چرا کاربرد سیستم ذخیره انرژی را مرور کنیم؟

 

بازار ذخیره‌سازی انرژی سریع‌تر از آن چیزی است که بسیاری از ما می‌توانیم آن را دنبال کنیم. و دقیقا مشکل همینه هر ماه یک شیمی باتری جدید نویدبخش انقلاب است، ابزار دیگری که یک استقرار گسترده را اعلام می کند، یا برخی راه اندازی ها ادعا می کنند که کد را در مقیاس{2}} ذخیره سازی شبکه شکسته اند. اگر آنچه را که واقعاً در آنجا کار می‌کند مرور نمی‌کنید-و مهم‌تر از آن، چه چیزی در حال شکست است-در واقع کور می‌شوید.

سوال این نیست که آیا شمابایدبه کاربردهای ذخیره انرژی توجه کنید. این است که آیا می توانید این کار را نکنید.

سوال پول (زیرا بیایید صادق باشیم)

میلیاردها دلار در حال حاضر به ذخیره انرژی سرازیر می شود. BloombergNEF سرمایه گذاری جهانی را تنها در سال 2023 بیش از 36 میلیارد دلار تخمین زده است و این رقم همچنان در حال افزایش است. اما این چیزی است که گزارش های درخشان به شما نمی گویند: تعداد خیره کننده ای از این پروژه ها ضعیف عمل می کنند. برخی کاملاً شکست می خورند. منبع انرژی Hornsdale در جنوب استرالیا؟ موفقیت عظیم آتش سوزی باتری AES Alamitos در کالیفرنیا؟ نه چندان

درک کردنچرابرنامه های خاص موفق می شوند در حالی که برخی دیگر آکادمیک نیستند-بقا هستند. چه یک شرکت برقی باشید که سعی می‌کند بفهمد آیا باید پیک‌های گاز خود را جایگزین کنید، سرمایه‌گذاری که راه‌اندازی ذخیره‌سازی را ارزیابی می‌کند، یا اپراتور شبکه‌ای که نمی‌داند واقعاً به چه مقدار ظرفیت تنظیم فرکانس نیاز دارید، این تصمیم‌ها پیامدهای واقعی دارند.

هزینه اشتباه گرفتن؟ ما در مورد ده ها میلیون، گاهی اوقات صدها میلیون صحبت می کنیم. این پول انحصاری نیست.

انتخاب فناوری سخت تر از آن چیزی است که به نظر می رسد

یکی از مواردی که در گفتگوهای صنعتی متوجه شده ام این است که چقدر مردم «ذخیره انرژی» را به عنوان این مقوله یکپارچه در نظر می گیرند. این نیست. مطمئناً{2}}یون لیتیوم بر سرفصل ها غالب است، اما سعی کنید از باتری لیتیومی برای ذخیره سازی فصلی استفاده کنید-سرعت بیشتری نسبت به محاسبه دوره بازپرداخت طی چرخه ها خواهید داشت. در همین حال، باتری‌های جریان در آنجا قرار می‌گیرند که خسته کننده به نظر می‌رسند، اما در برنامه‌هایی که نیاز به تخلیه 4+ ساعتی دارند، ارزش بالایی دارند. هیدرولیک پمپ شده؟ هنوز هم تقریباً 90 درصد از ظرفیت ذخیره سازی جهانی را تشکیل می دهد و بیشتر مردم وجود آن را فراموش می کنند.

نکته این است: تطبیق فناوری با کاربرد همه چیز است. یک سیستم چرخ لنگر که برای تنظیم فرکانس مناسب است، برای زمان--استفاده از آربیتراژ، پوچ خواهد بود. ذخیره سازی حرارتی برای فرآیندهای صنعتی خاص و تقریباً هیچ جای دیگر منطقی است. اگر نمی‌دانید چه چیزی قبلاً اجرا شده است-و چگونه کار می‌کند، نمی‌توانید بدانید چه چیزی را مستقر کنید.

این یک بررسی اولیه است. اما به طور شگفت انگیزی تعداد کمی از سازمان ها این کار را به خوبی انجام می دهند.

