Miks just liitium?
Energia salvestamiseks on palju võimalusi: pumbatav hüdroelektrijaam, mis salvestab vett ja kasutab seda hiljem energia tootmiseks; patareid, mis sisaldavad tsinki või niklit; ja sulasoola termohoidla, mis tekitab soojust, kui nimetada mõnda. Mõni neist süsteemidest suudab salvestada suures koguses energiat.
Liitium on kerge metall, millest elektrivool saab kergesti läbi. Liitiumioonid muudavad aku laetavaks, kuna nende keemilised reaktsioonid on pöörduvad, võimaldades neil energiat neelata ja hiljem tühjendada. Liitium-ioon akud võivad salvestada palju energiat ja neid hoitakse kauem kui muud tüüpi akusid. Liitium-ioonakude hind langeb, sest rohkem inimesi ostab neist sõltuvaid elektrisõidukeid.
Kuigi liitium-ioon akusüsteemidel võib teiste salvestussüsteemidega võrreldes olla väiksem mälumaht, on nende populaarsus kasvamas, kuna neid saab paigaldada peaaegu kõikjale, neil on väike jalajälg ning need on odavad ja hõlpsasti kättesaadavad-suurendades nende kasutamist kommunaalteenuste kaudu. Elektrisõidukite turu kasv on aidanud kaasa ka hinna edasisele langusele, arvestades, et akud on oluline komponent. Tegelikult on neid süsteeme kogu riigis paigaldatud üle 10 000, vastavalt&"; US Energy Storage Monitor: Q3 2018 &"; GTM Researchilt ja need moodustasid 89% kogu 2015. aastal paigaldatud uuest energiasalvestusvõimsusest.
Mis on päikese pluss-salvestussüsteem?
Paljud päikeseenergia süsteemide omanikud otsivad võimalusi oma süsteemi ühendamiseks akuga, et nad saaksid seda energiat kasutada öösel või elektrikatkestuse korral. Lihtsamalt öeldes on päikeseenergia pluss-salvestussüsteem akusüsteem, mida laeb ühendatud päikesesüsteem, näiteks fotogalvaaniline (PV).
Selle suundumuse jälgimiseks lõid riikliku taastuvenergialabori (NREL) teadlased esimese omalaadse võrdlusaluse USA kasuliku ulatusega päikeseenergia pluss-salvestussüsteemidest. Selle uuringu jaoks päikeseenergia pluss-salvestussüsteemi maksumuse kindlaksmääramiseks kasutasid teadlased 100-megavatist (MW) PV-süsteemi koos 60 MW liitium-ioon akuga, millel oli 4 tundi salvestust (240 megavatt-tundi). 100 MW PV süsteem on suur või kasuliku skaalaga ja paigaldatakse katusele, mitte maapinnale.
Peatu seal. Mis on megavatt-tund?
Megavatt-tund (MWh) on ühik, mida kasutatakse aku salvestatava energia koguse kirjeldamiseks. Võtame näiteks 240 MWh liitiumioonaku, mille maksimaalne võimsus on 60 MW. Kujutage nüüd ette, et aku on järv, mis hoiab vett, mida saab elektri tootmiseks vabastada. 60 MW süsteem koos 4 -tunnise salvestusruumiga võib töötada mitmel viisil:
Nii saate lühikese aja jooksul palju energiat või pikema aja jooksul vähem energiat. 240 MWh aku võib toita 30 MW 8 tunni jooksul, kuid sõltuvalt selle MW võimsusest ei pruugi see 60 MW võimsust koheselt saada. Sellepärast viidatakse salvestussüsteemile nii mahutavuse kui ka ladustamisaja järgi (nt 60 MW aku koos 4 -tunnise salvestusruumiga) või - vähem ideaalne - MWh suuruse järgi (nt 240 MWh).
Niisiis, kui palju maksab päikeseenergia plussjaama ehitamine?
See sõltub sellest, kui kaua soovite salvestusruumi kesta ja kui palju energiat soovite kasutada.
Eraldiseisev 60 MW salvestussüsteem vähendab kestuse kasvades maksumust megavatt-tunni (MWh) kohta. See tähendab, et mida kauem teie salvestusruum kestab, seda madalam on MWh hind. Seda seetõttu, et inverterite ja muu riistvara maksumus moodustab suurema osa süsteemi kuludest lühema aja jooksul.
Aku salvestuskulud aja jooksul
Süsteemi maksumus ulatub 380 dollarist kWh kohta neile, kes suudavad toita elektrit 4 tunniks, kuni 895 dollarini kWh kohta 30-minutiliste süsteemide puhul.
Hea küll, mis maksab 100-megavatine PV-süsteem koos 60-megavatise liitium-ioonaku ja 4-tunnise salvestusruumiga?
Noh, meil on ka mõned võimalused:
Päikeseenergia pluss salvestuskulude jaotus
PV-süsteemi ja salvestussüsteemi paigutamine ühte kohta, mida nimetatakse ühisasukohaks, võimaldab mõlemal süsteemil jagada mõningaid riistvarakomponente, mis võib kulusid vähendada. Ühispaiknemine võib vähendada ka kulusid, mis on seotud saidi ettevalmistamise, maa omandamise, paigaldustööde, lubade andmise, ühendamise ning arendaja üldkulude ja kasumiga.
Kui PV ja aku salvestusruum asuvad samaaegselt, saab neid ühendada kas alalisvoolu- või vahelduvvooluühendusega. Alalisvool või alalisvool on see, mida akud kasutavad energia salvestamiseks ja kuidas PV -paneelid elektrit toodavad. Võrk ja seadmed kasutavad vahelduvvoolu või vahelduvvoolu. Alalisvooluühendusega süsteem vajab kahesuunalist muundurit, et ühendada aku salvestusruum otse PV-massiiviga, samas kui vahelduvvooluga ühendatud süsteem vajab kahesuunalist inverterit ja PV-muundurit. Süsteemi valikul on mitmeid tegureid ja omanik otsustab, milline neist kõige paremini toimib.
Alalisvoolu ja vahelduvvoolu vahel valides tuleb arvestada tehnilisi tegureid, mis mõjutavad süsteemi jõudlust, samuti kulusid. Üheskoos paikneva alalisvoolühendusega süsteemi maksumus on 8% madalam kui süsteemi hind koos PV ja salvestusruumiga, mis on eraldi paigutatud, ning sama asukohaga, vahelduvvooluga ühendatud süsteemi maksumus on 7% madalam. NRELi uut kulumudelit saab kasutada kasuliku ulatusega päikeseenergia pluss-salvestussüsteemide kulude hindamiseks ning aidata suunata tulevasi teadus- ja arendustegevust kulude vähendamiseks.
Kuhu see kõik läheb?
Kuna päikeseenergia muutub odavamaks ja laialdasemalt kasutatavaks, kasvab energiatalvestusseadmete turupotentsiaal. Väljakutseks on ka ladustamise taskukohaseks muutmine odavamate akudega, täiustades samal ajal haldus- ja integreerimistehnikaid. Eesmärk on muidugi tagada, et elektrivõrk suudaks taskukohase hinnaga kulutada piisavalt energiat, et mahutada kõik tipptundidel, tagades võrgu töökindluse.
