Sa pamamagitan ng pagpapares ng solar power at storage ng baterya, ang mga hybrid ay maaaring patuloy na magbigay ng kuryente pagkatapos ng dilim. Petmal sa pamamagitan ng Getty Images
Ang sistema ng kuryente ng America ay sumasailalim sa radikal na pagbabago habang lumilipat ito mula sa fossil fuels patungo sa renewable energy. Habang ang unang dekada ng 2000s ay nakakita ng malaking paglaki sa pagbuo ng natural na gas, at ang mga 2010 ay ang dekada ng hangin at solar, ang mga naunang palatandaan ay nagmumungkahi na ang pagbabago ng 2020 ay maaaring isang boom sa "hybrid" na mga power plant.
Pinagsasama ng tipikal na hybrid power plant ang pagbuo ng kuryente sa storage ng baterya sa parehong lokasyon. Kadalasan ay nangangahulugan iyon ng solar o wind farm na ipinares sa malalaking baterya. Sa pagtutulungan, ang mga solar panel at imbakan ng baterya ay maaaring makabuo ng renewable power kapag ang solar energy ay nasa pinakamataas nito sa araw at pagkatapos ay ilalabas ito kung kinakailangan pagkatapos lumubog ang araw.
Ang pagtingin sa mga proyekto ng kuryente at imbakan sa pipeline ng pagpapaunlad ay nag-aalok ng isang sulyap sa hinaharap ng hybrid power.
Ang aming koponan sa Lawrence Berkeley National Laboratory natagpuan na ang isang pagsuray 1,400 gigawatts ng mga iminungkahing proyekto sa pagbuo at imbakan ay nag-apply upang kumonekta sa grid – higit pa sa lahat ng umiiral na mga planta ng kuryente sa US na pinagsama. Ang karamihan ay mga solar project na ngayon, at higit sa isang katlo ng mga proyektong iyon ay kinabibilangan ng hybrid solar plus storage plants.
Habang ang mga power plant na ito sa hinaharap ay nag-aalok ng maraming benepisyo, sila rin magtaas ng mga tanong tungkol sa kung paano pinakamahusay na patakbuhin ang electric grid.
Bakit mainit ang mga hybrid
Habang lumalaki ang hangin at solar, nagsisimula silang magkaroon ng malaking epekto sa grid.
Solar power na lumampas sa 25% ng taunang pagbuo ng kuryente sa California at mabilis na kumakalat sa ibang mga estado tulad ng Texas, Florida at Georgia. Ang mga estado ng "wind belt", mula sa Dakota hanggang Texas, ay nakita napakalaking deployment ng wind turbines, na ang Iowa ay nakakakuha na ngayon ng mayorya ng kapangyarihan nito mula sa hangin.
Ang mataas na porsyento ng renewable power na ito ay nagtataas ng tanong: Paano natin isinasama ang mga renewable na mapagkukunan na gumagawa ng malaki ngunit iba't ibang dami ng kuryente sa buong araw?
Joshua Rhodes/University of Texas sa Austin.
Doon pumapasok ang imbakan. Ang mga presyo ng baterya ng Lithium-ion ay mayroon mabilis na bumagsak dahil lumaki ang produksyon para sa merkado ng de-kuryenteng sasakyan sa mga nakaraang taon. Habang may mga alalahanin tungkol sa hinaharap mga hamon sa supply chain, malamang na mag-evolve din ang disenyo ng baterya.
Ang kumbinasyon ng solar at mga baterya ay nagbibigay-daan sa mga hybrid plant operator na magbigay ng kuryente sa mga pinakamahahalagang oras kapag ang demand ay pinakamalakas, tulad ng tag-araw na hapon at gabi kapag ang mga air conditioner ay tumatakbo nang mataas. Nakakatulong din ang mga baterya na pakinisin ang produksyon mula sa hangin at solar power, mag-imbak ng labis na kuryente na kung hindi man ay mababawasan, at mabawasan ang pagsisikip sa grid.
Ang mga hybrid ay nangingibabaw sa pipeline ng proyekto
Sa pagtatapos ng 2020, mayroong 73 solar at 16 na wind hybrid na proyekto na tumatakbo sa US, na nagkakahalaga ng 2.5 gigawatts ng henerasyon at 0.45 gigawatts ng imbakan.
