Door Joseph Daniel, senior energieanalist

Ik ben altijd een wiskundemens geweest. Ik vind troost en troost in zijn consistentie. Niet zoals grammatica met al zijn uitzonderingen op de regels. (Wat bedoel je met "y" is SOMS een klinker?!)

Dus stel je voor hoe verrast ik op een dag was om te ontdekken dat 1 plus 1 niet altijd gelijk is aan 2.

Nou, dat is de magische wiskunde van zonne-energie plus opslag.

Een beetje achtergrond

Voordat we bij de magische wiskunde komen, is er een heel belangrijk concept dat u eerst moet begrijpen: Effectieve belastingscapaciteit of ELCC. Mijn collega Mark Specht schreef er een fantastische blog over die je kunt lezen hier.

ELCC is een metriek die door netplanners wordt gebruikt om het vermogen van een resource te evalueren om aan de vraag te voldoen wanneer de kans op uitval het grootst is. Meestal zijn deze momenten op het moment van de netto piekvraag. Voldoen aan de netto piekvraag is een belangrijk onderdeel van het aanhouden van de lichten, dus wanneer netplanners resourceplanning op lange termijn uitvoeren, gebruiken ze statistieken zoals ELCC om ervoor te zorgen dat ze voldoende middelen hebben om te voldoen aan de netto piekvraag vijf, 10 of zelfs 20 jaren in de toekomst.

Voor zonne-energie kan de ELCC ongeveer 50 procent starten - dat wil zeggen dat 1 megawatt (MW) geïnstalleerde zonne-energie een half MW aan stroom zal bijdragen tijdens de netto piekvraag.

Het punt is dat hoe meer zonne-energie u aan het net toevoegt, hoe minder de volgende MW aan zonne-energie bijdraagt ​​aan de netto piekvraag. Dit dalende marginale waarde-effect is bekend bij en wordt goed begrepen door netplanners. Dus als ze hun planning maken, houden ze hier rekening mee.

Wind, zonne-energie, opslag - elke bron krijgt een ELCC-waarde die de computermodellen gebruiken om ervoor te zorgen dat het netwerk aan de toekomstige vraag kan voldoen.

Het geheel is meer dan de som der delen

De oude uitdrukking "het geheel is meer dan de som der delen" is de perfecte beschrijving voor de magische wiskunde voor opslag plus zonne-energie.

Het effectieve draagvermogen van zonne-energie met opslag is eigenlijk hoger dan de ELCC van zonne-energie plus de ELCC van opslag.

Het onderstaande voorbeeld komt uit een procedure in New Mexico waarbij het lokale monopoliebedrijf, Public Service Company of New Mexico (PNM), al bezig is een kolencentrale te vervangen door zonne-energie en batterijopslag. Nu vraagt ​​het bedrijf toestemming om hetzelfde te doen voor zijn aandeel in een kerncentrale.

Tijdens de PNM-procedure getuigde een getuige-deskundige dat als een servicegebied met ongeveer 8 gigawatt (GW) aan piekbelasting 5 GW aan zonne-energie zou toevoegen, de netto piekbelasting slechts 0.6 GW zou verminderen.

Ondertussen draagt ​​2.5 GW aan opslag op zich nog maar 1.6 GW aan piekbelastingreductie bij.

Maar wanneer u zonne-energie en opslag combineert, is de gecombineerde effectiviteit in belastingvermindering 2.8 GW.

Dus 0.6 GW plus 1.6 GW is gelijk aan 2.8 GW! Dat is een extra 0.6 GW!

Figuur NS-3 uit de getuigenis van Nicolai Schlag voor de New Mexico Regulation Commission, zaak nr. 21-04-02-UT, p. 11

Toch niet zo magisch

Het blijkt dat de magische wiskunde van zonne-energie plus opslag een beetje lijkt op de magie van een konijn uit een hoed trekken. Er is geen magie. Het is gewoon, en... spoiler alert...

