Новое исследование показывает, что гибридные электростанции, которые сочетаю производство солнечной или ветряной энергии с накопителями, снижают перегрузки в сети только в местах с большим количеством переменных возобновляемых источников энергии, что напрямую зависит от конфигурации, работы и технологии электростанции.
Исследование, проведенное Национальной лабораторией имени Лоуренса Беркли, показало, что влияние гибридной электростанции на перегрузку сети зависит не только от ее местоположения, но и от того, насколько работа электростанции лимитирована ограничениями на циклическое использование аккумуляторов.
Также было установлено, что возможность зарядки батареи от сети (а не только от солнечных или ветряных генераторов на месте) является основным фактором, определяющим способность гибридной электростанции уменьшать перегрузку сети.
Развитие новых ветряных и солнечных электростанций опережает разработку новых линий электропередачи. А именно передача позволяет центрам нагрузки получать доступ к электроэнергии, произведенной из недорогих ресурсов в других местах. Перегрузка возникает в случаях, когда достигнуты пределы передачи, и это препятствует полному использованию ветряных и солнечных ресурсов, ограничивая их рыночную стоимость.
Накопители энергии, которые могут быть построены быстрее, чем новые линии, могут облегчить перегрузку линий электропередач за счет смещения генерации и нагрузки во времени. В местах с высокой концентрацией ветряных или солнечных электростанций (районы с богатой переменной возобновляемой энергией, или районы с богатой ВИЭ) растет количество гибридных электростанций таких как "солнце+батарея" и "ветер+батарея", что мотивируется желанием избежать продажи энергии в перегруженные часы по низким ценам.
В отчете говорится, что в районах, богатых солнечной и ветряной энергией, новые гибридные электростанции, которые заряжаются от сети могут перезаряжать свои батареи, что несколько снижает перегруженность.
Новые гибриды в других конфигурациях (например, с более консервативным требованием цикличности, когда зарядка осуществляется только от парного возобновляемого генератора) увеличивают перегрузку, говорится в исследовании. Однако это приводит к меньшей перегрузке, чем строительство автономной солнечной или ветряной электростанции. По словам исследователей, последний пункт указывает на то, что добавление батарей к существующей ветряной или солнечной электростанции "практически всегда уменьшает перегрузку".
Исследование было сосредоточено на 23 местах в энергосистеме США, в которых отмечаются значительные перегрузки и в которых уже развернуты автономные солнечные или ветряные электростанции. Места были выбраны как примеры условий, которые могут возникнуть в системах с высоким уровнем проникновения ВИЭ.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Advances in Applied Energy. В исследовании говорится, что частое циклирование и более дешевые батареи могут помочь снизить воздействие гибридных электростанций в результате перегрузки. Оно также подчеркивает необходимость разработки сложных компромиссов между деградацией батарей при различных циклах и связанными с этим возможностями.
Кроме того, предполагается возможная связь между политикой гарантийного обслуживания батарей и перегрузкой сетей. Предполагается, что изменения производственных гарантий немного снизит перегрузку.
В исследовании говорится, что преимущества перезарядки гибридных электростанций для снижения перегруженности указывают на важность выбора конструкции электростанции, обеспечивающей такую возможность, а также на роль гибкости в программах стимулирования. Закон о снижении инфляции, например, предусматривает дополнительные стимулы для гибридных установок, которые заряжаются от сети, что позволяет легче снижать перегрузки. Напротив, предыдущие программы стимулирования были направлены на разработку гибридов с накопителями, которые заряжались только от подключенного солнечного или ветрогенератора.
В исследовании также рассматривается вопрос о том, как расширение электропередачи может финансово повлиять на проекты и было установлено, что в районах, богатых ВИЭ, ветряные электростанции получают одинаковые большие возможности при расширении местной передачи и гибридизации за счет добавления аккумуляторных батарей. Солнечные электростанции также выигрывают от расширения передачи, но эта выгода намного меньше по сравнению с ветряными электростанциями и добавлением накопителей.