ลองจินตนาการถึงเมืองที่แสงสว่างยังคงส่องสว่าง แม้แสงอาทิตย์จะดับลงและลมจะลมลง ที่โรงงานยังคงกระจายเสียงโดยไม่หยุดยั้งระบบเก็บพลังงานระบบเครือข่ายแต่ระบบเหล่านี้ทํางานอย่างไร และมันมีศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงอะไร สําหรับอนาคตพลังงานของเรา
การ เก็บ อุปกรณ์ ใน เครือข่าย: ถัง พลังงาน
ระบบเก็บพลังงาน (ESS) มีหน้าที่เป็นถังไฟฟ้า พวกเขาเก็บพลังงาน (จากพลังงานไฟฟ้าหรือแหล่งที่สามารถปรับปรุงได้) ในช่วงที่ความต้องการต่ํา และปล่อยมันเมื่อจําเป็นการตอบสนองความต้องการพลังงานที่แตกต่างกันในช่วงเวลาที่แตกต่างกันESS มีบทบาทสําคัญในการรักษาความมั่นคงของเครือข่ายและการปรับปรุงประสิทธิภาพพลังงาน
เทคโนโลยี การ เก็บ เอกสาร ที่ หลากหลาย
ปัจจุบันมีเทคโนโลยีการเก็บข้อมูลหลัก 5 อย่างเป็นหลักในการใช้งานทางพาณิชย์ในสหรัฐอเมริกา โดยจัดอันดับตามกําลังการผลิตทั้งหมด ณ ปี 2022:
- ไฮโดรปั๊มเทคโนโลยีขนาดใหญ่ที่เจริญเติบโตมากที่สุด คือ ปั๊มน้ําไฟฟ้า ใช้ไฟฟ้าในการขนน้ําระหว่างบ่อน้ํา ที่มีความสูงที่แตกต่างกัน
- ระบบเก็บแบตเตอรี่:ระบบลิทธิียมไอออนที่กําลังเติบโตอย่างรวดเร็วเก็บพลังงานผ่านปฏิกิริยาทางไฟฟ้าเคมี ทําให้มีความยืดหยุ่นและลดต้นทุน
- ระบบเก็บพลังงานแสงอาทิตย์วิธีนี้เปลี่ยนแสงอาทิตย์ให้เป็นความร้อนที่เก็บได้ ต่อมาใช้ในการผลิตไฟฟ้า เพื่อแก้ปัญหาความสับสนของพลังแสงอาทิตย์
- อากาศดัน:ด้วยการเก็บอากาศกดดันใต้ดิน เทคโนโลยีนี้ทําให้การปล่อยพลังงานขนาดใหญ่ผ่านการผลิตทัวร์บีน
- เครื่องยาง:ระบบหมุนความเร็วสูงเหล่านี้โดดเด่นในการตอบสนองอย่างรวดเร็ว ทําให้มันเหมาะสมสําหรับการควบคุมความถี่
เทคโนโลยีใหม่ๆ เช่น ซุปเปอร์คอนเดเซเตอร์, สารเก็บแม่เหล็กแบบนําไฟฟ้าสูง และระบบที่ใช้ไฮโดรเจน แสดงว่ามีการพัฒนาที่น่าหวังการใช้ไฟฟ้าในช่วงช่วงกลางวัน เพื่อสร้างน้ําแข็งเพื่อความต้องการในการเย็นในช่วงกลางวัน.
การวัดความจุ: พลังงานกับพลังงาน
ระบบเก็บของถูกประเมินผ่านการวัดหลักสองอย่าง:
- พลังงาน:ผลิตทันทีสูงสุด (วัดใน W, kW, MW หรือ GW)
- ความจุพลังงาน:พลังงานที่เก็บเก็บได้/ปล่อยได้ทั้งหมด (วัดในWh, kWh, MWh หรือ GWh)
องค์การบริหารข้อมูลพลังงานของสหรัฐอเมริกา (EIA) ประเภทระบบตามความจุของพลังงาน:
- ขนาดใหญ่:ความจุ ≥ 1 MW เจ้าของบริษัทสาธารณูปโภคเป็นหลักสําหรับบริการระบบไฟฟ้า
- ขนาดเล็ก:ความจุ < 1 MW โดยทั่วไปเป็นเจ้าของผู้ใช้ด้วยอุปกรณ์แสงอาทิตย์
ในฐานะแหล่งพลังงานที่สอง ระบบเก็บพลังงานใช้พลังงานมากกว่าในระหว่างการชาร์จEIA รายงานทั้งผลิตสกัด (ผลิตจริง) และผลิตสะอาด (ผลิตลบการชาร์จ/การสูญเสียในการใช้งาน), โดยมีตัวเลขสะสมที่เป็นลบเพื่อหลีกเลี่ยงการนับสองครั้ง
สถานที่เก็บของของอเมริกา (2022)
| เทคโนโลย | อุปกรณ์ | พลังงาน (MW) | พลังงาน (MWh) | การผลิตสภาพรวม (MWh) | การผลิตสะสม (MWh) |
|---|---|---|---|---|---|
| ไฮโดรอัด | 40-152 | 22,008 | ไม่มี | 22,459,700 | -6033,905 |
| ระบบเก็บแบตเตอรี่ | 403-429 | 8,842 | 11,105 | 2,913,805 | - 539294 |
| พลังงานพลังงานแสงอาทิตย์ | 2-3 | 405 | ไม่มี | ไม่มี | ไม่มี |
| อากาศดัน | 1-2 | 110 | 110 | ไม่มี | 57 |
