الرياضيات السحرية لتخزين الطاقة الشمسية بالإضافة إلى ذكاء بيانات أفلاطون

بقلم جوزيف دانيال ، محلل طاقة أول

لطالما كنت شخصًا في الرياضيات. أجد العزاء والراحة في اتساقها. ليست كالقواعد بكل استثناءاتها للقواعد. (ماذا تعني "y" في بعض الأحيان حرف متحرك ؟!)

لذا ، تخيل مدى دهشتي يومًا ما عندما اكتشفت أن 1 زائد 1 لا يساوي دائمًا 2.

حسنًا ، هذه هي الرياضيات السحرية للطاقة الشمسية بالإضافة إلى التخزين.

قليلا من الخلفية

قبل أن نصل إلى الرياضيات السحرية ، هناك مفهوم مهم للغاية يجب أن تفهمه أولاً: القدرة الفعالة على حمل الأحمال ، أو ELCC. كتب زميلي مارك سبخت مدونة رائعة حول هذا الموضوع يمكنك قراءتها هنا.

ELCC هو مقياس يستخدمه مخططو الشبكة لتقييم قدرة المورد على تلبية الطلب عندما يكون من المرجح أن تحدث الانقطاعات. غالبًا ما تكون هذه اللحظات في وقت صافي ذروة الطلب. يعد تلبية صافي طلب الذروة جزءًا مهمًا من الحفاظ على الأضواء ، لذلك عندما يقوم مخططو الشبكة بتخطيط الموارد على المدى الطويل ، فإنهم يستخدمون مقاييس مثل ELCC للتأكد من أن لديهم موارد كافية لتلبية صافي ذروة الطلب خمسة أو 10 أو حتى 20 سنوات في المستقبل.

بالنسبة للطاقة الشمسية ، قد يبدأ مركز ELCC بحوالي 50 في المائة - أي أن 1 ميغاواط (MW) من الطاقة الشمسية المركبة ستساهم بنصف ميغاواط من الطاقة خلال ذروة الطلب الصافي.

الشيء هو أنه كلما زاد عدد الطاقة الشمسية التي تضيفها إلى الشبكة ، قل مقدار MW التالي من الطاقة الشمسية الذي يساهم في صافي طلب الذروة. هذا التأثير الهامشي المتناقص معروف ومفهوم جيدًا من قبل مخططي الشبكة. لذلك ، عندما يقومون بالتخطيط ، فإنهم يأخذون ذلك في الاعتبار.

الرياح ، والطاقة الشمسية ، والتخزين - يتم إعطاء كل مورد قيمة ELCC التي تستخدمها نماذج الكمبيوتر للتأكد من أن الشبكة يمكن أن تلبي الطلب المستقبلي.

الكل أكبر من مجموع أجزائه

العبارة القديمة "الكل أكبر من مجموع أجزائه" هي الوصف المثالي للرياضيات السحرية للتخزين بالإضافة إلى الطاقة الشمسية.

القدرة الفعالة على حمل الأحمال للطاقة الشمسية مع التخزين هي في الواقع أعلى من ELCC للطاقة الشمسية بالإضافة إلى ELCC للتخزين.

يأتي المثال أدناه من إجراء في نيو مكسيكو حيث تعمل شركة الخدمات العامة في نيو مكسيكو (PNM) الاحتكارية المحلية بالفعل على استبدال محطة فحم بتخزين الطاقة الشمسية والبطارية. الآن تطلب الشركة الموافقة على أن تفعل الشيء نفسه بالنسبة لحصتها في محطة نووية.

أثناء إجراء PNM ، شهد شاهد خبير أنه إذا أضافت منطقة خدمة بحوالي 8 جيجاوات في ذروة حمولة 5 جيجاوات من الطاقة الشمسية ، فإن حمل الذروة الصافي سيشهد فقط انخفاضًا قدره 0.6 جيجاوات.

وفي الوقت نفسه ، يساهم 2.5 جيجاواط من التخزين ، بمفرده ، في 1.6 جيجاواط من تقليل الحمل الذروي.

ولكن عند إقران الطاقة الشمسية والتخزين ، تبلغ الفعالية المشتركة في تقليل الأحمال 2.8 جيجاوات.

إذن ، 0.6 جيجاواط زائد 1.6 جيجاواط يساوي 2.8 جيجاواط! هذا 0.6 جيجاواط إضافية!

