چرا ليتيوم؟
راه های زیادی برای ذخیره انرژی وجود دارد: ذخیره سازی برق آبی پمپ شده، که آب را ذخیره می کند و بعدها از آن برای تولید قدرت استفاده می کند؛ باتری هایی که حاوی روی یا نیکل هستند؛ و ذخیره سازی حرارتی نمک مذاب، که گرما تولید می کند، به نام چند. برخی از این سیستم ها می توانند مقادیر زیادی انرژی ذخیره کنند.
لیتیوم یک فلز سبک وزن است که یک جریان الکتریکی به راحتی می تواند از آن عبور کند. یون های لیتیوم یک باتری را قابل شارژ می کنند زیرا واکنش های شیمیایی آن ها برگشت پذیر است و به آن ها این امکان را می دهد که قدرت را جذب کنند و بعداً تخلیه کنند. باتری های لیتیوم یون می توانند انرژی زیادی را ذخیره کنند، و شارژی را برای مدت طولانی تری نسبت به انواع دیگر باتری ها نگه می دارند. هزینه باتری های لیتیوم یون در حال کاهش است زیرا افراد بیشتری در حال خرید خودروهای الکتریکی هستند که به آن ها بستگی دارد.
در حالی که سیستم های باتری لیتیوم یون ممکن است ظرفیت ذخیره سازی کوچکتر در مقایسه با سیستم های ذخیره سازی دیگر، آنها در حال رشد در محبوبیت به دلیل آنها را می توان تقریبا در هر نقطه نصب شده، رد پای کوچک، و ارزان و به آسانی در دسترس هستند—افزایش برنامه خود را توسط تاسیسات. رشد در بازار خودروهای الکتریکی نیز با توجه به اینکه باتری ها یک جزء ضروری هستند، به کاهش قیمت بیشتر کمک کرده است. در واقع بیش از ۱۰٬۰ دستگاه از این سیستم ها در سراسر کشور نصب شده اند، بر اساس «مانیتور ذخیره سازی انرژی آمریکا: Q3 2018» از GTM Research، و آن ها ۸۹٪ از کل ظرفیت ذخیره سازی انرژی جدید نصب شده در سال ۲۰۱۵ را به خود خود دادند.
سیستم ذخیره سازی خورشیدی به علاوه چه چیزی است؟
بسیاری از صاحبان سیستم های انرژی خورشیدی به دنبال راه هایی برای اتصال سیستم خود به یک باتری هستند تا بتونند در شب یا در صورت قطع برق از آن انرژی استفاده کنند. به عبارت ساده تر، یک سیستم خورشیدی به علاوه ذخیره سازی یک سیستم باتری است که توسط یک منظومه شمسی متصل شارژ می شود، مانند یک فتوولتیک (PV) یک.
در تلاش برای ردیابی این روند، محققان آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر (NREL) یک معیار در نوع خود از سیستم های ذخیره سازی خورشیدی در مقیاس سودمند ایالات متحده ایجاد کردند. محققان برای تعیین هزینه یک سیستم ذخیره سازی خورشیدی به علاوه برای این مطالعه از یک سیستم PV 100 مگاوات (MW) همراه با باتری لیتیوم یون 60 مگاواتی استفاده کردند که 4 ساعت ذخیره سازی (240 مگاوات ساعت) داشت. یک سیستم PV ۱۰۰ مگاواتی بزرگ، یا در مقیاس سودمند است، و به جای اینکه روی پشت بام نصب شود، بر روی زمین نصب می شود.
همينجا وايسا. مگاوات ساعت چيه؟
یک مگاوات ساعت (MWh) واحدی است که برای توصیف میزان انرژی ای که یک باتری می تواند ذخیره کند استفاده می شود. به عنوان مثال، یک باتری لیتیوم یون 240 مگاوات ساعت با حداکثر ظرفیت 60 مگاوات را در نظر بگیرید. حالا تصور کنید باتری دریاچه ای است که آب ذخیره سازی می کند که می تواند برای ایجاد برق آزاد شود. یک سیستم ۶۰ مگاواتی با ۴ ساعت ذخیره سازی می توانست به چند روش کار کند:
بنابراین شما می توانید قدرت زیادی در یک زمان کوتاه یا قدرت کمتر در طول یک زمان طولانی تر دریافت کنید. باتری 240 مگاوات ساعت می تواند 30 مگاوات بیش از 8 ساعت قدرت, اما بسته به ظرفیت مگاوات خود را, ممکن است قادر به دریافت 60 مگاوات قدرت فورا. به همین دلیل است که یک سیستم ذخیره سازی توسط هر دو ظرفیت و زمان ذخیره سازی (به عنوان نمونه، باتری 60 مگاواتی با 4 ساعت ذخیره سازی) یا —کمتر ایده آل—توسط اندازه MWh (به عنوان نمونه، 240 مگاوات ساعت) ارجاع داده می شود.