| เครื่องยางยาง | 4-5 | 47 | 17 | ไม่มี | 0 |
ปั๊มน้ําไฟฟ้ายังคงเป็นตัวนําในความจุและผลิต ขณะที่การเก็บของในแบตเตอรี่แสดงให้เห็นถึงการเติบโตอย่างรวดเร็ว
การ ใช้ และ ประโยชน์
ระบบเก็บพลังงาน ส่งผลประโยชน์หลายด้านในระบบนิเวศพลังงาน
- ความมั่นคงของเครือข่าย:การตอบสนองอย่างรวดเร็วต่ออัตราแปรปรวนของการเสนอและความต้องการ ช่วยรักษาความถี่และคุณภาพของพลังงาน
- การจัดการภาระ:การเปลี่ยนการบริโภคจากช่วงสูงสุดไปช่วงต่ําสุด ลดต้นทุนและความเครียดในพื้นฐาน
- การบูรณาการแหล่งพลังงานที่สามารถปรับปรุงได้การปรับปรุงการผลิตระยะสั้นจากพลังงานลม/แสงอาทิตย์ ช่วยให้ระบบเชื่อมต่อได้ดีขึ้น
- การเลื่อนการใช้บริการในพื้นฐาน:การเลื่อนการปรับปรุงระบบไฟฟ้าที่แพงในพื้นที่ที่มีการเติบโตสูง
- พลังงานสํารอง:จําหน่ายไฟฟ้าที่สําคัญในช่วงการหยุดสําหรับธุรกิจและสถาบัน
- การเปิดระบบไมโครเน็ต:การสนับสนุนระบบพลังงานอิสระหรือไฮบริด
การสมัครแบ่งออกเป็น 2 ประเภท
- ระยะสั้น:การตอบสนองขนาดนาทีสําหรับการควบคุมความถี่
- วงจรประจําวัน:การสลับพลังงานในระดับชั่วโมงสําหรับการจัดการภาระ
รูปแบบการใช้เทคโนโลยี
ไฮโดรอัด
โรงไฟฟ้าปั๊ม 40 แห่งของอเมริกา (รวม 22,008 MW) เป็นหลักในการตอบสนองความต้องการในการทําความเย็นในช่วงฤดูร้อน โรงไฟฟ้าที่ 2,860 MW ในรัฐเวอร์จิเนีย นําในภาคนี้โดยมี 5 ประเทศเป็นเจ้าของ 61% ของศูนย์ผลิตในประเทศ.
ระบบเก็บแบตเตอรี่
ระบบแบตเตอรี่ขนาดสาธารณูปโภคได้ถึง 8,842 MW/11,105 MWh ในปี 2022 โดยมี 4,807 MW เพิ่มขึ้นในปีนั้นเท่านั้น คาลิฟอร์เนีย, เท็กซัส และฟลอริดาเป็นเจ้าของ 83% ของกําลังลิทธิียมไอออนเป็นหลัก เนื่องจากประสิทธิภาพและความสามารถในการตอบสนองโดยมี 207 อุปกรณ์ที่อยู่ร่วมกับพลังงานที่ปรับปรุงได้ (ส่วนใหญ่คือพลังแสงอาทิตย์)
แบตเตอรี่ขนาดเล็ก
ภายใต้ระบบ 1 เมกะวัตต์ มีจํานวน 1,094 เมกะวัตต์ทั่ว 42 รัฐในปี 2021 โดยมี 71% ติดกับระบบพลังแสงอาทิตย์ที่มีปริมาณปรับระดับ
การเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์
โรงงานการดําเนินงานสองโรงงาน (รวมกัน 450 MW) ใช้การเก็บเกลือละลาย นําโดยโรงงานโซลาน่า 280 MW ของอริโซนา
อากาศดัน
โรงงานแมคอินโตชในอลาบาม่าขนาด 110 เมกะวัตต์ยังคงเป็นสถานที่ปฏิบัติการเดียว โดยใช้การเก็บเกลือในถ้ําที่มีการเสริมแก๊สธรรมชาติ
เครื่องยางยาง
ระบบการดําเนินงาน 4 ระบบ (รวม 47 MW) มีความเชี่ยวชาญในการควบคุมความถี่ โดยนิวยอร์ก / เพนซิลเวเนียมีกําลัง 40 MW
มุมมองในอนาคต
ท่อเก็บของแสดงการเติบโตที่น่าทึ่ง โดยเฉพาะสําหรับแบตเตอรี่
- 22,255 MW ของกําลังแบตเตอรี่ใหม่ที่วางแผนจนถึงปี 2026
- 13,881 MW อยู่ร่วมกับโครงการพลังแสงอาทิตย์
- โครงการอากาศดัน 317 MW กําลังดําเนินการในเท็กซัส
จุดขับเคลื่อนการเติบโตประกอบด้วยการขยายพลังงานที่สามารถปรับปรุงได้, สูงใจของรัฐ, และโครงสร้างตลาดที่พัฒนา672 เมกะวัตต์ของโครงการน้ําไฟฟ้าที่กําลังตรวจสอบ 47จํานวน 9,960 เมกะวัตต์ ในระยะอนุญาตเบื้องต้นใน 21 รัฐ
เมื่อค่าใช้จ่ายลดลง และเทคโนโลยีเติบโต การเก็บพลังงานจะกลายเป็นมุมก้อนของเครือข่ายที่แข็งแกร่งระบบพลังงานที่ประสิทธิภาพสูงขึ้น สําหรับรุ่นหน้า.
