가까운 미래의 발전소는 하이브리드입니다

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 태양열 발전과 배터리 저장 장치를 결합하여 하이브리드는 어두워진 후에도 계속 전기를 공급할 수 있습니다. 게티 이미지를 통한 Petmal

미국의 전력 시스템은 화석 연료에서 재생 에너지로 전환함에 따라 급격한 변화를 겪고 있습니다. 2000년대의 첫 2010년은 천연가스 생산이 크게 성장했고 2020년대는 풍력과 태양열의 XNUMX년이었지만 초기 징후는 XNUMX년대의 혁신이 "하이브리드" 발전소의 붐이 될 수 있음을 시사합니다.

일반적인 하이브리드 발전소는 동일한 위치에서 발전과 배터리 저장을 결합합니다. 이는 종종 대규모 배터리와 쌍을 이루는 태양열 또는 풍력 발전소를 의미합니다. 태양 전지판과 배터리 저장 장치는 함께 협력하여 낮 동안 태양 에너지가 최고조에 달할 때 재생 가능한 전력을 생성하고 해가 진 후 필요에 따라 방출할 수 있습니다.

개발 파이프라인의 전력 및 저장 프로젝트를 살펴보면 하이브리드 전력의 미래를 엿볼 수 있습니다.

우리 팀 로렌스 버클리 국립 연구소(Lawrence Berkeley National Laboratory)에서 발견한 놀라운 사실은 1,400 기가 와트 의 제안된 발전 및 저장 프로젝트가 그리드 연결에 적용되었으며 이는 기존의 모든 미국 발전소를 합친 것보다 많습니다. 현재 대다수는 태양열 프로젝트이며, 그 중 XNUMX분의 XNUMX 이상이 하이브리드 태양열 및 저장 플랜트를 포함합니다.

이러한 미래 발전소는 많은 이점을 제공하지만 동시에 질문을 제기 전력망이 어떻게 가장 잘 운영되어야 하는지에 대해.

하이브리드가 핫한 이유

풍력과 태양열이 성장함에 따라 그리드에 큰 영향을 미치기 시작했습니다.

이미 태양광 발전 25 % 초과 캘리포니아의 연간 발전량은 텍사스, 플로리다, 조지아와 같은 다른 주에서 빠르게 확산되고 있습니다. 다코타주에서 텍사스에 이르는 "바람 벨트" 주에서는 풍력 터빈의 대규모 배치, 이제 아이오와주는 바람으로부터 전력의 대부분을 얻고 있습니다.

재생 가능한 전력의 높은 비율은 다음과 같은 질문을 제기합니다. 하루 종일 다양한 양의 전력을 생산하는 재생 가능한 소스를 통합하는 방법은 무엇입니까?

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Joshua Rhodes/오스틴에 있는 텍사스 대학교.

그것이 스토리지가 필요한 곳입니다. 리튬 이온 배터리 가격은 급격히 떨어졌다 최근 몇 년 동안 전기 자동차 시장을 위해 생산량이 확대되었기 때문입니다. 미래에 대한 우려가 있는 반면 공급망 문제, 배터리 설계도 진화할 가능성이 있습니다.


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태양열과 배터리의 조합을 통해 하이브리드 플랜트 운영자는 에어컨이 최대로 작동하는 여름 오후와 저녁과 같이 수요가 가장 강한 가장 가치 있는 시간에 전력을 공급할 수 있습니다. 배터리는 또한 풍력 및 태양열 발전의 생산을 원활하게 하고, 축소될 초과 전력을 저장하고, 그리드의 혼잡을 줄이는 데 도움이 됩니다.

하이브리드가 프로젝트 파이프라인을 지배

2020년 말 미국에는 73개의 태양열 및 16개의 풍력 하이브리드 프로젝트가 운영되고 있으며, 이는 2.5기가와트의 발전량과 0.45기가와트의 저장용량에 해당합니다.

오늘날, 태양열 및 하이브리드가 개발 파이프라인을 지배합니다. 2021년 말까지 그 이상 675기가와트의 제안된 태양열 발전소는 계통 연결 승인을 신청했으며 그 중 247분의 19 이상이 스토리지와 연결되었습니다. 또 다른 8 기가와트의 풍력 발전 단지가 줄을 서고 XNUMX 기가와트(이 중 약 XNUMX%)가 하이브리드로 배치되었습니다.

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 그리드에 연결하기 위해 대기 중인 제안된 태양열, 저장 및 풍력의 양은 최근 몇 년 동안 극적으로 증가했지만 석탄, 가스 및 원자력은 퇴색했습니다. 로렌스 버클리 국립 연구소

물론 연결 신청은 발전소 개발의 한 단계일 뿐입니다. 개발자는 또한 토지 및 커뮤니티 계약, 판매 계약, 자금 조달 및 허가가 필요합니다. 2010년에서 2016년 사이에 제안된 신규 발전소 XNUMX개 중 XNUMX개만이 상업운전에 들어갔다. 그러나 잡종 식물에 대한 관심의 깊이는 강력한 성장을 예고합니다.

