กราฟโหลดแบบ “เป็ด” จากแผงโซลาร์เซลล์สู่กริด การกักเก็บพลังงานจากแบตเตอรี่ถือเป็นวิธี “เป็ดย่าง” ที่มีแนวโน้มดีที่สุด

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Προμηθευτής φορητών σταθμών παραγωγής ενέργειας

เว็บไซต์ Forbes เผยแพร่บทความ DavidCarlin ซึ่งมีหัวข้อว่า THSOLARREVOLUTIONISCOMING: Duck! ประโยคก่อนหน้านี้หมายถึง "การปฏิวัติพลังงานแสงอาทิตย์กำลังมาถึง" ในที่นี้ Duck มีความหมายสองครั้ง: ด้านหนึ่งหมายถึงเส้นโค้ง "เป็ด" ของโหลดที่นำมาโดยโซลาร์เซลล์ อีกด้านหมายถึงวิธีการเน้นเส้นโค้งเป็ดนี้ เมื่อมีการประเมิน California Independent System Operator (CAISO) ในเรื่องการผลิตและความต้องการไฟฟ้าในแคลิฟอร์เนีย ก็พบ "เป็ด" เป็นครั้งแรก ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา ผู้ประกอบการระบบส่งไฟฟ้าแห่งชาติต่างๆ ได้เรียนรู้โมเดลการคาดการณ์ความต้องการ และสามารถกำหนดตารางการผลิตไฟฟ้าให้สอดคล้องกันเพื่อตอบสนองความต้องการได้ตลอดเวลา

อย่างไรก็ตาม รูปลักษณ์ของแผงโซลาร์เซลล์ได้เพิ่มมิติใหม่ให้กับการคำนวณความต้องการ ไม่เหมือนกับไฟฟ้าจากถ่านหิน พลังงานนิวเคลียร์ และการผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติ พลังงานแสงอาทิตย์นั้นเป็น "พลังงานที่ปรับเปลี่ยนไม่ได้" หมายความว่าไม่สามารถเพิ่มหรือลดลงตามต้องการได้ อย่างไรก็ตาม พลังงานแสงอาทิตย์จะขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ ฤดูกาล และเวลา

การใช้พลังงานแสงอาทิตย์แบบไม่ต่อเนื่องทำให้ผู้จัดการระบบต้องพิจารณาใหม่ว่าจะใช้โรงไฟฟ้าแบบเดิมอย่างไร ยิ่งพลังงานแสงอาทิตย์มีมากเท่าไร ความต้องการโรงไฟฟ้าแบบเดิม (เรียกว่า “โหลดสุทธิ”) ก็จะยิ่งลดลง ในวันปกติ แผนที่โหลดสุทธิจะมีลักษณะเหมือนเป็ด

ในช่วงเช้า เมื่อมีอินเตอร์เน็ตพลังงานแสงอาทิตย์มากขึ้น (เป็ด) ภาระสุทธิก็จะลดลง เมื่อดวงอาทิตย์แรงที่สุด (บริเวณท้องเป็ด) การบรรทุกตาข่ายจะอยู่ที่ตอนเที่ยง จากนั้นในช่วงเย็น เมื่อพลังงานแสงอาทิตย์ลดลง แต่ความต้องการพลังงานโดยรวมกลับเพิ่มขึ้น ภาระสุทธิจึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

สุดท้ายเมื่อคนหลับ (หัวเป็ด) ภาระสุทธิก็ลดลง ด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ที่เพิ่มขึ้นใหม่ กระเพาะเป็ดจะลึกขึ้น คอจะยาวขึ้น สิ่งนี้ดูเหมือนเป็นแค่เป็ดที่เป็นมิตรที่ทำให้การจัดตารางงานน่าปวดหัว

การก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานโหลดพื้นฐาน (เช่น ถ่านหิน และอื่นๆ) จะต้องดำเนินการต่อไป หากมีเป็ดอยู่ให้ปิดโรงไฟฟ้าโหลดพื้นฐานเหล่านี้ในตอนเที่ยง การทำงานในตอนเย็นจะยากลำบากและมีค่าใช้จ่ายสูง โดยทั่วไปผู้ดูแลระบบโครงข่ายไฟฟ้าจะต้องพึ่งก๊าซธรรมชาติเป็นโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนสูงสุดเพื่อจัดการกับความต้องการที่เปลี่ยนแปลงไป แต่โรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติหลายแห่งก็อยู่ในช่วงสูงสุดเท่านั้น และมีประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจต่อเศรษฐกิจและผู้บริโภค

นอกจากนี้ความผันผวนอย่างมากของโหลดสุทธิจะสร้างความเสียหายต่อโครงสร้างพื้นฐานของกริด วิธีแก้ปัญหาประการที่สองคือการ "ตัด" พลังงานแสงอาทิตย์ จำกัดการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์จากกริดให้เหลือแค่กริดเท่านั้น แต่จะทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานหมุนเวียนจำนวนมาก เราสามารถ "ปรุงเป็ดนี้ให้สุก" ได้หรือไม่ แม้ว่าการใช้พลังงานแสงอาทิตย์จะมีความท้าทาย แต่ก็มีวิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิผลอยู่มากมาย