Ngayon, nangingibabaw ang solar at hybrids sa development pipeline. Sa pagtatapos ng 2021, higit sa 675 gigawatts ng iminungkahing solar nag-apply ang mga halaman para sa pag-apruba ng koneksyon sa grid, na may higit sa isang katlo ng mga ito na ipinares sa imbakan. Ang isa pang 247 gigawatts ng wind farms ay nasa linya, na may 19 gigawatts, o humigit-kumulang 8% ng mga iyon, bilang mga hybrid.
Ang dami ng iminungkahing solar, storage at wind power na naghihintay na makabit sa grid ay tumaas nang husto sa mga nakalipas na taon, habang ang karbon, gas at nuclear ay kumupas. Lawrence Berkeley National Laboratory
Siyempre, ang pag-apply para sa isang koneksyon ay isang hakbang lamang sa pagbuo ng isang planta ng kuryente. Ang isang developer ay nangangailangan din ng mga kasunduan sa lupa at komunidad, isang kontrata sa pagbebenta, pagpopondo at mga permit. Halos isa sa apat na bagong planta na iminungkahi sa pagitan ng 2010 at 2016 ang nakarating sa komersyal na operasyon. Ngunit ang lalim ng interes sa mga hybrid na halaman ay naglalarawan ng malakas na paglaki.
Sa mga merkado tulad ng California, ang mga baterya ay mahalagang obligado para sa mga bagong solar developer. Dahil solar madalas account para sa mayorya ng kapangyarihan sa daytime market, ang pagtatayo ng higit pa ay nagdaragdag ng kaunting halaga. Sa kasalukuyan, 95% ng lahat ng iminungkahing malakihang solar capacity sa pila ng California ay may kasamang mga baterya.
5 mga aralin sa hybrids at mga tanong para sa hinaharap
Ang pagkakataon para sa paglago sa mga nababagong hybrid ay malinaw na malaki, ngunit ito ay nagtataas ng ilang mga katanungan na ang aming grupo sa Berkeley Lab ay nag-iimbestiga.
Narito ang ilan sa aming nangungunang mga natuklasan:
-
Ang pamumuhunan ay nagbabayad sa maraming mga rehiyon. Nalaman namin na habang ang pagdaragdag ng mga baterya sa isang solar power plant ay nagpapataas ng presyo, pinatataas din nito ang halaga ng kuryente. Ang paglalagay ng pagbuo at pag-iimbak sa parehong lokasyon ay maaaring makakuha ng mga benepisyo mula sa mga kredito sa buwis, pagtitipid sa gastos sa konstruksiyon at kakayahang umangkop sa pagpapatakbo. Sa pagtingin sa potensyal na kita sa mga nakaraang taon, at sa tulong ng mga pederal na kredito sa buwis, ang idinagdag na halaga ay lumilitaw na nagbibigay-katwiran sa mas mataas na presyo.
-
Ang co-location ay nangangahulugan din ng mga tradeoff. Pinakamahusay na gumaganap ang hangin at solar kung saan pinakamalakas ang hangin at solar resources, ngunit ang mga baterya ang nagbibigay ng pinakamaraming halaga kung saan maihahatid ng mga ito ang pinakamalaking benepisyo sa grid, tulad ng pag-alis ng kasikipan. Ibig sabihin, may mga trade-off kapag tinutukoy ang pinakamagandang lokasyon na may pinakamataas na halaga. Ang mga pederal na kredito sa buwis na maaari lamang makuha kapag ang mga baterya ay co-located sa solar ay maaaring maghikayat ng mga suboptimal na desisyon sa ilang mga kaso
-
Walang pinakamahusay na kumbinasyon. Ang halaga ng isang hybrid na halaman ay natutukoy sa bahagi ng pagsasaayos ng kagamitan. Halimbawa, ang laki ng baterya na may kaugnayan sa isang solar generator ay maaaring matukoy kung gaano kalalim ang gabi ang planta ay makakapaghatid ng kuryente. Ngunit ang halaga ng kapangyarihan sa gabi ay nakasalalay sa mga kondisyon ng lokal na merkado, na nagbabago sa buong taon.
