Proč lithium?
Existuje mnoho způsobů skladování energie: přečerpávací vodní elektrárna, která ukládá vodu a později ji využívá k výrobě energie; baterie, které obsahují zinek nebo nikl; a tepelné skladování roztavené soli, které generuje teplo, abychom jmenovali alespoň některé. Některé z těchto systémů mohou ukládat velké množství energie.
Lithium je lehký kov, kterým snadno projde elektrický proud. Lithiové ionty činí baterii dobíjecí, protože jejich chemické reakce jsou reverzibilní, což jim umožňuje absorbovat energii a později ji vybít. Lithium-iontové baterie mohou uchovávat spoustu energie a vydrží nabité déle než jiné druhy baterií. Náklady na lithium-iontové baterie klesají, protože stále více lidí kupuje elektrická vozidla, která jsou na nich závislá.
Přestože systémy lithium-iontových baterií mohou mít ve srovnání s jinými úložnými systémy menší úložnou kapacitu, získávají na popularitě, protože je lze instalovat téměř kamkoli, mají malé rozměry a jsou levné a snadno dostupné-což zvyšuje jejich využití pomocí nástrojů. Růst na trhu s elektrickými vozidly také přispěl k dalšímu snížení cen vzhledem k tomu, že baterie jsou nezbytnou součástí. Ve skutečnosti bylo v celé zemi nainstalováno více než 10 000 těchto systémů, podle&„US Energy Storage Monitor: Q3 2018 &“; z GTM Research a představovaly 89% veškeré nové kapacity pro skladování energie instalované v roce 2015.
Co je to solární systém plus?
Mnoho majitelů solárních systémů hledá způsoby, jak připojit svůj systém k baterii, aby mohli tuto energii využít v noci nebo v případě výpadku proudu. Jednoduše řečeno, solární systém plus je bateriový systém, který se nabíjí připojeným solárním systémem, jako je fotovoltaický (FV).
Ve snaze sledovat tento trend vytvořili vědci z National Laboratory of Renewable Energy Laboratory (NREL) první měřítko svého druhu v USA. K určení nákladů na solární plus skladovací systém pro tuto studii použili vědci FV systém o výkonu 100 megawattů (MW) v kombinaci s 60 MW lithium-iontovou baterií, která měla 4 hodiny skladování (240 megawatthodin). FV systém o výkonu 100 MW je velký nebo užitný a montuje se na zem místo na střechu.
Zastav se hned tam. Co je megawatthodina?
Megawatthodina (MWh) je jednotka používaná k popisu množství energie, které může baterie uložit. Vezměme si například lithium-iontovou baterii 240 MWh s maximální kapacitou 60 MW. Nyní si představte, že baterie je jezero, které uchovává vodu a kterou lze uvolňovat k výrobě elektřiny. Systém o výkonu 60 MW se 4 hodinami úložiště by mohl fungovat několika způsoby:
Můžete tak získat hodně energie za krátkou dobu nebo méně energie za delší dobu. Baterie 240 MWh by mohla napájet 30 MW po dobu 8 hodin, ale v závislosti na její kapacitě MW nemusí být schopna získat 60 MW energie okamžitě. Proto je úložný systém označován jak kapacitou, tak dobou skladování (např. 60 MW baterie se 4 hodinami skladování) nebo - méně ideální - velikostí MWh (např. 240 MWh).
Co tedy bude stát výstavba solární elektrárny plus?
To závisí na tom, jak dlouho má vaše úložiště vydržet a kolik energie chcete použít.
Samostatný 60 MW úložný systém bude snižovat náklady na megawatthodinu (MWh), jak se prodlužuje doba trvání. To znamená, že čím déle vaše úložiště vydrží, tím nižší jsou náklady na MWh. Důvodem je, že náklady na střídače a další hardware představují více nákladů systému za kratší dobu.
Náklady na skladování baterie podle času
Náklady na systém se pohybují od 380 $ za kWh pro ty, kteří mohou poskytovat elektřinu po dobu 4 hodin, až 895 $ za kWh pro 30minutové systémy.
Dobře, tak co bude 100 megawattový FV systém s 60 megawattovou lithium-iontovou baterií se 4 hodinami skladování?
I tam máme několik možností:
Rozpis nákladů na solární plus úložiště
Umístění FV systému a úložného systému na stejné místo, známé jako společné umístění, umožňuje těmto dvěma systémům sdílet některé hardwarové komponenty, což může snížit náklady. Společné umístění může také snížit náklady související s přípravou staveniště, získáváním pozemků, prací na instalaci, povolování, propojování a režií a zisku vývojářů.
Pokud jsou úložiště FV a baterií umístěna společně, lze je připojit buď konfigurací spojenou DC, nebo AC. DC nebo stejnosměrný proud je to, co baterie používají k ukládání energie a jak fotovoltaické panely vyrábějí elektřinu. Mřížka a spotřebiče používají střídavý proud nebo střídavý proud. Systém spojený se stejnosměrným proudem potřebuje obousměrný střídač pro připojení úložiště baterií přímo k FV generátoru, zatímco systém se střídavým proudem potřebuje obousměrný střídač a FV střídač. Výběr systému ovlivňují různé faktory a je na majiteli, aby rozhodl, který bude fungovat nejlépe.
Při výběru mezi DC a AC je třeba vzít v úvahu technické faktory, které ovlivňují výkon systému, a také náklady. Náklady na společně umístěný systém připojený na stejnosměrný proud jsou o 8% nižší než náklady na systém s odděleně umístěnými fotovoltaickými články a úložištěm a náklady na společně umístěný systém se střídavým spojením jsou o 7% nižší. Nový model nákladů společnosti NREL lze použít k posouzení nákladů na solární systémy plus solární úložiště a pomoci vést budoucí výzkum a vývoj ke snížení nákladů.
Kam to všechno spěje?
Jak se sluneční energie stává levnější a stále více využívána, roste tržní potenciál zařízení pro skladování energie. Úkolem je také zpřístupnit úložiště s levnějšími bateriemi a zároveň zlepšit techniky správy a integrace. Cílem je samozřejmě zajistit, aby elektrická síť mohla nasadit dostatek energie na to, aby se za špičkových časů za přijatelných nákladů mohla ubytovat každá, a zajistit tak spolehlivost sítě.
