Τρεις μέθοδοι διαμόρφωσης ηλιακής ενέργειας + αποθήκευσης ενέργειας

Ενώ ο όρος "ηλιακή+αποθήκευση" αναφέρεται συχνά στους ενεργειακούς κύκλους, λίγη προσοχή έχει δοθεί στο είδος της ηλιακής+αποθήκευσης που αναφέρεται. Σε γενικές γραμμές, μπορεί να διαμορφώσει την αποθήκευση ηλιακής ενέργειας + ενέργειας με τρεις πιθανούς τρόπους:

• Αυτόνομη συζευγμένη ηλιακή ενέργεια + αποθήκευση ενέργειας: Το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας βρίσκεται σε ξεχωριστή τοποθεσία από την εγκατάσταση ηλιακής ενέργειας. Αυτός ο τύπος εγκατάστασης εξυπηρετεί συνήθως περιοχές περιορισμένης χωρητικότητας.

• Συστήματα ηλιακής/αποθήκευσης συζευγμένων με εναλλασσόμενο ρεύμα: Η εγκατάσταση παραγωγής ηλιακής ενέργειας και το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας βρίσκονται συστεγαζόμενα και μοιράζονται ένα ενιαίο σημείο διασύνδεσης με το δίκτυο ή έχουν δύο ανεξάρτητα σημεία διασύνδεσης. Ωστόσο, το σύστημα παραγωγής ηλιακής ενέργειας και το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας συνδέονται σε ξεχωριστό μετατροπέα. Η δεξαμενή του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας βρίσκεται δίπλα στο σύστημα παραγωγής ηλιακής ενέργειας. Μπορούν να στείλουν ενέργεια μαζί ή ανεξάρτητα.

• Συστεγαζόμενο σύστημα ηλιακής ενέργειας + συζευγμένο με DC: Η εγκατάσταση παραγωγής ηλιακής ενέργειας και το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας βρίσκονται συστεγαζόμενα. Και μοιράζεστε την ίδια διασύνδεση. Επίσης, συνδέονται στον ίδιο δίαυλο DC και χρησιμοποιούν τον ίδιο μετατροπέα. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ενιαία εγκατάσταση.

Πλεονεκτήματα της ανεξάρτητης ανάπτυξης συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας.

Τα συστήματα ηλιακής παραγωγής ενέργειας και τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας δεν χρειάζεται να συστεγάζονται για να επιτευχθούν αμοιβαία οφέλη. Ανεξάρτητα από το πού βρίσκονται στο δίκτυο, οι αυτόνομες εγκαταστάσεις αποθήκευσης ενέργειας μπορούν να παρέχουν υπηρεσίες δικτύου και να εκτρέπουν την πλεονάζουσα ενέργεια από τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας στις απογευματινές περιόδους αιχμής ισχύος. Εάν ο πόρος παραγωγής ηλιακής ενέργειας βρίσκεται μακριά από το κέντρο φόρτωσης, η βέλτιστη φυσική διαμόρφωση μπορεί να είναι η ανάπτυξη ενός ανεξάρτητου συστήματος αποθήκευσης ενέργειας κοντά στο κέντρο φόρτωσης. Για παράδειγμα, η Fluence έχει αναπτύξει ένα σύστημα αποθήκευσης μπαταριών 4 ωρών με εγκατεστημένη ισχύ 30 MW κοντά στο Σαν Ντιέγκο για να διασφαλίσει την τοπική αξιοπιστία και να αυξήσει τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας και οι προγραμματιστές θα πρέπει να επικεντρωθούν στην ανάπτυξη συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας που μπορεί ή όχι να συστεγάζονται με συστήματα ηλιακής ενέργειας, εφόσον έχουν το υψηλότερο καθαρό όφελος.

Πλεονεκτήματα της εγκατάστασης συνεγκατάστασης ηλιακής ενέργειας + αποθήκευσης ενέργειας

Σε πολλές περιπτώσεις, η συστέγαση ηλιακής/αποθήκευσης έχει εξαιρετικά πλεονεκτήματα. Με την εγκατάσταση συνεγκατάστασης, η ηλιακή+αποθήκευση μπορεί να εξισορροπήσει το κόστος του έργου, συμπεριλαμβανομένης της γης, της εργασίας, της διαχείρισης έργου, της αδειοδότησης, της διασύνδεσης, των λειτουργιών και της συντήρησης. Στις ΗΠΑ, οι ιδιοκτήτες έργων μπορούν επίσης να διεκδικήσουν πιστώσεις φόρου επενδύσεων για το μεγαλύτερο μέρος του κόστους κεφαλαίου αποθήκευσης, εάν είναι υπεύθυνοι για την ηλιακή ενέργεια.