Het konijn zit de hele tijd in de hoed.

Het is niet echt magie.

En de bijkomende voordelen van zonne-energie plus opslag zijn ook geen magie, het is de waarde van hulpbronnendiversiteit.

Voor bronnen zoals zon en wind is de ELCC afhankelijk van andere variabelen, zoals het uur van de dag waarop de netto piekvraag optreedt. Maar het hangt ook af van de mix van andere bronnen op het net. Naarmate u meer en meer zonne-energie aan het net toevoegt, wordt de netto piekvraag verschoven, maar wordt deze ook korter, wat betekent dat het voor opslag gemakkelijker is om zijn werk te doen en om aan de netto piekvraag te helpen voldoen.

Zonne-energie plus opslag zijn complementaire bronnen.

Zonne-energie plus wind zijn ook complementaire bronnen. Zo ook wind plus opslag. En het blijft niet bij paren. Portland General werkt bijvoorbeeld aan een wind plus zonne-energie plus opslagproject.

Door die voordelen te negeren, lijkt een portfolio van hernieuwbare energiebronnen minder waarde te hebben dan ze in werkelijkheid zijn, en nutsbedrijven zouden ervoor kunnen kiezen om meer hernieuwbare energiebronnen te bouwen als ze rekening houden met diversiteitsvoordelen.

Behoefte aan betere modellering

Het vermogen van modellen voor nutsvoorzieningen om rekening te houden met deze dynamiek in het systeem is niet de beperkende factor.

Wat is de beperkende factor?

De bereidheid van een modeloperator om de wijzigingen aan te brengen. Nutsbedrijven zijn degenen die deze modellen gebruiken in geïntegreerde resourceplannen in het hele land en soms doen ze gewaagde beweringen, zoals "dat kan het model niet. '

Ten eerste, als uw model geen rekening kan houden met de variabelen die essentieel zijn voor het plannen van de gordel van de toekomst, koop dan een nieuw model.

En ten tweede, en vaker het geval, kan het model deze veranderingen verantwoorden als het de juiste input heeft. Soms vereist dat extra werk dat nutsbedrijven niet willen doen.

Hoewel, sommige zijn. Neem Xcel Energie. Xcel huurde een consultant, E3, in om een ​​afzonderlijke analyse uit te voeren om rekening te houden met de dynamiek van de ELCC van wind, zon en opslag op een netwerk met toenemende niveaus van wind, zon en opslag. En hoewel die 'exogene' analyse niet perfect was, stelde het het nutsbedrijf wel in staat om input in het model te leveren, zodat de modellering van deze netdynamiek rekening kon houden.

Een andere optie is om zonne-energie plus opslag te modelleren als een enkele 'hybride hulpbron'. Dat is wat UCS, en vele andere groepen, in een aantal procedures hebben aanbevolen. Er zijn voor- en nadelen aan deze aanpak, maar een voordeel is zeker dat het een eenvoudige en duidelijke optie is.

En voor alle nutsplanners die mijn blog lezen, sta ik open voor andere ideeën. Jij hebt andere ideeën, ik sta open voor alternatieven. Vertel me alleen niet dat je model het niet kan omdat je te lui bent om het zelf te doen.

Noot van de redactie: Een eerdere versie van dit bericht suggereerde ten onrechte dat de PNM-piekvraag 8 GW is.

Oorspronkelijk gepubliceerd door Unie van bezorgde wetenschappers, de vergelijking.

Waardeer je de originaliteit van CleanTechnica? Overweeg om een CleanTechnica-lid, ondersteuner, technicus of ambassadeur - of een beschermheer op Patreon.

PlatoAi. Web3 opnieuw uitgevonden. Gegevensintelligentie versterkt.
Klik hier om toegang te krijgen.

Bron: https://cleantechnica.com/2021/12/02/the-magic-math-of-solar-plus-storage/