – lebih daripada gabungan semua loji janakuasa AS sedia ada.Kumpulan terbesar kini adalah projek solar, dan lebih satu pertiga daripada projek tersebut melibatkan penyimpanan bateri solar hibrid.
Walaupun loji janakuasa masa depan ini menawarkan banyak faedah, mereka jugamenimbulkan persoalantentang cara terbaik grid elektrik harus dikendalikan.
Mengapa kacukan panas
Apabila angin dan suria berkembang, ia mula memberi kesan besar pada grid.
Kuasa solar sudahmelebihi 25%penjanaan kuasa tahunan di California dan merebak dengan pantas di negeri lain seperti Texas, Florida dan Georgia.Negeri "tali pinggang angin", dari Dakota ke Texas, telah melihatpenggunaan besar-besaran turbin angin, dengan Iowa kini mendapat majoriti kuasanya daripada angin.
Peratusan tinggi kuasa boleh diperbaharui ini menimbulkan persoalan: Bagaimanakah kita mengintegrasikan sumber boleh diperbaharui yang menghasilkan jumlah kuasa yang besar tetapi berbeza-beza sepanjang hari?
Di situlah storan masuk. Harga bateri litium-ion adajatuh dengan cepatkerana pengeluaran telah meningkat untuk pasaran kenderaan elektrik dalam beberapa tahun kebelakangan ini.Walaupun terdapat kebimbangan mengenai masa depancabaran rantaian bekalan, reka bentuk bateri juga berkemungkinan berkembang.
Gabungan solar dan bateri membolehkan pengendali loji hibrid membekalkan kuasa melalui waktu yang paling berharga apabila permintaan paling kuat, seperti petang musim panas dan malam apabila penghawa dingin dihidupkan dengan tinggi.Bateri juga membantu melancarkan pengeluaran daripada tenaga angin dan suria, menyimpan lebihan kuasa yang sebaliknya akan disekat, dan mengurangkan kesesakan pada grid.
Hibrid mendominasi saluran paip projek
Pada penghujung tahun 2020, terdapat 73 projek hibrid solar dan 16 angin yang beroperasi di AS, berjumlah 2.5 gigawatt penjanaan dan 0.45 gigawatt storan.
Hari ini, solar dan hibrid mendominasi saluran paip pembangunan.Menjelang akhir tahun 2021, lebih daripada675 gigawatt solar yang dicadangkanloji telah memohon kelulusan sambungan grid, dengan lebih satu pertiga daripadanya dipasangkan dengan storan.Satu lagi 247 gigawatt ladang angin adalah sejajar, dengan 19 gigawatt, atau kira-kira 8% daripadanya, sebagai hibrid.
Sudah tentu, memohon sambungan hanyalah satu langkah dalam membangunkan loji kuasa.Pemaju juga memerlukan perjanjian tanah dan komuniti, kontrak jualan, pembiayaan dan permit.Hanya kira-kira satu daripada empat loji baharu yang dicadangkan antara 2010 dan 2016 berjaya beroperasi secara komersial.Tetapi kedalaman minat dalam tumbuhan hibrid menggambarkan pertumbuhan yang kuat.
Di pasaran seperti California, bateri pada asasnya wajib untuk pemaju solar baharu.Oleh kerana solar sering menyumbang kepadamajoriti kuasadalam pasaran siang hari, membina lebih banyak menambah sedikit nilai.Pada masa ini 95% daripada semua kapasiti solar berskala besar yang dicadangkan dalam baris gilir California disertakan dengan bateri.
5 pelajaran tentang kacukan dan soalan untuk masa depan
Peluang untuk pertumbuhan dalam hibrid boleh diperbaharui jelas besar, tetapi ia menimbulkan beberapa persoalankumpulan kitadi Berkeley Lab telah menyiasat.
Berikut adalah sebahagian daripada kamipenemuan teratas:
Pelaburan itu membuahkan hasil di banyak wilayah.Kami mendapati bahawa semasa menambah bateri pada loji tenaga solar meningkatkan harga, ia juga meningkatkan nilai kuasa.Meletakkan penjanaan dan penyimpanan di lokasi yang sama boleh memperoleh manfaat daripada kredit cukai, penjimatan kos pembinaan dan fleksibiliti operasi.Melihat kepada potensi hasil sejak beberapa tahun kebelakangan ini, dan dengan bantuan kredit cukai persekutuan, nilai tambah nampaknya mewajarkan harga yang lebih tinggi.
Lokasi bersama juga bermaksud pertukaran.Angin dan suria berprestasi terbaik apabila sumber angin dan suria paling kuat, tetapi bateri memberikan nilai paling tinggi di mana ia boleh memberikan faedah grid yang paling besar, seperti melegakan kesesakan.Ini bermakna terdapat pertukaran apabila menentukan lokasi terbaik dengan nilai tertinggi.Kredit cukai persekutuan yang boleh diperoleh hanya apabila bateri diletakkan bersama dengan solar mungkin menggalakkan keputusan yang tidak optimum dalam beberapa kes.
Tiada kombinasi yang terbaik.Nilai loji hibrid ditentukan sebahagiannya oleh konfigurasi peralatan.Sebagai contoh, saiz bateri berbanding penjana solar boleh menentukan berapa lewat petang loji itu boleh menyalurkan kuasa.Tetapi nilai kuasa waktu malam bergantung pada keadaan pasaran tempatan, yang berubah sepanjang tahun.
Peraturan pasaran kuasa perlu berkembang.Hibrid boleh mengambil bahagian dalam pasaran kuasa sebagai satu unit atau sebagai entiti berasingan, dengan pembidaan solar dan storan secara bebas.Hibrid juga boleh sama ada penjual atau pembeli kuasa, atau kedua-duanya.Itu boleh menjadi rumit.Peraturan penyertaan pasaran untuk hibrid masih berkembang, meninggalkan pengendali kilang untuk bereksperimen dengan cara mereka menjual perkhidmatan mereka.
Hibrid kecil mencipta peluang baharu:Loji kuasa hibrid juga boleh menjadi kecil, seperti solar dan bateri di rumah atau perniagaan.begitukacukan telah menjadi standard di Hawaiikerana kuasa solar menepu grid.Di California, pelanggan yang tertakluk kepada pemadaman kuasa untuk mengelakkan kebakaran hutan semakin menambah storan pada sistem suria mereka.Inikacukan "behind-the-meter".menimbulkan persoalan tentang cara mereka harus dihargai, dan cara mereka boleh menyumbang kepada operasi grid.
Hibrid baru bermula, tetapi lebih banyak lagi sedang dalam perjalanan.Lebih banyak penyelidikan diperlukan mengenai teknologi, reka bentuk pasaran dan peraturan untuk memastikan harga grid dan grid berkembang bersama mereka.
Walaupun soalan kekal, jelas bahawa hibrid sedang mentakrifkan semula loji kuasa.Dan mereka mungkin membuat semula sistem kuasa AS dalam proses itu.
Masa siaran: Jun-23-2022