Μια εγκατάσταση συστέγασης ηλιακής/αποθήκευσης μπορεί να είναι AC συζευγμένα, όπου το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας και το σύστημα παραγωγής ηλιακής ενέργειας συστεγάζονται αλλά δεν μοιράζονται μετατροπείς. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιήσει σύστημα ζεύξης DC. Το σύστημα παραγωγής ηλιακής ενέργειας και το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας συνδέονται στην πλευρά DC του κοινόχρηστου αμφίδρομου μετατροπέα και το κόστος του έργου μπορεί να μοιραστεί και να εξισορροπηθεί. Σύμφωνα με μελέτη της NREL, έως το 2020, θα μειώσει το κόστος εξισορρόπησης του συστήματος κατά 30% και 40% για συζευγμένη ηλιακή/αποθήκευση AC-coupled και DC-coupled, αντίστοιχα.

Σύγκριση αναπτύξεων με σύζευξη DC ή AC

Κατά την αξιολόγηση ενός συζευγμένου ηλιακού συστήματος + αποθήκευσης DC, πρέπει να ληφθούν υπόψη ορισμένοι βασικοί παράγοντες. Τα κύρια πλεονεκτήματα των συζευγμένων ηλιακών συστημάτων + αποθήκευσης ενέργειας DC είναι:

• Μειώθηκε το κόστος εξοπλισμού μειώνοντας το κόστος εγκατάστασης μετατροπέων, ηλεκτρολογικών συστημάτων μέσης τάσης και άλλων εγκαταστάσεων.

• Επιτρέπει στο σύστημα ηλιακής ενέργειας να συλλαμβάνει την ηλιακή ενέργεια που συνήθως χάνεται ή περιορίζεται όταν ο συντελεστής φορτίου του μετατροπέα είναι μεγαλύτερος από 1, δημιουργώντας πρόσθετα έσοδα.

• Μπορεί να ενσωματώσει ηλιακή + αποθήκευση ενέργειας σε μια ενιαία συμφωνία αγοράς ενέργειας (ΟΛΠ).

Τα μειονεκτήματα των συζευγμένων ηλιακών συστημάτων + αποθήκευσης ενέργειας DC είναι:

Σε σύγκριση με συστήματα αποθήκευσης ηλιακής ενέργειας με σύζευξη εναλλασσόμενου ρεύματος, τα συστήματα αποθήκευσης ηλιακής ενέργειας με σύζευξη DC έχουν μικρότερη λειτουργική ευελιξία επειδή περιορίζονται από τη χωρητικότητα του μετατροπέα όταν η χωρητικότητα διασύνδεσης είναι πολύ μεγάλη. Για παράδειγμα, εάν ένας προγραμματιστής ηλιακής ενέργειας αναμένει υψηλή ζήτηση κατά τις ώρες αιχμής της ηλιακής παραγωγής, ενδέχεται να μην μπορεί να φορτίσει τις μπαταρίες ταυτόχρονα. Αν και αυτό είναι ένα πιθανό μειονέκτημα, δεν είναι τεράστιο πρόβλημα στις περισσότερες αγορές.

Οι γνώστες του κλάδου πιστεύουν ότι το σύστημα αποθήκευσης ηλιακής ενέργειας + DC είναι η καλύτερη διαμόρφωση. Μπορεί να παρέχει σταθερή παραγωγή ηλιακής ενέργειας για μεγάλο χρονικό διάστημα, όπως 4-6 ώρες, για να συλλάβει την κομμένη ηλιακή ενέργεια. Λόγω του κοινόχρηστου μετατροπέα, η συσκευή μειώνει το κόστος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Οι αναπτύξεις ηλιακής ενέργειας σε συνδυασμό με DC αναμένεται να αυξηθούν τα επόμενα χρόνια, καθώς περισσότεροι φορείς εκμετάλλευσης δικτύου αντιμετωπίζουν μια ολοένα και πιο έντονη καμπύλη πάπιας.