캘리포니아와 같은 시장에서 배터리는 새로운 태양열 개발자에게 기본적으로 필수입니다. 태양열은 종종 대부분의 권력 주간 시장에서 건물을 더 짓는 것은 가치가 거의 없습니다. 현재 캘리포니아 대기열에서 제안된 모든 대규모 태양열 용량의 95%가 배터리와 함께 제공됩니다.

하이브리드에 대한 5가지 교훈과 미래에 대한 질문

재생 가능한 하이브리드의 성장 기회는 분명히 크지만 다음과 같은 몇 가지 질문을 제기합니다. 우리 그룹 버클리 연구소에서 조사했습니다.

여기에 우리 중 일부가 있습니다 주요 발견:

  • 투자는 많은 지역에서 성과를 거두고 있습니다. 태양광 발전소에 배터리를 추가하면 가격이 올라가지만 전력 가치도 높아진다는 사실을 발견했습니다. 동일한 위치에 발전 및 저장 장치를 배치하면 세금 공제, 건설 비용 절감 및 운영 유연성의 이점을 얻을 수 있습니다. 최근 몇 년 동안의 잠재적인 수익을 살펴보고 연방 세금 공제의 도움을 받아 부가가치가 더 높은 가격을 정당화하는 것으로 보입니다.

  • 공동 위치는 또한 절충안을 의미합니다. 풍력과 태양열은 풍력과 태양열 자원이 가장 강력한 곳에서 가장 잘 작동하지만 배터리는 혼잡 완화와 같은 가장 큰 그리드 이점을 제공할 수 있는 곳에서 가장 가치를 제공합니다. 즉, 가장 높은 가치로 최고의 위치를 ​​결정할 때 절충점이 있습니다. 배터리가 태양열과 같은 위치에 있을 때만 얻을 수 있는 연방 세금 공제는 경우에 따라 차선책 결정을 장려할 수 있습니다.

  • 최고의 조합은 없습니다. 하이브리드 플랜트의 가치는 부분적으로 장비의 구성에 의해 결정됩니다. 예를 들어, 태양광 발전기에 대한 배터리의 크기는 저녁 늦게까지 발전소가 전력을 공급할 수 있는 시간을 결정할 수 있습니다. 그러나 야간 전력의 가치는 일년 내내 변하는 현지 시장 상황에 따라 다릅니다.

  • 전력 시장 규칙은 진화해야 합니다. 하이브리드는 태양광 및 스토리지 입찰을 독립적으로 수행하여 단일 장치 또는 별도의 기업으로 전력 시장에 참여할 수 있습니다. 하이브리드는 또한 권력의 판매자 또는 구매자 또는 둘 다일 수 있습니다. 복잡해질 수 있습니다. 하이브리드에 대한 시장 참여 규칙은 여전히 ​​진화하고 있으며, 플랜트 운영자는 서비스 판매 방법을 실험해야 합니다.

  • 소규모 하이브리드는 새로운 기회를 창출합니다. 하이브리드 발전소는 가정이나 회사의 태양열 및 배터리와 같이 작을 수도 있습니다. 그런 하이브리드는 하와이에서 표준이 되었습니다. 태양광 발전이 그리드를 포화시키기 때문입니다. 캘리포니아에서는 산불을 방지하기 위해 전원을 차단해야 하는 고객이 점점 더 태양광 시스템에 스토리지를 추가하고 있습니다. 이것들 "비하인드" 하이브리드 그것들이 어떻게 평가되어야 하고 그리드 운영에 어떻게 기여할 수 있는지에 대한 질문을 제기하십시오.

하이브리드는 이제 막 시작되었지만 더 많은 것이 진행 중입니다. 그리드 및 그리드 가격 책정이 함께 발전하도록 하려면 기술, 시장 설계 및 규정에 대해 더 많은 연구가 필요합니다.

질문이 남아 있지만 하이브리드가 발전소를 재정의하고 있다는 것은 분명합니다. 그리고 그 과정에서 미국의 전력 시스템을 다시 만들 수도 있습니다.대화

저자 정보

요아킴 실, 선임 과학 엔지니어링 준회원, 로렌스 버클리 국립 연구소; 벤담 파울로 스, 계열사, 전기 시장 및 정책 그룹, 로렌스 버클리 국립 연구소의 메이크업 시연, 그리고 한국에서 사랑을 담아 보낸 윌 고먼, 전기 시장 및 정책 대학원생 연구원, 로렌스 버클리 국립 연구소

이 기사는에서 다시 게시됩니다. 대화 크리에이티브 커먼즈 라이센스하에 읽기 원래 기사.


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