Джозеф Дэниел, старший аналитик по энергетике

Я всегда был математиком. Я нахожу утешение и утешение в его последовательности. Не то что грамматика со всеми исключениями из правил. (Что значит «y» ИНОГДА является гласной ?!)

Итак, представьте, как я был удивлен однажды, когда узнал, что 1 плюс 1 не всегда равно 2.

Что ж, это волшебная математика солнечной энергии плюс накопитель.

Немного фона

Прежде чем мы перейдем к магической математике, вам нужно сначала понять очень важную концепцию: эффективная несущая способность или ELCC. Мой коллега Марк Шпехт написал фантастический блог на эту тему, который вы можете прочитать. здесь.

ELCC - это показатель, используемый планировщиками энергосистемы для оценки способности ресурса удовлетворять спрос, когда сбои наиболее вероятны. Чаще всего эти моменты приходятся на время пикового чистого спроса. Удовлетворение чистого пикового спроса - важная часть поддержания света, поэтому, когда планировщики энергосистем проводят долгосрочное планирование ресурсов, они используют такие показатели, как ELCC, чтобы убедиться, что у них будет достаточно ресурсов для удовлетворения чистого пикового спроса 10, 20 или даже XNUMX годы в будущем.

Для солнечной энергии ELCC может начинаться с 50 процентов, то есть 1 мегаватт (МВт) установленной солнечной энергии будет давать половину МВт мощности во время чистого пикового спроса.

Дело в том, что чем больше солнечной энергии вы добавляете в сеть, тем меньше вклад следующей МВт солнечной энергии в чистый пиковый спрос. Этот эффект снижения предельной стоимости хорошо известен и понятен специалистам по планированию энергосистемы. Поэтому, когда они планируют, они это принимают во внимание.

Ветер, солнечная энергия, накопители - каждому ресурсу присваивается значение ELCC, которое компьютерные модели используют, чтобы убедиться, что сеть может удовлетворить будущий спрос.

Целое больше, чем сумма его частей

Старая фраза «целое больше, чем сумма его частей» является идеальным описанием магической математики для хранения плюс солнечная энергия.

Эффективная несущая способность солнечной батареи с накоплением на самом деле выше, чем ELCC солнечной энергии плюс ELCC накопления.

Приведенный ниже пример взят из судебного процесса в Нью-Мексико, где местная монопольная коммунальная компания Public Service Company of New Mexico (PNM) уже работает над заменой угольной электростанции на солнечную батарею и аккумуляторы. Теперь компания просит разрешения сделать то же самое в отношении своей доли в атомной станции.

Во время процедуры PNM свидетель-эксперт показал, что если территория обслуживания с пиковой нагрузкой приблизительно 8 гигаватт (ГВт) добавит 5 ГВт солнечной энергии, ее чистая пиковая нагрузка снизится только на 0.6 ГВт.

Между тем, 2.5 ГВт хранилища сами по себе способствуют снижению пиковой нагрузки только на 1.6 ГВт.

Но когда вы объединяете солнечную батарею и накопитель, общая эффективность снижения нагрузки составляет 2.8 ГВт.

Итак, 0.6 ГВт плюс 1.6 ГВт равняется 2.8 ГВт! Это дополнительно 0.6 ГВт!

Рисунок NS-3 из показаний Николая Шлага в Комиссии по регулированию штата Нью-Мексико, дело № 21-04-02-UT, стр. 11

В конце концов, не так уж и волшебно

Оказывается, волшебная математика солнечного плюс накопления немного похожа на магию вытаскивания кролика из шляпы. Никакой магии. Это просто, и ... предупреждение о спойлере ...

Кролик все время находится в шляпе.

Это не совсем волшебство.

И дополнительные преимущества солнечной энергии плюс накопители - тоже не волшебство, это ценность разнообразия ресурсов.

Для таких ресурсов, как солнце и ветер, ELCC зависит от других переменных, таких как час дня, когда возникает чистый пиковый спрос. Но это также зависит от сочетания других ресурсов в сети. По мере того, как вы добавляете все больше и больше солнечной энергии в сеть, чистый пиковый спрос смещается, но он также становится короче, а это означает, что хранилищу легче выполнять свою работу и помогать удовлетворять чистый пиковый спрос.

Солнечные батареи плюс накопители являются дополнительными ресурсами.

Солнечная энергия и ветер также являются дополнительными ресурсами. Так что ветер плюс хранилище. И это не заканчивается на парах. Portland General, например, работает над Ветер плюс солнечная энергия плюс проект хранения.

Игнорирование этих преимуществ делает портфель возобновляемых источников энергии менее ценным, чем они есть на самом деле, и коммунальные предприятия могут предпочесть создавать больше возобновляемых источников энергии, если они учитывают преимущества разнообразия.

Потребность в лучшем моделировании

Способность моделей полезных ресурсов учитывать эту динамику в системе не является ограничивающим фактором.

Что является ограничивающим фактором?

Готовность модельного оператора внести изменения. Коммунальные компании используют эти модели в интегрированных ресурсных планах по всей стране, и иногда они делают смелые заявления, например: «модель не может этого сделать".

Во-первых, если ваша модель не может учитывать переменные, которые необходимы для планирования сети будущего, приобретите новую модель.

Во-вторых, что чаще всего, модель может учитывать эти изменения, если она имеет правильные исходные данные. Иногда это требует дополнительной работы, которую коммунальные службы не хотят делать.

Хотя некоторые есть. Возьмите Xcel Energy. Xcel нанял консультанта, E3, для проведения отдельного анализа, чтобы учесть динамику ELCC ветра, солнца и накопления в сети с увеличением уровней ветра, солнца и накопления. И хотя этот «экзогенный» анализ не был идеальным, он позволил коммунальной компании внести вклад в модель, чтобы ее моделирование могло учесть эту динамику энергосистемы.

Другой вариант - смоделировать солнечную батарею плюс накопитель как единый «гибридный ресурс». Это то, что UCS и многие другие группы рекомендовали в ряде разбирательств. У этого подхода есть свои плюсы и минусы, но, безусловно, один плюс в том, что это простой и понятный вариант.

И любой проектировщик коммунальных предприятий, читающий мой блог, был бы открыт для других идей. У вас есть другие идеи, я открыт для альтернатив. Только не говорите мне, что ваша модель не может этого сделать, потому что вам лень делать это самому.

Примечание редактора: В более ранней версии этого поста неверно предполагалось, что пиковое потребление PNM составляет 8 ГВт.

Первоначально опубликовано Союз неравнодушных ученых, The Equation.

Цените оригинальность CleanTechnica? Подумайте о том, чтобы стать Член CleanTechnica, сторонник, технический специалист или посланник - или покровитель на Patreon.

PlatoAi. Web3 в новом свете. Расширенный анализ данных.
Щелкните здесь, чтобы получить доступ.

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