الشكل NS-3 من شهادة نيكولاي شلاغ أمام لجنة تنظيم ولاية نيو مكسيكو ، القضية رقم 21-04-02-UT ، ص. 11

ليس السحر بعد كل شيء

اتضح أن الرياضيات السحرية للتخزين الشمسي بالإضافة إلى التخزين تشبه إلى حد ما سحر سحب أرنب من القبعة. ليس هناك سحر. إنه فقط ، و ... تنبيه المفسد ...

الأرنب في القبعة طوال الوقت.

إنه ليس سحرًا حقًا.

كما أن الفوائد الإضافية للتخزين الشمسي الإضافي ليست سحرية ، إنها قيمة تنوع الموارد.

بالنسبة لموارد مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح ، يعتمد ELCC على متغيرات أخرى ، مثل ساعة اليوم التي يحدث فيها صافي ذروة الطلب. ولكنه يعتمد أيضًا على مزيج الموارد الأخرى على الشبكة. عندما تضيف المزيد والمزيد من الطاقة الشمسية على الشبكة ، يتم تغيير صافي طلب الذروة ولكنه يصبح أقصر أيضًا ، مما يعني أنه من الأسهل للتخزين القيام بأشياءه والمساعدة في تلبية طلب الذروة الصافي.

تخزين الطاقة الشمسية بالإضافة إلى الموارد التكميلية.

الطاقة الشمسية والرياح هي أيضا موارد تكميلية. وكذلك الرياح بالإضافة إلى التخزين. ولا ينتهي الأمر بالأزواج. بورتلاند جنرال ، على سبيل المثال ، تعمل على أ الرياح بالإضافة إلى الطاقة الشمسية بالإضافة إلى مشروع التخزين.

يؤدي تجاهل هذه الفوائد إلى جعل حافظة مصادر الطاقة المتجددة تبدو أقل قيمة مما هي عليه بالفعل ، وقد تختار المرافق بناء المزيد من مصادر الطاقة المتجددة إذا كانت تمثل فوائد التنوع.

الحاجة إلى نمذجة أفضل

إن قدرة نماذج موارد المنفعة على حساب هذه الديناميكيات في النظام ليست العامل المحدد.

ما هو العامل المحدد؟

استعداد مشغل النموذج لإجراء التغييرات. شركات المرافق هي التي تدير هذه النماذج في خطط موارد متكاملة في جميع أنحاء البلاد ، وفي بعض الأحيان تقدم ادعاءات جريئة ، مثل "النموذج لا يستطيع فعل ذلك".

أولاً ، إذا كان نموذجك لا يفسر المتغيرات الضرورية للتخطيط لشكل المستقبل ، فاحصل على نموذج جديد.

وثانيًا ، وغالبًا ما يحدث ذلك ، يمكن للنموذج تفسير هذه التغييرات إذا كان يحتوي على المدخلات الصحيحة. يتطلب ذلك أحيانًا عملاً إضافيًا لا ترغب المرافق في القيام به.

على الرغم من أن البعض. خذ طاقة إكسيل. استأجرت Xcel مستشارًا ، E3 ، لإجراء تحليل منفصل لحساب ديناميكيات ELCC لطاقة الرياح والطاقة الشمسية والتخزين على شبكة مع مستويات متزايدة من الرياح والطاقة الشمسية والتخزين. وعلى الرغم من أن هذا التحليل "الخارجي" لم يكن مثاليًا ، إلا أنه سمح لشركة المرافق بتقديم مدخلات في النموذج بحيث يمكن لنمذجه أن تأخذ في الاعتبار ديناميكيات الشبكة هذه.

خيار آخر هو تصميم نموذج للتخزين الشمسي الإضافي باعتباره "موردًا هجينًا" واحدًا. هذا ما أوصت به UCS والعديد من المجموعات الأخرى في عدد من الإجراءات. هناك إيجابيات وسلبيات لهذا النهج ، ولكن بالتأكيد ، أحد المؤيدين هو أنه خيار بسيط ومباشر.

ولأي مخطط مرافق يقرأ مدونتي ، سأكون منفتحًا على أفكار أخرى. لديك أفكار أخرى ، أنا منفتح على البدائل. فقط لا تخبرني أن نموذجك لا يمكنه فعل ذلك لأنك كسول جدًا للقيام بذلك بنفسك.

ملاحظة المحرر: اقترحت نسخة سابقة من هذا المنشور بشكل غير صحيح أن ذروة الطلب على PNM هي 8 جيجاواط.

نشرت أصلا من قبل اتحاد العلماء المهتمين ، المعادلة.

هل تقدر أصالة CleanTechnica؟ النظر في أن تصبح عضو في CleanTechnica أو داعم أو فني أو سفير - أو راعي على Patreon.