Magazynowanie energii na długotrwałą podstawę: Kiedy wodor powinien zostać uwzględniony w przeglądzie opcji

Magazynowanie energii na długotrwałą podstawę: Kiedy wodor powinien zostać uwzględniony w przeglądzie opcji

Dla zespołów realizujących projekty w zakresie energii odnawialnej długotrwałe magazynowanie energii nie chodzi o wybór jednej technologii. Jest to pytanie planistyczne: jak długo energia musi pozostawać dostępna, jak często zasób będzie podlegał cyklowaniu oraz jaką usługę musi świadczyć w przypadku spadku produkcji energii odnawialnej? Wodor powinien zostać uwzględniony w analizie opcji wówczas, gdy odpowiedzi na te pytania wskazują na potrzebę przekroczenia codziennego przesuwania mocy i skierowania się ku odporności wielodniowej, rzadkim głębokim rozładowaniom lub bilansowaniu sezonowym.

Departament Energii Stanów Zjednoczonych określa długotrwałe magazynowanie energii jako magazynowanie zdolne do dostarczania energii elektrycznej przez 10 godzin lub dłużej. Ten próg jest przydatny do wyznaczenia zakresu analizy, ale nie stanowi automatycznego powodu do wyboru wodoru. Projekt wymagający 10–16 godzin codziennie może prowadzić do innych wniosków niż projekt potrzebujący możliwości dyspozycyjności w ciągu kilku kolejnych dni o niskiej produkcji energii odnawialnej. Użyteczne porównanie zaczyna się od opisu problemu eksploatacyjnego, a nie od preferowanej technologii.

Zacznij od luki energetycznej, a nie od sprzętu

Zidentyfikuj lukę, którą system musi pokryć przed porównaniem technologii. Zanotuj wymaganą moc, całkowitą potrzebną energię, czas trwania każdego zdarzenia, liczbę zdarzeń w ciągu roku oraz dopuszczalny czas odzysku między nimi. Rozwiązanie oparte na bateriach może być odpowiednie, gdy ten sam okres rozładowania powtarza się codziennie. Wodoru warto przyjrzeć się bliżej, gdy luka energetyczna staje się długa, nieregularna lub związana z warunkami pogodowymi, które mogą utrzymywać się przez kilka dni.

Na przykład obiekt może wymagać zasilania rezerwowego podczas rzadkich przerw w dostawie energii z sieci, magazynowania nadmiaru energii ze źródeł odnawialnych w wybranych miesiącach lub zapewnienia stabilnej mocy wyjściowej w przypadku długotrwałego niedoboru energii wiatrowej i słonecznej. W tych przypadkach zwiększenie pojemności magazynowanej energii może mieć większe znaczenie niż sam maksymalny współczynnik sprawności cyklu. W dyskusji Departamentu Energii USA (DOE) dotyczącej długotrwałych systemów magazynowania energii (LDES) opartych na wodorze zakres magazynowania obejmuje od 12 godzin do 7 dni; czas ten definiowany jest jako ciągła, pełna moc wyjściowa systemu w stanie całkowicie naładowanym. Użyj tej definicji, aby jasno określić cykl pracy w każdej analizie dostępnych opcji.

Sygnały wskazujące, że wodor powinien zostać uwzględniony w przeglądu długotrwałego magazynowania energii

Dodaj wodor do długotrwałe magazynowanie energii krótkiej listy, gdy spełnione są kilka z poniższych warunków:

• Przesunięcie energii na kilkudniowy lub sezonowy okres jest realistyczne. Projekt musi przechowywać energię poza typowym cyklem nocnym lub dziennym wykorzystania.
• Długi czas przechowywania ma większe znaczenie niż częste cyklowanie. Zasób może pozostawać naładowany przez dłuższy czas i rozładowywać się podczas wyjątkowych zdarzeń lub okresów niskiej generacji.
• Moc i pojemność energetyczna wymagają niezależnych decyzji dotyczących skalowania. Zespół projektowy musi ocenić pojemność elektrolizera, ilość magazynowanego wodoru oraz pojemność konwersji odwrotnej jako powiązane, ale odrębne decyzje projektowe.
• Istnieje dostępna niskowęglowa energia elektryczna do ładowania. Wiarygodny profil dostaw nadwyżkowej energii elektrycznej z odnawialnych źródeł jest kluczowy dla koncepcji systemu.
• Planowanie lokalizacji i operacji może uwzględnić pełną ścieżkę. Przegląd może obejmować zagadnienia związane z wodą, kompresją lub metodą przechowywania, inżynierią bezpieczeństwa, systemami sterowania, konserwacją oraz sprzętem do ponownej konwersji.

