太阳能和蓄电池混合动力车将爆炸性增长

美国的电力系统正在彻底改变从化石燃料向可再生能源转型。在2000年代的第一个十年看到巨大的增长在天然气发电,和2010年代的十年风能和太阳能,2020年代的早期迹象表明创新可能是一个繁荣的“混合”电厂。

一个典型的混合动力装置结合了发电与蓄电池存储在相同的位置。这通常意味着太阳能或风能农场搭配大规模电池。共同努力,太阳能电池板和蓄电池存储时可以产生可再生能源太阳能白天的峰值,然后太阳下山后根据需要释放它。

一看能力和存储项目开发管道提供的混合动力的未来。

我们的团队在劳伦斯伯克利国家实验室发现一个惊人的1400千瓦提出了生成和存储项目应用连接到电网——超过美国所有现有电厂的总和。现在大多数太阳能项目,超过三分之一的这些项目涉及混合太阳能+电池存储。

虽然这些未来的电厂提供很多好处,他们也提出问题电网最好应该如何操作。

混合动力车是热的原因

随着风能和太阳能的增长,他们开始对电网造成很大的影响。

太阳能已经超过25%年度发电在加州和德州等迅速蔓延在其他州,佛罗里达州,乔治亚州。美国“风带”,来自德克萨斯的达科塔人看过大规模部署的风力涡轮机爱荷华州,现在大部分权力从风。

如此高的比例的可再生能源提出了一个问题:我们如何整合可再生能源生产大但每天不同数量的权力呢?

这就是存储。锂离子电池价格迅速下降作为电动汽车的产量扩大市场在最近几年。虽然有对未来的担忧供应链的挑战、电池设计也可能发展。

太阳能和电池的组合允许混合核电站运营商提供最有价值的小时电能需求是最强的,如夏天的午后和晚上当空调运行在高。电池也有助于消除从风能和太阳能生产,否则会减少存储多余的,减少交通堵塞的网格。

混合动力车主导项目管道

在2020年底,有73个太阳能和16个风能混合项目操作在美国,总计2.5吉瓦的一代和0.45千瓦的存储。

今天,太阳能和混合动力车主导开发管道。到2021年底,超过675千瓦的太阳能工厂已经申请批准电网连接,其中超过三分之一与存储。另一个247千瓦的风力发电场,19兆瓦,约8%的人,如混合动力汽车。

当然,申请一个连接中只有一个步骤开发一个电厂。开发人员也需要土地和社区协议、销售合同、融资和许可。只有大约四分之一的新工厂提出的在2010年和2016年之间商业操作。但兴趣的深度混合植物预示着强劲的增长。

在加州市场电池基本上是专为新太阳能开发商。因为太阳能经常占多数的力量在白天市场,建设更多的价值不大。提出目前95%的大型太阳能能力在加利福尼亚队列带有电池。

5教训混合动力车和未来的问题

可再生混合动力车的机会增长显然是大,但它提出了一些问题我们组伯克利实验室一直在调查。

这里有一些我们的前发现:

• 在许多地区的投资回报。我们发现尽管添加电池太阳能发电厂增加了价格,这也会增加的价值力量。将生成和存储在相同的位置可以捕获受益于税收抵免,建设节约成本和操作的灵活性。看着近年来的收入潜力,借助联邦税收抵免,附加价值似乎证明了更高的价格。
• 协同定位也意味着权衡。风能和太阳能执行最好最强的风能和太阳能资源,但电池提供最大的价值,在那里他们可以带来最大的电网效益,缓解交通拥堵。这意味着有权衡在确定最佳位置最高的价值。联邦税收抵免,可以获得只有当太阳能电池位于与在某些情况下可能会鼓励非最优决策。
• 没有一个最佳的组合。混合的植物的价值是由设备的配置所决定的。例如,电池相对于太阳能发电机的大小可以确定到晚上植物可以供电。但夜间电力的价值取决于当地市场条件下,全年变化。
• 电力市场规则需要进化。混合动力车可以参与电力市场作为一个单位或者作为单独的实体,与太阳和存储单独招标。混合动力车也可以卖家或买家的权力,或两者兼而有之。可以变得复杂。混合动力车市场参与规则还在进化,让核电站运营商尝试如何销售他们的服务。
• 小混合动力车创造新的机会:混合发电厂也可以很小,如太阳能电池在家庭或业务。这样的混合动力汽车已经成为标准在夏威夷作为太阳能使电网达到饱和状态。在加州,顾客受到权力号防止森林大火越来越增加存储他们的太阳能系统。这些“behind-the-meter”混合动力车提出了一些关于他们应该如何重视,以及它们如何有助于网格操作。

混合动力车是刚刚开始,但更多的是在路上。在技术、市场还需要更多的研究设计和规定,确保网格和网格定价发展。

虽然问题依然存在,很明显,混合动力车是重新定义发电厂。他们可能重塑美国的电力系统。

约阿希姆闭目高级科学工程助理,劳伦斯伯克利国家实验室;边沁保罗、附属、电力市场和策略组,劳伦斯伯克利国家实验室,戈尔曼将,研究生在电力市场和政策研究,劳伦斯伯克利国家实验室

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