پایداری شبکه: جایی که همه چیز پیچیده می شود

اجازه دهید زمان بیشتری را روی این موضوع صرف کنم زیرا واقعاً جذاب است-و به شدت انتقادی است. شبکه های الکتریکی مدرن پیرامون ژنراتورهای بزرگ و متمرکز طراحی شده اند که در فرکانس های قابل پیش بینی می چرخند. نیروگاه‌های زغال‌سنگ، راکتورهای هسته‌ای،-توربین‌های گازی سیکل ترکیبی. این ماشین ها دارای جرم چرخان عظیم (اینرسی) هستند که به طور طبیعی نوسانات فرکانس را تثبیت می کند. وقتی تقاضا به طور ناگهانی افزایش می یابد، آن جرم چرخان برای شما زمان می خرد.

انرژی های تجدیدپذیر معادله را به کلی تغییر می دهد. پنل های خورشیدی و توربین های بادی به یک شکل نمی چرخند. آنها از طریق الکترونیک قدرت که واکنش متفاوتی دارند به هم متصل می شوند. از آنجایی که انرژی‌های تجدیدپذیر ظرفیت تولید سنتی را کاهش می‌دهند-آلمان در سال 2023 به 59 درصد برق تجدیدپذیر رسید، اپراتورهای شبکه با چالش پایداری اساساً متفاوتی روبرو هستند.

اینجاست که برنامه های ذخیره سازی از نقطه نظر فنی واقعاً جالب می شوند. سیستم های باتری می توانند در میلی ثانیه پاسخ دهند. نه ثانیه-میلی ثانیه. این سریعتر از هر ژنراتور مکانیکی است. شبکه ملی بریتانیا خدمات «پاسخ فرکانس پیشرفته» را آزمایش کرده است که سیستم‌های باتری کاملاً بر آن تسلط دارند. PJM Interconnection در شرق ایالات متحده شاهد بود که باتری‌ها بخش عظیمی از بازار تنظیم فرکانس خود را تقریباً یک شبه تصرف کردند.

اما-و این یک پاسخ بزرگ است اما-پاسخ سریع همه چیز نیست. پاسخ پایدار نیز اهمیت دارد. و مدت. و مکان روی شبکه و مکانیسم های بازیابی هزینه. تعامل بین این عوامل می تواند به طرز گیج کننده ای پیچیده شود، دقیقاً به همین دلیل است که بررسی برنامه های موجود اهمیت دارد. تئوری فقط شما را به اینجا می رساند.

سردردهای تنظیمی

صادقانه می گویم: به نظر من موضوعات نظارتی برای نوشتن در مورد آنها جالب نیست، اما مسلماً آنها از خود فناوری مهم تر هستند. دارایی های ذخیره سازی اغلب بین دسته های نظارتی سنتی قرار می گیرند. آیا باتری یک ژنراتور است؟ یک بار؟ زیرساخت انتقال؟ پاسخ بر همه چیز تأثیر می گذارد، از زمان بندی های مجاز تا فرصت های انباشته درآمد.

دستور FERC 841 در ایالات متحده تلاش کرد تا با الزام بازارهای عمده فروشی برای تطبیق انبارها، مسائل را روشن کند. بسته انرژی پاک اروپا رویکرد متفاوتی داشت. بازار ملی برق استرالیا ویژگی های خاص خود را دارد. درک اینکه چگونه مقررات قابلیت اجرای برنامه را در حوزه های قضایی مختلف شکل می دهد، مستلزم مطالعه استقرارهای واقعی است-چه مواردی تأیید شد، چه چیزی رد شد، چه چیزی در بلاتکلیفی گیر کرده است.

درس گرفتن از شکست ها (نه فقط موفقیت ها)

همه دوست دارند در مورد باتری بزرگ تسلا یا تأسیسات فرود خزه صحبت کنند. به اندازه کافی{1}}اینها دستاوردهای واقعی هستند. اما من می‌توانم استدلال کنم که از پروژه‌هایی که کنار رفتند بیشتر یاد می‌گیرید.

