Güneş enerjisi ve pil depolamayı eşleştirerek, melezler hava karardıktan sonra elektrik sağlamaya devam edebilir. Getty Images ile Petmal
Amerika'nın elektrik enerjisi sistemi, fosil yakıtlardan yenilenebilir enerjiye geçerken radikal bir değişim geçiriyor. 2000'li yılların ilk on yılında doğal gaz üretiminde büyük bir büyüme görülürken ve 2010'lar rüzgar ve güneş on yılı olurken, ilk işaretler 2020'lerin inovasyonunun “hibrit” enerji santrallerinde bir patlama olabileceğini gösteriyor.
Tipik bir hibrit enerji santrali, elektrik üretimini aynı yerde pil depolama ile birleştirir. Bu genellikle büyük ölçekli pillerle eşleştirilmiş bir güneş veya rüzgar çiftliği anlamına gelir. Güneş panelleri ve pil depolama birlikte çalışarak, gün içinde güneş enerjisi en yüksek seviyedeyken yenilenebilir enerji üretebilir ve güneş battıktan sonra gerektiğinde serbest bırakabilir.
Geliştirme sürecindeki güç ve depolama projelerine bir bakış, hibrit gücün geleceğine bir bakış sunuyor.
Ekibimiz Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'nda şaşırtıcı bir 1,400 gigawat Önerilen üretim ve depolama projelerinin yüzdesi şebekeye bağlanmak için başvurdu - mevcut tüm ABD enerji santrallerinin toplamından daha fazlası. Şu anda çoğunluğu güneş enerjisi projeleri ve bu projelerin üçte birinden fazlası hibrit güneş enerjisi artı depolama tesislerini içeriyor.
Geleceğin bu santralleri birçok fayda sağlarken, aynı zamanda soruları arttır elektrik şebekesinin en iyi nasıl çalıştırılması gerektiği hakkında.
Neden melezler sıcak
Rüzgar ve güneş büyüdükçe, şebeke üzerinde büyük etkileri olmaya başlıyorlar.
Güneş enerjisi zaten %25'ı aşıyor Kaliforniya'da yıllık elektrik üretiminin yüzdesi ve Teksas, Florida ve Georgia gibi diğer eyaletlerde hızla yayılıyor. Dakotas'tan Teksas'a kadar olan "rüzgar kuşağı" eyaletleri, rüzgar türbinlerinin büyük dağıtımı, Iowa artık gücünün çoğunu rüzgardan alıyor.
Yenilenebilir gücün bu yüksek yüzdesi şu soruyu gündeme getiriyor: Gün boyunca büyük ama değişen miktarlarda güç üreten yenilenebilir kaynakları nasıl entegre ederiz?
Joshua Rhodes/Texas Üniversitesi, Austin.
İşte burada depolama devreye giriyor. Lityum-iyon pil fiyatları hızla düşmüş çünkü üretim son yıllarda elektrikli araç pazarı için arttı. Gelecek kaygısı varken tedarik zinciri zorlukları, pil tasarımının da gelişmesi muhtemeldir.
Güneş enerjisi ve pillerin birleşimi, hibrit tesis operatörlerinin, klimaların yüksek hızda çalıştığı yaz öğleden sonraları ve akşamları gibi talebin en güçlü olduğu en değerli saatlerde güç sağlamasına olanak tanır. Piller ayrıca rüzgar ve güneş enerjisinden elde edilen üretimin sorunsuz hale getirilmesine, aksi takdirde kısıtlanacak olan fazla gücün depolanmasına ve şebekedeki tıkanıklığın azaltılmasına yardımcı olur.
Melezler proje boru hattına hakim
2020'nin sonunda, ABD'de faaliyet gösteren, 73 gigawatt üretim ve 16 gigawatt depolama tutarında 2.5 güneş ve 0.45 rüzgar hibrit projesi vardı.
Bugün, güneş enerjisi ve melezler geliştirme boru hattına hakimdir. 2021 yılı sonuna kadar, 675 gigawatt önerilen güneş enerjisi tesislerin üçte birinden fazlası depolama ile eşleştirilmiş olan şebeke bağlantısı onayı için başvurmuştu. Diğer 247 gigawatt rüzgar santrali, 19 gigawatt veya bunların yaklaşık %8'i hibrit olarak uyumluydu.
Şebekeye bağlanmayı bekleyen önerilen güneş, depolama ve rüzgar enerjisi miktarı son yıllarda önemli ölçüde artarken, kömür, gaz ve nükleer azaldı. Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı
Tabii ki, bir bağlantı için başvurmak, bir enerji santrali geliştirmenin sadece bir adımıdır. Bir geliştiricinin ayrıca arazi ve topluluk anlaşmalarına, bir satış sözleşmesine, finansmana ve izinlere ihtiyacı vardır. 2010 ve 2016 yılları arasında önerilen dört yeni fabrikadan yalnızca biri ticari işletmeye geçti. Ancak hibrit bitkilere olan ilginin derinliği, güçlü bir büyümeye işaret ediyor.
Kaliforniya gibi pazarlarda piller, yeni güneş enerjisi geliştiricileri için esasen zorunludur. Güneş genellikle gücün çoğunluğu gündüz pazarında, daha fazlasını inşa etmek çok az değer katar. Şu anda Kaliforniya kuyruğunda önerilen tüm büyük ölçekli güneş enerjisi kapasitesinin %95'i pillerle geliyor.
Melezler üzerine 5 ders ve gelecek için sorular
Yenilenebilir hibritlerde büyüme fırsatı açıkça büyüktür, ancak bazı soruları gündeme getirmektedir. bizim grubumuz Berkeley Lab'de araştırma yapıyor.
