Zašto litij?
Postoji mnogo načina za pohranu energije: crpno hidroelektrane, koje pohranjuje vodu i kasnije je koristi za proizvodnju energije; baterije koje sadrže cink ili nikal; i termičko skladištenje rastopljene soli, koje stvara toplinu, da spomenemo samo neke. Neki od tih sustava mogu pohraniti velike količine energije.
Litij je lagani metal kroz koji električna struja lako može proći. Litijevi ioni čine bateriju punjivom jer su njihove kemijske reakcije reverzibilne, što im omogućuje da apsorbiraju snagu i kasnije je isprazne. Litij-ionske baterije mogu pohraniti mnogo energije i držati punjenje dulje od drugih vrsta baterija. Cijena litij-ionskih baterija opada jer sve više ljudi kupuje električna vozila koja ovise o njima.
Iako litij-ionske baterijski sustavi mogu imati manji kapacitet za pohranu u usporedbi s drugim sustavima za pohranu, oni rastu u popularnosti jer se mogu instalirati gotovo bilo gdje, imaju mali otisak i jeftini su i lako dostupni - povećavajući njihovu primjenu komunalnim uslugama. Rast na tržištu električnih vozila također je pridonio daljnjem smanjenju cijena s obzirom na to da su baterije bitna komponenta. Zapravo, više od 10.000 tih sustava instalirano je u cijeloj zemlji, prema "Američkom monitoru za skladištenje energije: Q3 2018" iz GTM Researcha, a činili su 89% svih novih kapaciteta za skladištenje energije instaliranih u 2015.
Što je solarni plus-skladišni sustav?
Mnogi vlasnici solarno-energetskih sustava razmatraju načine povezivanja svog sustava s baterijom kako bi mogli koristiti tu energiju noću ili u slučaju nestanka struje. Jednostavno rečeno, solarni plus-skladišni sustav je baterijski sustav koji se puni povezanim sunčevim sustavom, kao što je fotonaponski (fotonaponski).
U nastojanju da prate ovaj trend, istraživači Nacionalnog laboratorija za obnovljivu energiju (NREL) stvorili su prvo takvo mjerilo američkih komunalnih sustava za solarno plus skladištenje. Kako bi utvrdili cijenu solarno-plus-skladišnog sustava za ovu studiju, istraživači su koristili PV sustav od 100 megavata (MW) u kombinaciji s litij-ionske baterije od 60 MW koja je imala 4 sata skladištenja (240 megavat-sati). Fotonaponski sustav od 100 MW je velik, ili komunalnih razmjera, i bio bi postavljen na tlo umjesto na krov.
Zaustavite se tamo. Što je megavatsat?
Megavatsat (MWh) je jedinica koja se koristi za opisivanje količine energije koju baterija može pohraniti. Uzmimo, na primjer, litij-ionsku bateriju od 240 MWh s maksimalnim kapacitetom od 60 MW. Sada zamislite da je baterija jezero koje čuva vodu koja se može osloboditi kako bi se stvorila struja. Sustav od 60 MW s 4 sata pohrane mogao bi raditi na više načina:
Tako možete dobiti puno snage u kratkom vremenu ili manje snage tijekom dužeg vremena. Baterija od 240 MWh mogla bi napajati 30 MW tijekom 8 sati, ali ovisno o kapacitetu MW, možda neće moći odmah dobiti snagu od 60 MW. Zato se sustav za pohranu naziva i kapacitetom i vremenom pohrane (npr. baterijom od 60 MW s 4 sata pohrane) ili – manje idealnom – veličinom MWh (npr. 240 MWh).
Dakle, koliko će koštati izgradnja solarnog plus skladišta?
To ovisi o tome koliko dugo želite da pohrana traje i koliko energije želite koristiti.
Samostalni sustav za pohranu od 60 MW smanjit će se u cijeni po megavatsatu (MWh) kako se trajanje povećava. Što znači da što duže traje pohrana, to je niža cijena po MWh. To je zato što troškovi invertera i drugog hardvera čine više troškova sustava u kraćem razdoblju.
Trošak pohrane baterije po vremenu
Troškovi sustava kreću se od 380 USD po kWh za one koji mogu osigurati električnu energiju 4 sata do 895 USD po kWh za 30-minutne sustave.
U redu, što će koštati 100-megavatni fotonaponski sustav s litij-ionske baterije od 60 megavata s 4 sata skladištenja?
Pa, i tamo imamo neke opcije:
Kvar troškova solarne plus pohrane
Stavljanje fotonaponskog sustava i sustava za pohranu na isto mjesto, poznato kao su-lokacija, omogućuje dvama sustavima da dijele neke hardverske komponente, što može smanjiti troškove. Zajednička lokacija također može smanjiti troškove povezane s pripremom lokacije, stjecanjem zemljišta, radom za ugradnju, dopuštanjem, međusobnom povezanjem te režijskim troškovima i dobiti razvojnih programera.
Kada su fotonaponski uređaji i pohrana baterija zajednički smješteni, mogu se povezati dc-spojenom ili AC-spojenom konfiguracijom. ISTOSM, ili istosmjerna struja, je ono što baterije koriste za pohranu energije i kako fotonaponski paneli proizvode električnu energiju. Izmjenična struja, ili izmjenična struja, je ono što rešetka i uređaji koriste. DC-partd sustav treba dvosmjerni inverter za spajanje pohrane baterije izravno na fotonaponski niz, dok je sustavu spojenom na AC potreban dvosmjerni inverter i fotonaponski inverter. Različiti čimbenici ulaze u izbor sustava, a na vlasniku je da odluči koji bi najbolje funkcionirao.
Prilikom odabira između DC-a i AC-a moraju se uzeti u obzir tehnički čimbenici koji utječu na performanse sustava, kao i troškovi. Trošak ko-lociranog, DC-spojenog sustava je 8% niži od troškova sustava s PV-om i skladištenjem smještenim odvojeno, a trošak ko-lociranog, AC-spojenog sustava je 7% niži. Novi model troškova NREL-a može se koristiti za procjenu troškova komunalnih sustava za solarnu pohranu i pomoć u usmjeravanju budućih istraživanja i razvoja kako bi se smanjili troškovi.
Gdje sve ovo vodi?
Kako solarna energija postaje jeftinija i široko korištena, tržišni potencijal za uređaje za skladištenje energije raste. Izazov je učiniti skladištenje pristupačnim, s jeftinijim baterijama uz poboljšanje tehnika upravljanja i integracije. Cilj je, naravno, osigurati da električna mreža može uvesti dovoljno energije za smještaj svih u vrijeme najvećih gužvi po pristupačnoj cijeni, osiguravajući pouzdanost mreže.