ประการแรก โดยการสร้างระบบกริดที่ใหญ่ขึ้น คุณสามารถผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ได้ในสถานที่ต่างๆ มากขึ้น และสามารถปรับระดับโหลดสูงสุดได้ในระดับหนึ่ง ประการที่สอง การจัดตั้งกลไกจูงใจทางการตลาดแบบเรียลไทม์ก็จะช่วยได้เช่นกัน ในปัจจุบันผู้บริโภคและบริษัทซื้อไฟฟ้าในราคาเฉลี่ย

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในอุปทานและอุปสงค์ ราคาไฟฟ้าในตลาดจึงเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก เมื่อมีความต้องการสูงสุด กริดอัจฉริยะแบบกำหนดราคาแบบเรียลไทม์จะเรียกเก็บค่าไฟฟ้าในตอนเย็นมากขึ้น สัญญาณราคาดังกล่าวอาจกระตุ้นให้ผู้คนลดการใช้ไฟฟ้าในช่วงที่ราคาไฟฟ้าสูง เพื่อบรรเทาปัญหาความต้องการไฟฟ้าลดลง

ในทำนองเดียวกัน การกำหนดราคาแบบเรียลไทม์จะช่วยให้ผู้ใช้สามารถขายพลังงานไฟฟ้าเข้าสู่ระบบได้ในราคาที่เหมาะสม ลดการผลิตส่วนเกินระหว่างการจ่ายไฟฟ้าส่วนเกิน การกำหนดราคาแบบเรียลไทม์ยังสามารถรวมเข้ากับมาตรการประสิทธิภาพพลังงานได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ผู้บริโภคมีผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงกว่า และทำสิ่งต่างๆ ได้มากขึ้นด้วยพลังงานที่น้อยลง

ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2523 ผลิตภัณฑ์ภายในประเทศของสหรัฐฯ เพิ่มขึ้นเกือบ 200% และการใช้พลังงานเพิ่มขึ้นน้อยกว่า 50% ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและลดแรงกดดันต่อกริด ช่วยให้ผู้ใช้ประหยัดเวลาไปได้หนึ่งปี

US $ 100. ในการจ่ายไฟฟ้า ผู้ประกอบการระบบส่งไฟฟ้าสามารถใช้ข้อมูลขนาดใหญ่และการเรียนรู้ของเครื่องจักรเพื่อคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงของอุปทานและอุปสงค์ได้ดีขึ้น นอกจากนี้เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ชนิดต่างๆ ยังสามารถนำมาใช้งานได้อีกด้วย

การตรวจจับการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ (CSP) ใช้กระจกเพื่อโฟกัส ให้ความร้อนแก่น้ำ และขับเคลื่อนการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากกังหัน ผลิตพลังงานที่ปรับได้มากขึ้น สามารถเสริมการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์โดยการทำงานในภูมิภาคและช่วงเวลาที่แตกต่างกัน ส่วนเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ เช่น เชื้อเพลิงชีวภาพ พลังงานน้ำขึ้นน้ำลง จะยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ซึ่งจะช่วยให้โครงสร้างพลังงานสะอาดมีความหลากหลายมากขึ้น สุดท้าย พลังงานแบตเตอรี่ถือเป็นวิธี “ย่างเป็ด” ที่มีแนวโน้มดีที่สุด

ขณะนี้ เทคโนโลยีแบตเตอรี่ใหม่สามารถจัดเก็บพลังงานได้มากขึ้นในราคาที่คุ้มค่า ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมาราคาแบตเตอรี่ลดลงเกือบ 90% ผู้เชี่ยวชาญหลายคนคิดว่านี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น

รายงานของ Woodmackenzie คาดว่าการกักเก็บพลังงานจะเพิ่มขึ้นมากกว่า 1,300% ระหว่างปี 2018-12024 นักวิเคราะห์ของ UBS คาดการณ์ว่าภายในปี 2030 อุตสาหกรรมการกักเก็บพลังงานอาจมีมูลค่าเกือบ 5 ล้านล้านดอลลาร์สหรัฐ หากในช่วงทศวรรษ 1960 เป็น “พลังงานแสงอาทิตย์ 10 ปี” ก็มีแนวโน้มว่าในช่วงทศวรรษ 1920 จะเป็น “การกักเก็บพลังงานจากแบตเตอรี่ 10 ปี” การพัฒนาดังกล่าวจะทำให้ผู้ผลิตพลังงานแสงอาทิตย์สามารถกักเก็บพลังงานและปล่อยออกมาเมื่อต้องการ

ในกริดฉันจะแก้ปัญหาเป็ดในหนึ่งเดียวเพื่อทุกคน