انفجار باتری مک میکن در آریزونا در سال 2019 باعث کشته شدن دو آتش نشان و زخمی شدن چندین نفر دیگر شد. بررسی شکست‌ها را در مدیریت حرارتی، طراحی تهویه و پروتکل‌های واکنش اضطراری نشان داد. اینها خطرات عجیب و غریبی نبودند-آنها با بررسی مناسب حوادث قبلی قابل پیش بینی بودند. رشته آتش سوزی باتری کره جنوبی در سال 2017-2019 (23 آتش سوزی!) باید باعث ارزیابی مجدد در سطح صنعت شود. در نهایت، اما نه قبل از آسیب قابل توجه.

از جنبه تجاری، چندین تاسیسات ذخیره سازی پشت متر-در-میزان صرفه جویی پیش بینی شده خود را کمتر انجام داده اند زیرا ساختار شارژ تقاضا به درستی درک نشده است، یا اندازه ذخیره سازی خورشیدی-به علاوه-برای دوره های اوج اشتباه بهینه شده است. اینها خرابی های مهندسی نیستند-بلکه خرابی های بررسی برنامه هستند.

پیچیدگی پشت--متر

مشتریان تجاری و صنعتی با مجموعه ای از ملاحظات خاص مواجه هستند. هزینه‌های تقاضا، زمان-نرخ استفاده-، قوانین اتصال، الزامات برق پشتیبان، محدودیت‌های فضایی، رعایت ایمنی آتش‌سوزی، گزینه‌های تأمین مالی-همه این موارد در سایت{4}}روش‌های خاصی که راه‌حل‌های کوکی{5}}خطرناک می‌کنند، تعامل دارند.

یک کارخانه داروسازی با الزامات زمان آماده‌سازی دقیق، ارزش ذخیره‌سازی را متفاوت از انباری است که دارای کنترل آب و هوا است. یک مرکز داده از قبل دارای دیزل ژنراتورهای پشتیبان است-آیا فضای ذخیره سازی مکمل است یا رقابت؟ فروشگاه‌های خرده‌فروشی بارهای بسیار بالایی دارند اما بودجه سرمایه‌ای محدود دارند. هر برنامه متفاوت به نظر می رسد.

فروشندگانی که این سیستم ها را می فروشند، بدیهی است که بر بهترین سناریوهای موردی- تاکید دارند. بررسی های مستقل برنامه اصلاحی لازم را ارائه می دهد.

برنامه های در حال ظهور ارزش تماشا را دارند

 

نیروگاه های مجازی ادغام خودرو-به-شبکه. ذخیره‌سازی طولانی-برای تعادل فصلی. اینها هنوز در حال تکامل هستند، و صادقانه بگویم، من هنوز نتیجه گیری قوی برای ارائه ندارم. اما این همان نکته ای است که-بررسی مداوم شما را در جریان تغییر چشم انداز نگه می دارد.

پس در واقع چه باید کرد؟

برنامه های ذخیره سازی انرژی را به طور سیستماتیک بررسی کنید. نه به عنوان یک تمرین- یک بار، بلکه به عنوان تمرین مداوم. مشترک شدن در پایگاه داده های حوادث از قوانین نظارتی پیروی کنید. در کنفرانس های صنعتی شرکت کنید که در آن اپراتورها داده های عملکرد واقعی را به جای پیش بینی های بازاریابی به اشتراک می گذارند. با افرادی که سیستم ها را نصب کرده اند صحبت کنید و از آنها بپرسید که چه چیزی آنها را شگفت زده کرده است.

مقاله‌های فنی را بخوانید، بله، اما پست‌های{0}}کشت‌نامه را نیز بخوانید. آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر تجزیه و تحلیل های عالی را منتشر می کند. پژوهشکده نیروی برق نیز همینطور. Energy{4}}Storage.news استقرارهای جهانی را با عینیت معقول پوشش می دهد.

انتقال انرژی بسیار مهم است-و بسیار پرهزینه- که بتوان تنها بر اساس غریزه حرکت کرد. بررسی سیستماتیک برنامه کار پر زرق و برقی نیست، اما پایه و اساس هر چیز دیگری است.

و واقعاً، اگر قبلاً این کار را انجام نمی‌دهید، احتمالاً باید شروع کنید.