Penyimpanan energi baterai rumah tangga masih merupakan solusi terbaik untuk masalah 'kurva bebek '

Ketidakseimbangan daya yang disebabkan oleh pertumbuhan energi matahari di atap akan mengurangi permintaan operasi daya pada siang hari. Ketika cuaca bagus dan matahari terbenam, pembangkit listrik di atap akan berkurang dengan cepat, yang membutuhkan generator bahan bakar fosil tradisional untuk meningkatkan daya output dengan cepat. Pada saat ini, masalah stabilitas jaringan listrik akan muncul.

Masalahnya diperburuk oleh peningkatan permintaan listrik rumah tangga di malam hari. Solusi paling sederhana untuk kurva bebek adalah menambahkan penyimpanan energi baterai dalam satu sistem surya rumah tangga untuk menghaluskan kurva daya bersih.

Meskipun solusi di atas diketahui publik, sangat sedikit informasi yang tersedia untuk mengevaluasi alternatif. Oleh karena itu, dalam artikel ini, saya akan membahas berdasarkan 'hasil penelitian dari menentukan dampak baterai rumah tangga pada kinerja daya rumah tangga dan jaringan '.

Gambar 1 menunjukkan masalah keluarga. 

Kurva (a) menunjukkan kurva beban harian dari keluarga yang khas. Konsumsi listrik harian rumah tangga Australia adalah sekitar 20kWh, dengan beban puncak di pagi dan sore hari. Konsumsi listrik adalah yang paling sedikit di siang dan larut malam.

Kurva (b) menunjukkan hasil perhitungan tenaga surya yang disediakan oleh atap atap 4kwp ke sebuah rumah di sebuah rumah pada hari musim semi yang cerah di Perth, Australia Barat. Tenaga surya memuncak pada siang hari, ketika listrik yang tersedia hampir tidak berguna.

Selama hari yang cerah ini, keluarga hanya menggunakan 38% dari tenaga surya yang tersedia karena ketidakcocokan antara kurva beban dan penawaran. Pada siang hari, asumsi daya yang melebihi beban akan dimasukkan ke dalam jaringan.

Kurva (c) menunjukkan aliran daya bersih masuk dan keluar dari rumah (nilai negatif adalah daya output). Itu kurva bebek keluarga. Output tenaga surya pada siang hari mengurangi permintaan operasi jaringan listrik.

Penurunan tenaga surya atap dan peningkatan beban rumah tangga mulai meningkatkan listrik bersih di sore hari. Karena penawaran asinkron dan permintaan daya rumah tangga, grid perlu menyediakan daya cadangan di sore hari untuk memenuhi beban yang tumbuh.

Efek menambahkan baterai 10kWh ke arus rumah tangga ditunjukkan dalam kurva (b) dari Gambar 2.

Penyimpanan energi siang hari mengurangi output daya dari 17,5kWh menjadi 7,5kWh, penurunan lebih dari 60%. Listrik memenuhi permintaan beban malam, meningkatkan tingkat swasembada energi matahari rumah tangga dari 38% menjadi 82%.

Seperti yang ditunjukkan dalam kurva (C), menambahkan 10kWh penyimpanan energi lainnya (total 20kWh) dapat membuat kurva benar -benar lancar, dan menyadari konsumsi daya rumah hari itu. Selain itu, listrik 4kWh dicadangkan dalam baterai untuk transmisi ke jaringan pada pukul 8 malam.

Gambar 3 menunjukkan situasi ketika kekuatan rumah tangga yang ditunjukkan pada Gambar 2 diletakkan di bawah latar belakang saat ini dari jaringan listrik Australia Barat. Gambar 3 (a) menunjukkan operasi dalam operasi dan listrik dasar untuk minggu 20-24 Oktober 2020.

Kurva Permintaan Operasi mencakup semua bentuk pembangkit listrik kecuali energi matahari atap. Semua hari cerah dan permintaan daya puncak adalah sekitar 2500mw. Tenaga surya atap dapat menyediakan sekitar 1100MW listrik pada siang hari pada hari yang cerah, setara dengan 45% dari permintaan puncak.