بنابراین، ساخت یک کارخانه ذخیره سازی خورشیدی به علاوه چه هزینه ای خواهد داشت؟
که بستگی به چه مدت شما می خواهید ذخیره سازی خود را به آخرین و چقدر قدرت شما می خواهید به استفاده از.
یک سیستم ذخیره سازی مستقل ۶۰ مگاوات با افزایش مدت زمان، هزینه هر مگاوات ساعت (MWh) کاهش خواهد یافت. یعنی هر چه ذخیره سازی شما طولانی تر باشد، هزینه هر MWh کمتر می شود. به این دلیل که هزینه اینورترها و دیگر سخت افزارها بیشتر هزینه های سیستم را در طول یک دوره کوتاه تر به خود حساب می کنند.
هزینه ذخیره سازی باتری در زمان
هزینه های این سیستم از ۳۸۰ دلار در هر کیلووات ساعت برای کسانی است که می توانند برق را به مدت ۴ ساعت تا ۸۹۵ دلار در هر کیلووات ساعت برای سیستم های ۳۰ دقیقه ای فراهم کنند.
خيلي خب، پس يه سيستم PV 100 مگاواتي با يه باتري لیتيوم يون 60 مگاواتي با 4 ساعت هزينه ذخيره سازي چي ميشه؟
خب، ما هم چند تا گزینه اونجا داریم:
خورشیدی به علاوه ذخیره سازی شکست هزینه
قرار دادن یک سیستم PV و یک سیستم ذخیره سازی در همان مکان که به هم مکان معروف است، این دو سیستم را قادر می سازد تا برخی اجزای سخت افزاری را به اشتراک بگذارند که می تواند هزینه ها را کاهش دهد. محل مشترک همچنین می تواند هزینه های مربوط به آماده سازی سایت، اکتساب زمین، نیروی کار برای نصب، اجازه، اتصال، و سربار توسعه دهنده و سود را کاهش دهد.
هنگامی که PV و ذخیره سازی باتری مشترک هستند، آنها را می توان توسط هر دو DC زوج و یا پیکربندی AC زوج متصل شده است. DC، یا جریان مستقیم، چیزی است که باتری ها برای ذخیره انرژی و چگونگی تولید پنل های PV برق استفاده می کنند. AC، یا جریان متناوب، چیزی است که شبکه و لوازم خانگی از آن استفاده می کنند. یک سیستم زوج DC برای اتصال مستقیم ذخیره سازی باتری به آرایه PV به یک اینورتر دو بخش نیاز دارد، در حالی که یک سیستم همراه AC به یک اینورتر دو بخش و یک اینورتر PV نیاز دارد. عوامل مختلف به انتخاب سیستم شکل, و آن را به مالک تصمیم می گیرید که بهترین کار می کنند.
در هنگام انتخاب بین DC و AC، عوامل فنی که بر عملکرد سیستم تأثیر می گذارد باید در نظر گرفته شود، و همچنین هزینه ها. هزینه سیستم مشترک، DC-coupled ۸٪ کمتر از هزینه سیستم با PV و ذخیره سازی سایت به طور جداگانه است، و هزینه مشترک واقع شده، سیستم AC-coupled ۷٪ پایین تر است. مدل هزینه جدید NREL را می توان برای ارزیابی هزینه های سیستم های خورشیدی به علاوه ذخیره سازی در مقیاس سودمند و کمک به راهنمای تحقیق و توسعه آینده برای کاهش هزینه ها استفاده می شود.
همه اينا کجا ميره؟
با ارزان تر شدن انرژی خورشیدی و استفاده گسترده تر، پتانسیل بازار برای دستگاه های ذخیره سازی انرژی رشد می کند. چالش در حال ساخت ذخیره سازی مقرون به صرفه بیش از حد, با باتری های ارزان تر در حالی که بهبود مدیریت و تکنیک های ادغام. البته هدف این است که مطمئن شویم شبکه الکتریکی می تواند انرژی کافی را برای اسکان همه در زمان های اوج با هزینه ای مقرون به صرفه مستقر کند و اطمینان از قابلیت اطمینان شبکه را تضمین کند.
