Bởi Joseph Daniel, Chuyên gia phân tích năng lượng cao cấp
Tôi luôn là một người thích toán học. Tôi tìm thấy sự an ủi và thoải mái trong tính nhất quán của nó. Không giống như ngữ pháp với tất cả các ngoại lệ của nó đối với các quy tắc. (Ý bạn là gì “y” là nguyên âm SOMETIMES ?!)
Vì vậy, hãy tưởng tượng một ngày tôi ngạc nhiên như thế nào khi phát hiện ra rằng 1 cộng 1 không phải lúc nào cũng bằng 2.
Đó là phép toán kỳ diệu của năng lượng mặt trời cộng với lưu trữ.
Một chút nền tảng
Trước khi chúng ta đến với phép toán, có một khái niệm rất quan trọng mà bạn phải hiểu trước: Khả năng chịu tải hiệu quả, hay còn gọi là ELCC. Đồng nghiệp của tôi Mark Specht đã viết một blog tuyệt vời về chủ đề mà bạn có thể đọc Ở đây.
ELCC là một số liệu được các nhà quy hoạch lưới điện sử dụng để đánh giá khả năng đáp ứng nhu cầu của một nguồn lực khi có nhiều khả năng xảy ra tình trạng cúp điện. Thông thường những thời điểm này là vào thời điểm nhu cầu ròng cao nhất. Đáp ứng nhu cầu cao điểm ròng là một phần quan trọng của việc giữ cho đèn sáng. Vì vậy, khi các nhà lập kế hoạch lưới điện lập kế hoạch tài nguyên dài hạn, họ sử dụng các chỉ số như ELCC để đảm bảo rằng họ sẽ có đủ nguồn lực để đáp ứng nhu cầu cao điểm ròng năm, 10 hoặc thậm chí 20 nhiều năm trong tương lai.
Đối với năng lượng mặt trời, ELCC có thể bắt đầu khoảng 50% - tức là 1 megawatt (MW) năng lượng mặt trời được lắp đặt sẽ đóng góp một nửa MW điện trong thời gian nhu cầu cao điểm ròng.
Vấn đề là, bạn càng thêm nhiều năng lượng mặt trời vào lưới điện, thì MW năng lượng mặt trời tiếp theo càng ít đóng góp vào nhu cầu cao điểm ròng. Hiệu ứng giá trị cận biên giảm dần này được các nhà quy hoạch lưới điện biết rõ và hiểu rõ. Vì vậy, khi lập kế hoạch, họ phải tính đến điều này.
Gió, năng lượng mặt trời, lưu trữ - mỗi tài nguyên được cung cấp một giá trị ELCC mà các mô hình máy tính sử dụng để đảm bảo lưới điện có thể đáp ứng nhu cầu trong tương lai.
Tổng thể lớn hơn tổng các bộ phận của nó
Cụm từ cũ “tổng thể lớn hơn tổng các bộ phận của nó” là mô tả hoàn hảo cho phép toán lưu trữ cộng với năng lượng mặt trời.
Khả năng chịu tải hiệu quả của năng lượng mặt trời với bộ lưu trữ thực sự cao hơn ELCC của năng lượng mặt trời cộng với ELCC của bộ lưu trữ.
Ví dụ dưới đây xuất phát từ một thủ tục của New Mexico trong đó công ty cung cấp dịch vụ độc quyền địa phương, Public Service Company of New Mexico (PNM), đang làm việc để thay thế một nhà máy than bằng năng lượng mặt trời và lưu trữ pin. Bây giờ công ty đang yêu cầu được chấp thuận để làm điều tương tự đối với cổ phần của họ trong một nhà máy hạt nhân.
Trong quá trình tiến hành PNM, một nhân chứng chuyên gia đã làm chứng rằng nếu một lãnh thổ phục vụ với khoảng 8 gigawatt (GW) ở tải cao điểm cộng thêm 5 GW năng lượng mặt trời, thì tải tối đa thực của nó sẽ chỉ giảm 0.6 GW.
Trong khi đó, 2.5 GW dung lượng lưu trữ chỉ đóng góp 1.6 GW giảm tải tối đa.
Nhưng khi bạn kết hợp năng lượng mặt trời và bộ lưu trữ, hiệu quả tổng hợp trong việc giảm tải là 2.8 GW.
Vì vậy, 0.6 GW cộng với 1.6 GW bằng 2.8 GW! Đó là thêm 0.6 GW!
Hình NS-3 từ lời khai của Nicolai Schlag trước Ủy ban Quy định New Mexico, Vụ việc số 21-04-02-UT, tr. 11
Không quá kỳ diệu sau tất cả
Nó chỉ ra rằng phép toán của năng lượng mặt trời cộng với phép thuật giống như phép thuật kéo một con thỏ ra khỏi mũ. Không có ma thuật. Nó chỉ là, và… cảnh báo spoiler…
Con thỏ ở trong chiếc mũ suốt thời gian đó.
