ทำไมต้องลิเธียม?
มีหลายวิธีในการจัดเก็บพลังงาน: การจัดเก็บไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบ ซึ่งเก็บน้ำและใช้เพื่อสร้างพลังงานในภายหลัง แบตเตอรี่ที่มีสังกะสีหรือนิกเกิล และการเก็บความร้อนด้วยเกลือหลอมเหลว ซึ่งสร้างความร้อน เป็นต้น ระบบเหล่านี้บางระบบสามารถเก็บพลังงานได้จำนวนมาก
ลิเธียมเป็นโลหะน้ำหนักเบาที่กระแสไฟฟ้าสามารถไหลผ่านได้ง่าย ลิเธียมไอออนทำให้แบตเตอรี่สามารถชาร์จใหม่ได้ เนื่องจากปฏิกิริยาเคมีสามารถย้อนกลับได้ ทำให้สามารถดูดซับพลังงานและคายประจุออกในภายหลัง แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสามารถเก็บพลังงานได้มาก และเก็บประจุได้นานกว่าแบตเตอรี่ชนิดอื่นๆ ค่าใช้จ่ายของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนกำลังลดลง เนื่องจากมีผู้คนจำนวนมากขึ้นที่ซื้อรถยนต์ไฟฟ้าที่พึ่งพาพวกเขา
แม้ว่าระบบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนอาจมีความจุน้อยกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับระบบจัดเก็บข้อมูลอื่นๆ แต่ระบบกำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นเนื่องจากสามารถติดตั้งได้เกือบทุกที่ มีขนาดเล็ก และมีราคาไม่แพงและพร้อมใช้งาน โดยเพิ่มแอปพลิเคชันโดยระบบสาธารณูปโภค การเติบโตของตลาดรถยนต์ไฟฟ้ายังส่งผลให้ราคาลดลงอีก เนื่องจากแบตเตอรี่เป็นส่วนประกอบที่สำคัญ ตามจริงแล้ว ระบบเหล่านี้ได้รับการติดตั้งแล้วกว่า 10,000 ระบบทั่วประเทศ ตามข้อมูลของ"US Energy Storage Monitor: Q3 2018" จากการวิจัย GTM และคิดเป็น 89% ของความจุการจัดเก็บพลังงานใหม่ทั้งหมดที่ติดตั้งในปี 2558
ระบบการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์บวกคืออะไร?
เจ้าของระบบพลังงานแสงอาทิตย์จำนวนมากกำลังมองหาวิธีเชื่อมต่อระบบของตนกับแบตเตอรี่เพื่อให้สามารถใช้พลังงานนั้นในเวลากลางคืนหรือในกรณีที่ไฟฟ้าดับ พูดง่ายๆ ระบบจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์บวกคือระบบแบตเตอรี่ที่ชาร์จโดยระบบสุริยะที่เชื่อมต่ออยู่ เช่น แผงเซลล์แสงอาทิตย์ (PV)
ในความพยายามที่จะติดตามแนวโน้มนี้ นักวิจัยจาก National Renewable Energy Laboratory (NREL) ได้สร้างมาตรฐานระบบการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์บวกขนาดยูทิลิตี้ของสหรัฐฯ นักวิจัยได้ใช้ระบบ PV ขนาด 100 เมกะวัตต์ (MW) ร่วมกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนขนาด 60 เมกะวัตต์ที่สามารถจัดเก็บได้ 4 ชั่วโมง (240 เมกะวัตต์-ชั่วโมง) เพื่อกำหนดต้นทุนของระบบการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์บวก ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 100 เมกะวัตต์มีขนาดใหญ่หรือขนาดเอนกประสงค์ และจะติดตั้งบนพื้นดินแทนบนหลังคา
หยุดตรงนั้น เมกะวัตต์-ชั่วโมง คืออะไร?
เมกะวัตต์-ชั่วโมง (MWh) คือหน่วยที่ใช้อธิบายปริมาณพลังงานที่แบตเตอรี่สามารถเก็บได้ ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 240 MWh ที่มีความจุสูงสุด 60 MW ทีนี้ลองนึกภาพว่าแบตเตอรี่เป็นทะเลสาบกักเก็บน้ำที่สามารถปล่อยออกมาเป็นไฟฟ้าได้ ระบบ 60 MW ที่มีการจัดเก็บ 4 ชั่วโมงสามารถทำงานได้หลายวิธี:
ดังนั้นคุณสามารถรับพลังงานได้มากในระยะเวลาอันสั้นหรือน้อยกว่าในระยะเวลาอันยาวนาน แบตเตอรี่ 240 MWh สามารถจ่ายไฟได้ 30 MW ใน 8 ชั่วโมง แต่ขึ้นอยู่กับความจุของ MW มันอาจจะไม่สามารถรับพลังงาน 60 MW ได้ทันที นั่นคือเหตุผลที่ระบบจัดเก็บข้อมูลถูกอ้างถึงโดยทั้งความจุและเวลาในการจัดเก็บ (เช่น แบตเตอรี่ 60 MW ที่มีการจัดเก็บ 4 ชั่วโมง) หรือในอุดมคติน้อยกว่า - โดยขนาด MWh (เช่น 240 MWh)
ดังนั้นการสร้างโรงงานเก็บพลังงานแสงอาทิตย์บวกราคาเท่าไหร่?
