Почему литий?
Есть много способов хранения энергии: гидроаккумулятор с гидроаккумулятором, который накапливает воду и позже использует ее для выработки энергии; батареи, содержащие цинк или никель; и накопление тепла в расплаве соли, которое генерирует тепло, и это лишь некоторые из них. Некоторые из этих систем могут хранить большое количество энергии.
Литий - легкий металл, через который легко проходит электрический ток. Ионы лития делают батарею перезаряжаемой, потому что их химические реакции обратимы, что позволяет им поглощать энергию и разряжать ее позже. Литий-ионные аккумуляторы могут хранить много энергии, и они держат заряд дольше, чем другие типы аккумуляторов. Стоимость литий-ионных аккумуляторов падает, потому что все больше людей покупают электромобили, которые зависят от них.
Хотя литий-ионные аккумуляторные системы могут иметь меньшую емкость по сравнению с другими системами хранения, их популярность растет, потому что они могут быть установлены практически где угодно, имеют небольшую занимаемую площадь, а также недороги и легкодоступны, что увеличивает их применение в коммунальных службах. Рост рынка электромобилей также способствовал дальнейшему снижению цен, учитывая, что аккумуляторные батареи являются важным компонентом. Фактически, более 10 000 таких систем были установлены по всей стране, согласно" US Energy Storage Monitor: Q3 2018" от GTM Research, и на их долю пришлось 89% всех новых накопительных мощностей, установленных в 2015 году.
Что такое солнечная система плюс накопление?
Многие владельцы систем солнечной энергии ищут способы подключить свою систему к батарее, чтобы они могли использовать эту энергию ночью или в случае отключения электроэнергии. Проще говоря, система «солнечная энергия плюс накопитель» - это система аккумуляторов, которая заряжается от подключенной солнечной системы, например от фотоэлектрической (PV).
Пытаясь отследить эту тенденцию, исследователи из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) создали первый в своем роде тест для систем солнечной энергии и накопителей в коммунальном масштабе США. Чтобы определить стоимость системы «солнечная энергия плюс накопитель» для этого исследования, исследователи использовали фотоэлектрическую систему мощностью 100 мегаватт (МВт) в сочетании с литий-ионной батареей на 60 мегаватт, которая имела 4 часа хранения (240 мегаватт-часов). Фотоэлектрическая система мощностью 100 МВт является большой или полезной и может быть установлена на земле, а не на крыше.
Остановись прямо там. Что такое мегаватт-час?
Мегаватт-час (МВтч) - это единица, используемая для описания количества энергии, которое может хранить батарея. Возьмем, к примеру, литий-ионный аккумулятор 240 МВтч с максимальной мощностью 60 МВт. А теперь представьте, что батарея - это озеро, в котором хранится вода, из которой можно производить электричество. Система мощностью 60 МВт с 4 часами хранения может работать несколькими способами:
Таким образом, вы можете получить большую мощность за короткое время или меньшую мощность за более длительное время. Батарея на 240 МВт-ч может обеспечить мощность 30 МВт за 8 часов, но в зависимости от ее МВт-емкости она может не получить 60 МВт мгновенно. Вот почему к системе хранения относятся как емкость, так и время хранения (например, батарея на 60 МВт с 4 часами хранения) или, что менее идеально, размер МВтч (например, 240 МВтч).
Итак, сколько будет стоить строительство солнечной электростанции с накоплением энергии?
Это зависит от того, как долго вы хотите, чтобы хранилище прослужило и сколько энергии вы хотите использовать.
Стоимость автономной системы хранения на 60 МВт будет снижаться по мере увеличения срока службы. Это означает, что чем дольше длится ваше хранилище, тем ниже стоимость МВтч. Это связано с тем, что стоимость инверторов и другого оборудования составляет большую часть затрат системы за более короткий период.
Стоимость хранения батареи по времени
Стоимость системы варьируется от 380 долларов за кВтч для тех, кто может обеспечивать электричеством в течение 4 часов, до 895 долларов за кВтч для 30-минутных систем.
Итак, что будет стоить 100-мегаваттная фотоэлектрическая система с литий-ионной батареей на 60 мегаватт и 4 часами хранения?
Что ж, у нас тоже есть несколько вариантов:
Разбивка затрат на солнечную энергию плюс хранение
Размещение фотоэлектрической системы и системы хранения в одном месте, известное как совместное размещение, позволяет двум системам совместно использовать некоторые аппаратные компоненты, что может снизить затраты. Совместное размещение может также снизить затраты, связанные с подготовкой площадки, приобретением земли, трудозатратами на установку, выдачей разрешений, подключением, а также накладными расходами и прибылью застройщика.
Когда фотоэлектрические элементы и аккумуляторная батарея расположены вместе, они могут быть подключены по схеме со связью по постоянному току или по переменному току. Постоянный ток - это то, что батареи используют для хранения энергии и как фотоэлектрические панели вырабатывают электричество. Переменный ток или переменный ток - это то, что используют электросети и приборы. В системе с постоянным током требуется двунаправленный инвертор для подключения аккумуляторов напрямую к фотоэлектрической матрице, а в системе с переменным током - двунаправленный инвертор и фотоэлектрический инвертор. На выбор системы влияют различные факторы, и владелец решает, какая из них будет работать лучше всего.
При выборе между постоянным и переменным током необходимо учитывать технические факторы, влияющие на производительность системы, а также затраты. Стоимость совместно размещенной системы с соединением по постоянному току на 8% ниже, чем стоимость системы с фотоэлектрической системой и хранилищем, расположенными отдельно, а стоимость совместно размещенной системы с соединением по переменному току ниже на 7%. Новую модель затрат NREL можно использовать для оценки затрат на солнечные системы плюс накопительные системы в масштабах коммунального предприятия и помочь направить будущие исследования и разработки для снижения затрат.
Куда все это идет?
По мере того, как солнечная энергия становится дешевле и все шире используется, рыночный потенциал устройств хранения энергии растет. Задача состоит в том, чтобы сделать хранилище доступным с более дешевыми батареями, улучшив при этом методы управления и интеграции. Цель, конечно же, состоит в том, чтобы убедиться, что электрическая сеть может использовать достаточно энергии для размещения всех в часы пик по доступной цене, обеспечивая надежность сети.