Nó không thực sự là ma thuật.
Và những lợi ích cộng thêm của năng lượng mặt trời cộng với lưu trữ cũng không phải là ma thuật, đó là giá trị của sự đa dạng tài nguyên.
Đối với các nguồn tài nguyên như năng lượng mặt trời và gió, ELCC phụ thuộc vào các biến số khác, chẳng hạn như giờ trong ngày khi nhu cầu cao điểm thực xảy ra. Nhưng nó cũng phụ thuộc vào sự kết hợp của các tài nguyên khác trên lưới. Khi bạn bổ sung ngày càng nhiều năng lượng mặt trời vào lưới điện, nhu cầu cao điểm ròng sẽ thay đổi nhưng cũng sẽ ngắn hơn, điều đó có nghĩa là việc lưu trữ sẽ dễ dàng hơn và giúp đáp ứng nhu cầu cao điểm ròng.
Năng lượng mặt trời cộng với lưu trữ là tài nguyên bổ sung.
Năng lượng mặt trời và gió cũng là những nguồn bổ sung cho nhau. Gió cộng với lưu trữ cũng vậy. Và nó không kết thúc với các cặp. Portland General, chẳng hạn, đang làm việc trên một gió cộng với năng lượng mặt trời cộng với dự án lưu trữ.
Việc bỏ qua những lợi ích đó khiến danh mục năng lượng tái tạo có vẻ ít giá trị hơn so với thực tế và các công ty tiện ích có thể chọn xây dựng nhiều năng lượng tái tạo hơn nếu chúng tính đến lợi ích đa dạng.
Cần mô hình hóa tốt hơn
Khả năng các mô hình tài nguyên tiện ích tính đến các động lực này trong hệ thống không phải là yếu tố giới hạn.
Yếu tố hạn chế là gì?
Sự sẵn sàng của người điều hành mô hình để thực hiện các thay đổi. Các công ty tiện ích là những công ty vận hành các mô hình này trong các kế hoạch tài nguyên tích hợp trên toàn quốc và đôi khi họ đưa ra những tuyên bố táo bạo, chẳng hạn như “mô hình không thể làm điều đó".
Trước hết, nếu mô hình của bạn không thể tính đến các biến cần thiết cho việc lập kế hoạch cho tương lai, thì hãy lấy một mô hình mới.
Và thứ hai, và thường xuyên hơn trong trường hợp này, mô hình có thể giải thích cho những thay đổi này nếu nó có các đầu vào phù hợp. Đôi khi điều đó đòi hỏi phải làm việc thêm mà các tiện ích không sẵn sàng làm.
Mặc dù, một số là. Lấy Xcel Năng lượng. Xcel đã thuê một nhà tư vấn, E3, để thực hiện một phân tích riêng biệt để tính đến động lực của ELCC của gió, năng lượng mặt trời và lưu trữ trên lưới điện với mức độ gió, năng lượng mặt trời và lưu trữ ngày càng tăng. Và mặc dù phân tích “ngoại sinh” đó không hoàn hảo, nhưng nó đã cho phép công ty tiện ích cung cấp đầu vào cho mô hình để mô hình của họ có thể giải thích cho các động lực lưới này.
Một lựa chọn khác là mô hình hóa năng lượng mặt trời cộng với bộ lưu trữ như một “tài nguyên hỗn hợp”. Đó là điều mà UCS và nhiều nhóm khác đã khuyến nghị trong một số thủ tục. Có những ưu và nhược điểm đối với cách tiếp cận này, nhưng chắc chắn, một điểm chuyên nghiệp là nó là một lựa chọn đơn giản và dễ hiểu.
Và đối với bất kỳ nhà lập kế hoạch tiện ích nào đọc blog của tôi, tôi sẵn sàng tiếp thu những ý tưởng khác. Bạn có những ý tưởng khác, tôi sẵn sàng đón nhận những lựa chọn thay thế. Chỉ cần đừng nói với tôi rằng mô hình của bạn không thể làm điều đó bởi vì bạn quá lười để tự mình làm điều đó.
Lưu ý của biên tập viên: Một phiên bản trước đó của bài đăng này đã đề xuất không chính xác rằng nhu cầu cao nhất của PNM là 8GW.
Nguyên được xuất bản bởi Liên minh các nhà khoa học có quan tâm, Phương trình.
Đánh giá cao sự độc đáo của CleanTechnica? Xem xét trở thành một Thành viên, Người hỗ trợ, Kỹ thuật viên hoặc Đại sứ của CleanTechnica - hoặc một khách hàng quen trên Patreon.
PlatoAi. Web3 được mô phỏng lại. Khuếch đại dữ liệu thông minh.
Nhấn vào đây để truy cập.
Nguồn: https://cleantechnica.com/2021/12/02/the-magic-math-of-solar-plus-storage/