ขึ้นอยู่กับระยะเวลาที่คุณต้องการให้ที่เก็บข้อมูลของคุณมีอายุการใช้งานและพลังงานที่คุณต้องการใช้
ระบบจัดเก็บข้อมูลขนาด 60 เมกะวัตต์แบบสแตนด์อโลนจะลดต้นทุนต่อเมกะวัตต์-ชั่วโมง (MWh) เมื่อระยะเวลาเพิ่มขึ้น หมายความว่า ยิ่งพื้นที่เก็บข้อมูลของคุณใช้งานได้นานเท่าใด ต้นทุนต่อ MWh ก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น นั่นเป็นเพราะต้นทุนของอินเวอร์เตอร์และฮาร์ดแวร์อื่นๆ มีส่วนทำให้ต้นทุนของระบบเพิ่มขึ้นในช่วงเวลาที่สั้นลง
ค่าจัดเก็บแบตเตอรี่ตามเวลา
ค่าใช้จ่ายของระบบมีตั้งแต่ 380 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงสำหรับผู้ที่สามารถจ่ายไฟฟ้าได้เป็นเวลา 4 ชั่วโมงถึง 895 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงสำหรับระบบ 30 นาที
เอาล่ะระบบ PV ขนาด 100 เมกะวัตต์ที่มีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนขนาด 60 เมกะวัตต์ที่มีต้นทุนการจัดเก็บ 4 ชั่วโมงจะเป็นอย่างไร?
เรามีตัวเลือกบางอย่างเช่นกัน:
รายละเอียดต้นทุนการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์บวก
การวางระบบ PV และระบบจัดเก็บข้อมูลไว้ในที่เดียวกัน หรือที่เรียกว่า co-location ช่วยให้ทั้งสองระบบสามารถใช้ส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ร่วมกันได้ ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนได้ ที่ตั้งร่วมยังสามารถลดต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับการเตรียมสถานที่ การจัดหาที่ดิน แรงงานในการติดตั้ง การอนุญาต การเชื่อมต่อโครงข่าย และค่าใช้จ่ายและผลกำไรของนักพัฒนา
เมื่อติดตั้ง PV และที่จัดเก็บแบตเตอรี่ร่วมกัน สามารถเชื่อมต่อได้ทั้งแบบ DC-coupled หรือ AC-coupled DC หรือกระแสตรงคือสิ่งที่แบตเตอรี่ใช้เพื่อเก็บพลังงานและวิธีที่แผงเซลล์แสงอาทิตย์ผลิตกระแสไฟฟ้า ไฟฟ้ากระแสสลับหรือไฟฟ้ากระแสสลับคือสิ่งที่กริดและเครื่องใช้ ระบบ DC-coupled ต้องการอินเวอร์เตอร์แบบสองทิศทางเพื่อเชื่อมต่อที่เก็บแบตเตอรี่โดยตรงกับอาร์เรย์ PV ในขณะที่ระบบที่เชื่อมต่อ AC ต้องการอินเวอร์เตอร์แบบสองทิศทางและอินเวอร์เตอร์ PV ปัจจัยต่างๆ เป็นตัวกำหนดทางเลือกของระบบ และขึ้นอยู่กับเจ้าของว่าจะตัดสินใจว่าแบบไหนดีที่สุด
เมื่อเลือกระหว่าง DC และ AC ต้องพิจารณาปัจจัยทางเทคนิคที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของระบบ ตลอดจนต้นทุนด้วย ค่าใช้จ่ายของระบบ DC-coupled ที่ตั้งอยู่ร่วมกันนั้นต่ำกว่าต้นทุนของระบบ 8% โดยมี PV และที่เก็บข้อมูลแยกจากกัน และต้นทุนของระบบ AC-co-located ที่ตั้งอยู่ร่วมกันนั้นต่ำกว่า 7% โมเดลต้นทุนใหม่ของ NREL สามารถใช้ในการประเมินต้นทุนของระบบการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์บวกขนาดยูทิลิตี้ และช่วยแนะนำการวิจัยและพัฒนาในอนาคตเพื่อลดต้นทุน
ทั้งหมดนี้จะไปไหน?
เนื่องจากพลังงานแสงอาทิตย์มีราคาถูกลงและใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้น ศักยภาพทางการตลาดสำหรับอุปกรณ์เก็บพลังงานจึงเติบโตขึ้น ความท้าทายคือการทำให้การจัดเก็บมีราคาไม่แพงด้วย แบตเตอรี่ที่ถูกกว่าในขณะที่ปรับปรุงการจัดการและเทคนิคการรวม เป้าหมายของหลักสูตรคือเพื่อให้แน่ใจว่าโครงข่ายไฟฟ้าสามารถจ่ายพลังงานเพียงพอเพื่อรองรับทุกคนในช่วงเวลาเร่งด่วนด้วยต้นทุนที่ไม่แพง เพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือของโครงข่ายไฟฟ้า