-
Kailangang mag-evolve ang mga panuntunan sa power market. Ang mga hybrid ay maaaring lumahok sa merkado ng kuryente bilang isang yunit o bilang magkahiwalay na entity, na ang solar at storage ay nag-iisa na nagbi-bid. Ang mga hybrid ay maaari ding maging nagbebenta o bumibili ng kapangyarihan, o pareho. Maaaring maging kumplikado iyon. Ang mga panuntunan sa pakikilahok sa merkado para sa mga hybrid ay umuunlad pa rin, na nag-iiwan sa mga operator ng halaman na mag-eksperimento sa kung paano nila ibinebenta ang kanilang mga serbisyo.
-
Lumilikha ng mga bagong pagkakataon ang maliliit na hybrid: Ang mga hybrid power plant ay maaari ding maliit, tulad ng solar at mga baterya sa isang bahay o negosyo. ganyan ang mga hybrid ay naging pamantayan sa Hawaii bilang solar power saturates ang grid. Sa California, ang mga customer na napapailalim sa power shutoffs upang maiwasan ang wildfires ay lalong nagdaragdag ng storage sa kanilang mga solar system. Ang mga ito "behind-the-meter" hybrids magtaas ng mga tanong tungkol sa kung paano sila dapat pahalagahan, at kung paano sila makakapag-ambag sa mga operasyon ng grid.
Nagsisimula pa lang ang mga hybrid, ngunit marami pa ang nasa daan. Higit pang pananaliksik ang kailangan sa mga teknolohiya, disenyo ng merkado at mga regulasyon para matiyak na ang grid at grid pricing ay nagbabago kasama nila.
Habang nananatili ang mga tanong, malinaw na ang mga hybrid ay muling tinutukoy ang mga power plant. At maaari nilang gawing muli ang sistema ng kapangyarihan ng US sa proseso.
Tungkol sa Ang May-akda
Joachim Seel, Senior Scientific Engineering Associate, Lawrence Berkeley National Laboratory; Bentham Paulos, Affiliate, Mga Merkado ng Elektrisidad at Grupo ng Patakaran, Lawrence Berkeley National Laboratory, at Will Gorman, Graduate Student Researcher sa Electricity Markets and Policy, Lawrence Berkeley National Laboratory
Ang artikulong ito ay muling nai-publish mula sa Ang pag-uusap sa ilalim ng lisensya ng Creative Commons. Basahin ang ang orihinal na artikulo.
Mga Kaugnay na Libro:
Ang Kinabukasan na Pinili Natin: Makaligtas sa Krisis ng Klima
nina Christiana Figueres at Tom Rivett-Carnac
Ang mga may-akda, na gumanap ng mga pangunahing tungkulin sa Kasunduan sa Paris sa pagbabago ng klima, ay nag-aalok ng mga insight at estratehiya para sa pagtugon sa krisis sa klima, kabilang ang indibidwal at kolektibong pagkilos.
I-click para sa karagdagang impormasyon o para mag-order
Ang Hindi Maipapanahong Lupa: Buhay Pagkatapos ng Pag-init
ni David Wallace-Wells
Sinasaliksik ng aklat na ito ang mga potensyal na kahihinatnan ng hindi napigilang pagbabago ng klima, kabilang ang malawakang pagkalipol, kakulangan sa pagkain at tubig, at kawalang-tatag sa pulitika.
I-click para sa karagdagang impormasyon o para mag-order
Ang Ministeryo para sa Kinabukasan: Isang Nobela
ni Kim Stanley Robinson
Iniisip ng nobelang ito ang isang malapit na hinaharap na mundo na nakikipagbuno sa mga epekto ng pagbabago ng klima at nag-aalok ng pananaw kung paano maaaring magbago ang lipunan upang matugunan ang krisis.
I-click para sa karagdagang impormasyon o para mag-order
Sa ilalim ng Puting Langit: Ang Kalikasan ng Hinaharap
ni Elizabeth Kolbert
Sinaliksik ng may-akda ang epekto ng tao sa natural na mundo, kabilang ang pagbabago ng klima, at ang potensyal para sa mga teknolohikal na solusyon upang matugunan ang mga hamon sa kapaligiran.
I-click para sa karagdagang impormasyon o para mag-order
Paglabas ng Drawdown: Ang Karamihan sa Komprehensibong Plano na Ipinanukalang Bumalik sa Pag-init ng Mundo
inedit ni Paul Hawken
Ang aklat na ito ay nagpapakita ng isang komprehensibong plano para sa pagtugon sa pagbabago ng klima, kabilang ang mga solusyon mula sa hanay ng mga sektor tulad ng enerhiya, agrikultura, at transportasyon.
