Hvers vegna litíum?
Það eru margar leiðir til að geyma orku: dælt vatnsaflsgeymsla, sem geymir vatn og notar það síðar til að framleiða afl; rafhlöður sem innihalda sink eða nikkel; og bráðna salt hitauppstreymi, sem myndar hita, svo eitthvað sé nefnt. Sum þessara kerfa geta geymt mikið magn af orku.
Litíum er létt málmur sem rafstraumur getur auðveldlega farið í gegnum. Litíumjónir gera rafhlöðu endurhlaðanlega vegna þess að efnahvörf þeirra eru afturkræf, sem gerir þeim kleift að gleypa orku og losa hana síðar. Lithium-ion rafhlöður geta geymt mikla orku og þær geyma lengur en aðrar gerðir af rafhlöðum. Kostnaður við litíumjónarafhlöður lækkar vegna þess að fleiri eru að kaupa rafknúin ökutæki sem eru háð þeim.
Þó að litíumjónarafhlöðukerfi kunni að hafa minni geymslurými í samanburði við önnur geymslukerfi, þá vaxa þau í vinsældum vegna þess að þau geta verið sett upp næstum hvar sem er, hafa lítið fótspor og eru ódýr og aðgengileg-auka notkun þeirra með tólum. Vöxtur á markaði fyrir rafknúin ökutæki hefur einnig stuðlað að frekari verðlækkunum í ljósi þess að rafhlöður eru mikilvægur þáttur. Í raun hafa meira en 10.000 af þessum kerfum verið sett upp um allt land, samkvæmt" US Energy Storage Monitor: Q3 2018" frá GTM Research, og þeir voru 89% af allri nýrri orkugeymslu sem var sett upp árið 2015.
Hvað er sól plús geymslukerfi?
Margir eigendur sólarorkukerfa eru að skoða leiðir til að tengja kerfið við rafhlöðu svo þeir geti notað þá orku á nóttunni eða ef rafmagnsleysi verður. Einfaldlega sagt, sól plús geymslukerfi er rafhlöðukerfi sem er hlaðið af tengdu sólkerfi, svo sem sólarorku (PV).
Í viðleitni til að fylgjast með þessari þróun bjuggu vísindamenn við National Renewable Energy Laboratory (NREL) til fyrsta sinnar tegundar viðmiðunarkerfa fyrir sólarplús og geymslukerfi í Bandaríkjunum. Til að ákvarða kostnað við sól plús geymslukerfi fyrir þessa rannsókn notuðu vísindamennirnir 100 megawatt (MW) PV kerfi ásamt 60 MW litíumjónarafhlöðu sem hafði 4 tíma geymslu (240 megavattstundir). 100 MW PV kerfi er stórt, eða notagildi, og væri fest á jörðina í stað þess að vera á þaki.
Hættu strax. Hvað er megavattstund?
Megavattstund (MWh) er einingin sem notuð er til að lýsa orku sem rafhlaða getur geymt. Taktu til dæmis 240 MWh litíumjónarafhlöðu með hámarksafl 60 MW. Ímyndaðu þér nú að rafhlaðan er stöðuvatn sem geymir vatn sem hægt er að losa til að búa til rafmagn. 60 MW kerfi með 4 tíma geymslu gæti virkað á ýmsa vegu:
Þannig að þú getur fengið mikið afl á stuttum tíma eða minna afl yfir lengri tíma. 240 MWh rafhlaða gæti valdið 30 MW á 8 klukkustundum, en það fer eftir MW afkastagetu þess að hún getur ekki fengið 60 MW afl strax. Þess vegna er vísað til geymslukerfis bæði af getu og geymslutíma (td 60 MW rafhlöðu með 4 tíma geymslu) eða - minna tilvalið - með MWh stærð (td 240 MWh).
Svo, hvað mun það kosta að reisa sól plús geymslu verksmiðju?
Það fer eftir því hversu lengi þú vilt að geymsla þín endist og hversu mikið afl þú vilt nota.
Sjálfstætt 60 MW geymslukerfi mun lækka kostnað á megavattstund (MWst) eftir því sem tíminn eykst. Það þýðir að því lengur sem geymsla þín varir, því lægri er kostnaðurinn á MWst. Það er vegna þess að kostnaður við inverters og annan vélbúnað er stærri kostnaður kerfisins á skemmri tíma.
Kostnaður við geymslu rafhlöðu eftir tíma
Kerfiskostnaðurinn er á bilinu 380 dollarar á kWst fyrir þá sem geta veitt rafmagn í 4 klukkustundir upp í 895 dollarar á kWst fyrir 30 mínútna kerfi.
Allt í lagi, svo hvað kostar 100 megawatt PV kerfi með 60 megawatt litíumjónarafhlöðu með 4 tíma geymslu?
Jæja, við höfum líka nokkra möguleika þar:
Sundurliðun auk geymslukostnaðar sundurliðun
Með því að setja PV-kerfi og geymslukerfi á sama stað, þekkt sem samsetning, gerir kerfunum tveimur kleift að deila sumum vélbúnaðaríhlutum, sem geta lækkað kostnað. Samstaðsetning getur einnig dregið úr kostnaði tengdum undirbúningi lóða, kaupum á landi, vinnu við uppsetningu, leyfi, samtengingu og kostnað og hagnað framkvæmdaraðila.
Þegar PV og rafhlöðugeymsla eru í sameiningu er hægt að tengja þau annaðhvort með DC-tengdri eða AC-tengdri stillingu. DC, eða jafnstraumur, er það sem rafhlöður nota til að geyma orku og hvernig PV spjöld framleiða rafmagn. AC, eða skiptisstraumur, er það sem netið og tækin nota. DC-tengt kerfi þarf tvíátta inverter til að tengja rafhlöðugeymslu beint við PV fylkið, en AC-tengt kerfi þarf tvöfaldan inverter og PV inverter. Ýmsir þættir hafa áhrif á val á kerfi og það er eiganda að ákveða hver myndi virka best.
Þegar valið er á milli DC og AC verður að huga að tæknilegum þáttum sem hafa áhrif á afköst kerfisins, svo og kostnað. Kostnaður við sameinaða, DC-tengda kerfið er 8% lægri en kostnaður kerfisins með PV og geymslu sem er staðsettur sérstaklega, og kostnaður við samtengda, AC-tengda kerfið er 7% lægri. Hið nýja kostnaðarlíkan NREL er hægt að nota til að leggja mat á kostnað sólar plúsgeymslukerfa og nota til að leiðbeina framtíðarrannsóknum og þróun til að draga úr kostnaði.
Hvert er þetta allt að fara?
Eftir því sem sólarorkan verður ódýrari og meira notuð eykst markaðsmöguleikar fyrir orkugeymslu tæki. Áskorunin er að gera geymslu á viðráðanlegu verði líka, með ódýrari rafhlöðum en bæta stjórnunar- og samþættingaraðferðir. Markmiðið er auðvitað að tryggja að rafmagnsnetið geti notað næga orku til að taka á móti öllum á álagstímum á viðráðanlegu verði og tryggja áreiðanleika netsins.
