Worry认为,我们将会看到一些能源储存设备以大量、小型化家用系统的形式问世,让民众能改善其电费账单;不过能源储存设备的最大推动力还是在于电力公司规模,而他也认为,许多电力公司都有很高的再生能源配额制度(RenewablePortfolioStandards,RPS)目标,如图。
美国29个州以及华盛顿特区的再生能源配额制度(RPS)策略。(图片来源:BerkeleyLab)
当再生能源发电量超出电力公司负担
Worry住在美国加州,目前有42%的公用电力是采用可再生能源;这已经导致了例如在夏日午后会发生的太阳能缩减(solarcurtailment)情况;因为可以回馈给电网的太阳能发电量过多,超出了电力公司可吸收量。这是一个值得探讨的课题,德国最近也曾发生太阳能缩减情况。
我们可能会开始看到一个“负费率(negativerate)表”的情况,也就是说如果电网是旧有系统,在发电量不足时有很多处理额外能源的能力,例如过度负载(anexcessofload);不过,如果有太多再生能源回馈到电网时,电力公司就无法处理。Worry指出,再生能源过度负载的解决方案,就是大幅提高能源储存量。
加州为此上呈联邦政府,表示面临太阳能过量的问题,而因为没有足够的负载能利用在夏日午后产生的过量太阳能,是否该暂缓实施太阳能收入津贴(SolarIncomeCredits);联邦政府的回复当然是“不行”,必须维持发放津贴,因为这是美国全国性政策,加州需要想办法解决。
于是,加州真的想了办法解决,表示将布署1.36GW-hrs的能源储存设备;这会是数10亿美元的投资,不过将分配给多家供货商。当然,这方面的努力会是由电力公司主导,而知名市场以及政府指令在其中扮演主要推手。
Nuvation实际上才刚宣布其公用事业等级(支持高达1,250VDC,可扩充为50个电池组配置、装载于ISO机箱的能量储存系统)电池管理系统,能符合MESA能量储存标准(图4)。Nuvation符合Draft3版本标准的成就,简化了其电池管理系统与设备业者ParkerHannifin的MESA规格逆变器,以及Alevo的GridBank能源储存装置计划上的第三方站点控制器之整合(下图)。
图右黑盒子就是Nuvation的电网电池控制器(GridBatteryController),能控制数个电池组,实现MW等级的电池管理。
2016081000016图5Nuvation执行长MichaelWorry(左三面朝前方)在美国北卡罗莱纳州ParkerHannifin旗下的GridTieDivision事业部门,为能源储存产业人士介绍安装于新一代1MW/1WhAlevoGridBankESS机箱中的电池管理系统。(图片来源:Nuvation)
让你的电动车变成收入来源
我想有那么一天,每个人家里的车库停放的一或两辆Tesla电动车,也可以在能量储存方面帮上忙;当然,Tesla执行长ElonMusk也将获益良多。Worry表示,我们在未来可以有那样的想象,电动车不再只是家庭资产,也会成为收入来源。
在有风力与核能发电机运转的区域,人们夜间用电需求不大,你可能会在此时为电动车充电,以准备在明天从居住地驾驶到拥挤的城区上班、谈生意;而如果电力公司为因应本地业务对能源的需求,提供比你以往在夜间为电动车充电的费率更高的收购价格,你也可以将电动车储存的能源卖出,并因此取得收入。
Worry有一辆可储存85kW-hr电量的TeslaModelS电动车,而他一天通勤距离只有20英哩;如果能卖个好价钱,他会很愿意签署把电动车多余能源回售电网的协议。而他感觉应该有很多人也会认为这是有利的、愿意这么做。
我对于负载的能量转移如何通过结合使用电池与超级电容来获益感到很好奇,对此Worry表示,在以时间计费(time-of-use)的使用模式中,超级电容就不一定适合;这种使用模式更偏向是能量的消耗而非高功率电源的消耗,因为通常经历数小时。
举例来说,在Worry住的加州Campbell夏日午后,他可以用0.25美元/kW-hr的价格出售电力,然后在晚上以0.04美元/kW-hr的价格买回──价差是惊人的六倍;去告诉任何一个股票交易员,说我们将提供一个保证当日交易资产的市场,而且在一天之内获利六倍,他们都会觉得难以置信,但这是现实。
Worry在家做过一个负载转移实验,在电力公司尖峰收费时间以储存能源的铅酸电池为电动车充电,投资在六个月内就回收;不过他认为这种获利是属于人为的,因为应该无法持续。
超级电容能带来省钱效果
超级电容非常适合快速反应、高功率的应用例如电压骤降(VoltageSag)以及电力质量矫正(PowerQualityRemediation);电压骤降是一个电力公司层级的问题,他们需要布建更大的能源储存系统才能处理电压骤降,与之相关的是频率调节(FrequencyRegulation)。