Te sygnały nie dowodzą, że wodor jest wybraną odpowiedzią. Uzasadniają jedynie jego ocenę wraz z innymi długotrwałe magazynowanie energii podejściami, aby zespół nie odrzucał danej ścieżki wyłącznie dlatego, że pierwsze porównanie skupiało się na cyklowaniu dziennym.

Gdzie wodor może być słabym wyborem na początek

Wodór nie jest automatycznie odpowiednim rozwiązaniem dla każdego systemu magazynowania energii odnawialnej. Jeśli warunki eksploatacji wymagają przewidywalnego, częstego i krótkotrwałego wykorzystania mocy, zespół powinien najpierw przetestować rozwiązania zaprojektowane zgodnie z tym wzorcem. Podobnie ocena jest niekompletna, jeśli uwzględnia jedynie przechowywany wodór, pomijając energię niezbędną do elektrolizy, przygotowania do przechowywania oraz ponownej konwersji na energię elektryczną.

Zachowaj ostrożność, gdy projekt nie określa źródła ładowania, nie zawiera praktycznego koncepcji lokalizacji systemów magazynowania i bezpieczeństwa lub nie ma jasnego zastosowania energii poza krótkim, cyklicznym szczytem. Nie są to powody do ostatecznego odrzucenia wodoru; są to raczej powody do doprecyzowania sformułowania potrzeby przed złożeniem wniosków do dostawców.

Porównaj całą granicę systemu

Zawodny długotrwałe magazynowanie energii porównanie wykorzystuje jedną wspólną granicę dla każdej opcji. W przypadku wodoru należy uwzględnić pobór energii elektrycznej, elektrolizer, oczyszczanie wody – tam, gdzie jest to istotne, sposób przechowywania, przekształcanie mocy lub wyposażenie do użytku końcowego, systemy sterowania, połączenia międzymiędzysystemowe, projektowanie z uwzględnieniem bezpieczeństwa oraz plan eksploatacji. Oddzielenie tych elementów pomaga zespołom zakupowym uniknąć porównywania kompletnego systemu po jednej stronie z niepełnym podsystemem po drugiej stronie.

Pytania, które należy zadać dostawcy systemów przechowywania wodoru

Gdy wodor staje się przedmiotem rozważań, należy zażądać od dostawców informacji umożliwiających porównanie „na równi”, a nie opierające się wyłącznie na ogólnych deklaracjach. Proszę o zaproponowaną granicę systemu, założony profil ładowania, zdefiniowany cykl rozładowania, podejście do przechowywania, interfejsy z urządzeniami energetycznymi, wymagania dotyczące lokalizacji, dokumentację bezpieczeństwa, filozofię sterowania, założenia serwisowe oraz dane niezbędne do modelowania rocznej eksploatacji.

Dla zespołów badających ścieżkę opartą na metalowych wodorokwasach dyskusja produktowa powinna nadal rozpocząć się od obciążenia i czasu pracy obiektu. Systemy firmy Hyto Energy Wielka jednostka magazynowania wodoru mogą zostać ocenione w ramach tej szerszej analizy systemowej. Zadaj pytania, jak zaproponowana jednostka przechowywania łączy się ze źródłem wodoru i z zamierzonymi urządzeniami wykorzystującymi energię; nie wnioskuj o wydajności, zatwierdzeniach ani dopasowaniu do projektu wyłącznie na podstawie nazwy produktu.

Przejdź od debaty technologicznej do opracowania dokumentu decyzyjnego

Praktycznym rezultatem wczesnego długotrwałe magazynowanie energii recenzja to dokument decyzyjny, a nie wcześnie ogłoszony zwycięzca. Należy określić czas trwania przypadków do przetestowania, założenia dotyczące ładowania energią, usługi rozładowania, schemat cykli ładowania i rozładowania, ograniczenia związane z lokalizacją oraz dowody, które każdy dostawca musi przedstawić. Następnie należy porównać kandydatów w oparciu o te same przypadki eksploatacyjne.

Wodór powinien zostać uwzględniony w recenzji wtedy, gdy projekt ma wiarygodną potrzebę magazynowania energii pochodzącej z odnawialnych źródeł przez długie, nieregularne lub sezonowe okresy oraz może ocenić pełny łańcuch konwersji i magazynowania. Jeśli potrzeba dotyczy głównie codziennego i powtarzalnego magazynowania, porównanie powinno pozostawać zakotwiczone w tej rzeczywistości. W obu przypadkach wyraźnie zdefiniowany cykl pracy zapewnia inżynierom, działom zakupów oraz dostawcom bardziej użyteczny punkt wyjścia do oceny systemu magazynowania energii pochodzącej z odnawialnych źródeł.