İşte bazılarımız en iyi bulgular:
-
Yatırım birçok bölgede karşılığını veriyor. Bir güneş enerjisi santraline pil eklemenin fiyatı artırdığını, aynı zamanda gücün değerini de artırdığını bulduk. Üretim ve depolamayı aynı yere koymak, vergi kredilerinden, inşaat maliyetlerinden tasarruftan ve operasyonel esneklikten fayda sağlayabilir. Son yıllardaki gelir potansiyeline ve federal vergi kredilerinin yardımıyla bakıldığında, katma değerin daha yüksek fiyatı haklı çıkardığı görülüyor.
-
Ortak yerleşim aynı zamanda ödünleşimler anlamına da gelir. Rüzgar ve güneş enerjisi, rüzgar ve güneş kaynaklarının en güçlü olduğu yerlerde en iyi performansı gösterir, ancak piller, tıkanıklığı gidermek gibi en büyük şebeke faydalarını sağlayabildikleri yerlerde en fazla değeri sağlar. Bu, en yüksek değere sahip en iyi konumu belirlerken ödünleşimler olduğu anlamına gelir. Yalnızca piller güneş enerjisiyle birlikte yerleştirildiğinde kazanılabilen federal vergi kredileri, bazı durumlarda optimal olmayan kararları teşvik ediyor olabilir.
-
En iyi kombinasyon diye bir şey yoktur. Bir hibrit tesisin değeri, kısmen ekipmanın konfigürasyonu ile belirlenir. Örneğin, bir güneş enerjisi jeneratörüne göre pilin boyutu, tesisin akşamın ne kadar geç saatlere kadar güç sağlayabileceğini belirleyebilir. Ancak gece gücünün değeri, yıl boyunca değişen yerel piyasa koşullarına bağlıdır.
-
Güç piyasası kurallarının gelişmesi gerekiyor. Melezler, güneş enerjisi ve depolama ihalesi bağımsız olarak, enerji piyasasına tek bir birim olarak veya ayrı varlıklar olarak katılabilir. Melezler ayrıca güç satıcısı veya alıcısı veya her ikisi de olabilir. Bu karmaşıklaşabilir. Hibrit araçlar için pazar katılım kuralları, tesis operatörlerinin hizmetlerini nasıl satacakları konusunda deneyler yapmasına izin vererek hala gelişmektedir.
-
Küçük melezler yeni fırsatlar yaratır: Hibrit enerji santralleri, bir ev veya işyerindeki güneş enerjisi ve piller gibi küçük de olabilir. Çok melezler Hawaii'de standart hale geldi güneş enerjisi şebekeyi doyurduğu için. Kaliforniya'da, orman yangınlarını önlemek için elektrik kesintilerine maruz kalan müşteriler, güneş enerjisi sistemlerine giderek daha fazla depolama ekliyor. Bunlar "metre arkası" melezler nasıl değerlendirilmeleri gerektiği ve şebeke operasyonlarına nasıl katkıda bulunabilecekleri hakkında sorular yöneltin.
Melezler daha yeni başlıyor, ancak çok daha fazlası yolda. Şebeke ve şebeke fiyatlandırmasının bunlarla birlikte gelişmesini sağlamak için teknolojiler, pazar tasarımları ve düzenlemeler hakkında daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.
Sorular devam ederken, hibritlerin enerji santrallerini yeniden tanımladığı açık. Ve bu süreçte ABD güç sistemini yeniden yapabilirler.
Yazarlar Hakkında
Joachim Seel, Kıdemli Bilimsel Mühendislik Sorumlusu, Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı; Bentham Paulos, Affiliate, Electricity Markets & Policy Group, Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı, ve Will Gorman, Elektrik Piyasaları ve Politikaları Yüksek Lisans Öğrencisi Araştırmacısı, Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı
Bu makale şu adresten yeniden yayınlandı: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Okumak Orijinal makale.
İlgili Kitaplar:
Seçtiğimiz Gelecek: İklim Krizinden Kurtulmak
Christiana Figueres ve Tom Rivett-Carnac tarafından
İklim değişikliğine ilişkin Paris Anlaşması'nda önemli roller oynayan yazarlar, bireysel ve toplu eylem de dahil olmak üzere iklim krizini ele almak için içgörüler ve stratejiler sunuyor.
Daha fazla bilgi veya sipariş için tıklayın
Yaşanmaz Dünya: Isındıktan Sonra Yaşam
David Wallace-Wells tarafından
Bu kitap, kitlesel yok oluş, yiyecek ve su kıtlığı ve siyasi istikrarsızlık dahil olmak üzere kontrolsüz iklim değişikliğinin potansiyel sonuçlarını araştırıyor.
Daha fazla bilgi veya sipariş için tıklayın
Gelecek Bakanlığı: Bir Roman
kaydeden Kim Stanley Robinson
Bu roman, iklim değişikliğinin etkileriyle boğuşan yakın bir gelecek hayal ediyor ve toplumun krizle başa çıkmak için nasıl dönüşebileceğine dair bir vizyon sunuyor.
Daha fazla bilgi veya sipariş için tıklayın
Beyaz Bir Gökyüzünün Altında: Geleceğin Doğası
Elizabeth Kolbert tarafından
Yazar, iklim değişikliği de dahil olmak üzere doğal dünya üzerindeki insan etkisini ve çevresel zorluklara yönelik teknolojik çözümlerin potansiyelini araştırıyor.
Daha fazla bilgi veya sipariş için tıklayın
Düşüş: Küresel Isınmayı Tersine Çevirmek İçin Önerilen En Kapsamlı Plan
Paul Hawken tarafından düzenlendi
Bu kitap, enerji, tarım ve ulaşım gibi bir dizi sektörden çözümler de dahil olmak üzere, iklim değişikliğini ele almak için kapsamlı bir plan sunuyor.