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2, aliran daya output puncak dari array atap 4KWP keluarga pada siang hari adalah sekitar - 3kw. Dibandingkan dengan tingkat daya jaringan, ini tampaknya menjadi jumlah yang sangat kecil.

Namun, jika jumlah rumah Australia Barat yang memiliki atap surya dan terhubung ke jaringan ditambahkan ke Power (KW), maka angka ini cukup besar. Di Australia Barat, atap surya adalah sumber listrik jaringan terbesar.

Diperkirakan sekitar 33% dari sekitar 1,1 juta rumah di Australia Barat memiliki tenaga surya atap. Jika rumah -rumah ini menghasilkan daya 3kW ke jaringan pada siang hari, kekuatan total dapat mencapai sekitar 1.1GW, yang cukup konsisten dengan data AEMO.

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3 (a), pasokan energi matahari atap dengan cepat kembali ke nol di sore hari. Saat memenuhi peningkatan beban puncak di malam hari, perlu untuk menebus kehilangan daya ini dengan cepat meningkatkan daya yang dapat dijadwalkan.

Gambar 3 (b) menunjukkan efek menambahkan 10 kWh penyimpanan energi matahari ke setiap atap. Dibandingkan dengan Gambar 3 (a), dapat dilihat bahwa setelah peningkatan penyimpanan energi, catu daya energi matahari atap ke jaringan berkurang dari 57.2GWh menjadi hanya 7.5GWH, dengan penurunan rata -rata 87% per hari.

Listrik disimpan untuk memenuhi permintaan muatan malam rumah tangga setelah jam 3 sore. Akibatnya, daya jaringan harian yang diperlukan untuk memenuhi beban sore menurun dari sekitar 1050MW menjadi sekitar 460MW, penurunan 56%. Setelah pemasangan penyimpanan energi 20kWh, semua pembangkit listrik tenaga surya atap adalah untuk penggunaan sendiri. Transfer daya ini terjadi di sisi pengguna.

Saat ini, strategi untuk menyelesaikan ketidakstabilan jaringan listrik yang disebabkan oleh fotovoltaik atap intermiten terutama mengadopsi metode top-down, fokus pada peningkatan stabilitas jaringan listrik dengan membatasi dan mengendalikan atap dan pembangkit listrik tenaga surya.

Metode -metode ini termasuk membatasi output pembangkit listrik tenaga surya, mengurangi atau bahkan menghapuskan harga jaringan, membatasi ukuran inverter rumah tangga dan menggunakan baterai besar. Telah terbukti bahwa menambahkan baterai besar ke jaringan listrik dapat menyelesaikan masalah stabilitas.

Hampir semua baterai besar yang dipasang atau dipasang digunakan untuk memberikan kontrol frekuensi atau buffer fluktuasi tegangan jangka pendek. Masalah -masalah yang disebabkan oleh pengurangan permintaan operasi siang hari ini harus hilang bersama dengan munculnya penyimpanan energi baterai rumah tangga, sehingga dapat meminimalkan output rumah tangga ke jaringan dan permintaan beban rumah tangga.

Proses sederhana, bottom-up untuk menambahkan baterai rumah tangga ke sistem surya atap yang ada dan baru tidak hanya meningkatkan tingkat pemanfaatan diri energi surya, tetapi juga meminimalkan biaya transmisi daya dan infrastruktur.

Karena baterai dipasang di sisi pengguna, tidak diperlukan infrastruktur tambahan. Metode ini harus diimplementasikan dengan cepat. Pada tingkat jaringan, jelas bahwa permintaan kekuatan rumah tangga akan menurun dan stabil dalam satu hari.

Karena masalah 'Duck Curve ' berasal dari atap satu keluarga, masuk akal untuk menyelesaikan masalah ini di sisi pengguna.

Saat ini, biaya baterai rumah tangga lebih rendah dari baterai besar, terutama.