Гибридные электростанции сочетают лучшие свойства генераторов с современными технологиями, что позволяет повысить производительность и оптимизировать проекты.
Электростанции, работающие на одном источнике энергии (поле солнечных батарей или склон ветряных турбин), являются основой современной экономики возобновляемой энергетики и хорошо работают в условиях современной энергосистемы. По мере роста проникновения возобновляемых источников энергии, более сложные проекты предлагают расширенный набор услуг, повышая надежность и экономичность сетей. В гибридных электростанциях лучшие качества генераторов сочетаются с современными технологиями, такими как накопление энергии, что приводит к плавной оптимизации проекта.
Определение гибридной электростанции.
Гибридная электростанция - это любая комбинация объединенных ресурсов генерации или хранения, например солнечной или ветряной энергии с системой накопления энергии. Гибриды используют уникальные качества различных видов ресурсов для создания новых энергетических услуг с меньшими затратами и большей надежностью, чем электростанции, которые работают на одном ресурсе. Гибрид, включающий накопитель энергии, может перемещать электроны, генерируемые переменным источником энергии, в зависимости от необходимости, нивелируя изменения электрической частоты и напряжения. Гибрид с несколькими генераторами может гарантировать, что всегда будет вырабатывать энергию из наиболее доступного и наименее дорогостоящего «топлива дня», будь то солнечный свет, ветер или вода.
Термин «гибрид» может относиться как к (1) «совместно контролируемым» гибридам, когда два или более ресурсов предлагают услуги оператору сети как один ресурс, так и к (2) «совмещенным» гибридам, когда два или более ресурсов предлагают услуги в одной и той же точке присоединения к сети, но представляют оператору сети как несколько ресурсов.
Быстрый рост.
Гибридные энергоресурсы, «подпитываемые» снижением затрат, улучшением технологий и благоприятной политикой, сегодня «находятся на подъеме». Согласно анализу Национальной лаборатории Лоуренса Беркли количество предложений по разработке гибридных энергоресурсов выросло более чем в три раза с 2018 по 2019 год, что составляет более 100 ГВт мощности.
Источник: Национальная лаборатория Лоуренса Беркли.
Из гибридных комбинаций ресурсов в межсетевых соединениях наиболее популярной комбинацией является солнечная энергия в сочетании с системой накопления энергии. Сочетание солнечных батарей и накопителей является обычным явлением в связи с политическими решениями, принятыми Конгрессом. Солнечные проекты в настоящее время имеют право на 26% инвестиционный налоговый кредит (ITC).
В то время как автономное хранилище энергии не соответствует критериям ITC, хранение энергии, оплачиваемое как минимум 75% времени в рамках совместного проекта солнечной энергетики, квалифицируется как собственность ITC. Таким образом, комбинации «ветер-плюс-накопитель» менее распространены не потому, что они менее полезны для сети, а потому, что их «финансовые стимулы не привлекательны». Это несоответствие является причиной того, почему ACORE поддерживает внедрение автономного хранилища энергии ITC., освобождая хранилище для использования в сочетании с наиболее эффективными ресурсами. Эта политика также «переносит разработку гибридных ресурсов» из компетенции «корпоративных подсчетов в сферу инженеров-электриков».
Интеграция гибридных ресурсов на оптовых рынках.
Правила для гибридов различаются в зависимости от региональных передающих организаций (RTO) и независимых системных операторов (ISO), ключевых сетевых операторов, что создает препятствия для гибридной интеграции. Разработчики гибридных систем стремятся оптимизировать установки и продавать услуги в сеть «в качестве общего энергетического продукта», реагируя на ценовые сигналы, но ограничивая проектирование собственными специалистами. Напротив, RTO / ISO заинтересованы в прямом управлении ресурсами, поступающими в энергосистему.
Подключение электростанций к RTO / ISO часто связано с процессами, зависящими от ресурсов. Эта структура хорошо работает в рамках модели с одним ресурсом, но не работает с гибридами. RTO/ISO также сильно отличаются друг от друга тем, как они измеряют величину мощности гибридов. По сути, это мера выхода, которая определяет, насколько оператор электросети может полагаться на эти ресурсы.
Кроме того, Федеральная комиссия по регулированию энергетики (FERC) устанавливает минимальные цены для конкретных ресурсов в некоторых RTO / ISO. Учитывая большое разнообразие возможных гибридных комбинаций, ни одна из которых не соответствует традиционной парадигме единого ресурса FERC, цена услуг, которые предоставляют гибриды в более широкую сеть, не ясна.
Оценка гибридных систем.
23 июля в FERC прошла техническая конференция по обсуждению проблем и возможностей гибридов. Эксперт по сетям и консультант ACORE Роб Грамлич выступил на конференции. Он утверждал, что «значение емкости гибридных ресурсов, как правило, следует устанавливать как сумму стоимости составляющих их ресурсов». Однако эта величина может быть выше или ниже, чем сумма компонентов, если учитываются дополнительную эффективность или узкие места межсетевого взаимодействия. Он также подчеркнул важность выбора для владельцев гибридных ресурсов, которые ищут наиболее эффективные решения. «Владельцы проектов должны иметь возможность выбора отдельных или комбинированных оценок стоимости мощности, а также выбор между централизованной диспетчеризацией и самооптимизацией».
По мере дальнейшего развития механизмов финансирования и рыночных правил, гибридные ресурсы будут играть все более широкую роль в системе электросетей, благодаря генерирующей эффективности, гибкости, надежности и рентабельности. Для реализации многих гибридных проектов необходимы эффективные политические решения. В то время как создание менее ресурсоспецифичной сетевой структуры и более широкая стандартизация рыночных правил ускорили бы переход к гибридному парку ресурсов, развитие гибридов отчетливо видно уже сегодня.