सौर ऊर्जा और बैटरी भंडारण को जोड़कर, संकर अंधेरे के बाद बिजली प्रदान करते रह सकते हैं। गेटी इमेज के जरिए पेटमल

जीवाश्म ईंधन से अक्षय ऊर्जा में संक्रमण के रूप में अमेरिका की विद्युत शक्ति प्रणाली आमूल परिवर्तन के दौर से गुजर रही है। जबकि 2000 के पहले दशक में प्राकृतिक गैस उत्पादन में भारी वृद्धि देखी गई, और 2010 पवन और सौर का दशक था, शुरुआती संकेत बताते हैं कि 2020 के नवाचार "हाइब्रिड" बिजली संयंत्रों में उछाल हो सकते हैं।

एक विशिष्ट हाइब्रिड पावर प्लांट एक ही स्थान पर बैटरी भंडारण के साथ बिजली उत्पादन को जोड़ता है। इसका मतलब अक्सर सौर या पवन फार्म को बड़े पैमाने पर बैटरी के साथ जोड़ा जाता है। सौर पैनल और बैटरी भंडारण एक साथ काम करते हुए अक्षय ऊर्जा उत्पन्न कर सकते हैं जब सौर ऊर्जा दिन के दौरान अपने चरम पर होती है और फिर सूरज ढलने के बाद इसे आवश्यकतानुसार छोड़ देती है।

विकास पाइपलाइन में बिजली और भंडारण परियोजनाओं पर एक नज़र हाइब्रिड पावर के भविष्य की एक झलक पेश करती है।

हमारी टीम लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी में पाया गया कि एक चौंका देने वाला 1,400 गीगावाट प्रस्तावित उत्पादन और भंडारण परियोजनाओं ने ग्रिड से जुड़ने के लिए आवेदन किया है - संयुक्त सभी मौजूदा अमेरिकी बिजली संयंत्रों की तुलना में अधिक। अधिकांश अब सौर परियोजनाएं हैं, और उनमें से एक तिहाई से अधिक परियोजनाओं में हाइब्रिड सौर प्लस भंडारण संयंत्र शामिल हैं।

भविष्य के ये बिजली संयंत्र जहां कई लाभ प्रदान करते हैं, वहीं वे भी सवाल उठाएं इस बारे में कि विद्युत ग्रिड को सर्वोत्तम तरीके से कैसे संचालित किया जाना चाहिए।

संकर गर्म क्यों होते हैं

जैसे-जैसे पवन और सौर बढ़ते हैं, वे ग्रिड पर बड़े प्रभाव डालने लगते हैं।

सौर ऊर्जा पहले से ही 25% से अधिक कैलिफोर्निया में वार्षिक बिजली उत्पादन और टेक्सास, फ्लोरिडा और जॉर्जिया जैसे अन्य राज्यों में तेजी से फैल रहा है। डकोटा से टेक्सास तक "विंड बेल्ट" राज्यों ने देखा है पवन टर्बाइनों की बड़े पैमाने पर तैनाती, आयोवा को अब अपनी अधिकांश शक्ति हवा से मिल रही है।

अक्षय ऊर्जा का यह उच्च प्रतिशत एक प्रश्न उठाता है: हम अक्षय स्रोतों को कैसे एकीकृत करते हैं जो दिन भर में बड़ी लेकिन अलग-अलग मात्रा में बिजली का उत्पादन करते हैं?

ऑस्टिन में जोशुआ रोड्स / टेक्सास विश्वविद्यालय।

यही वह जगह है जहां भंडारण आता है। लिथियम-आयन बैटरी की कीमतें हैं तेजी से गिर गया जैसा कि हाल के वर्षों में इलेक्ट्रिक वाहन बाजार के लिए उत्पादन बढ़ा है। जबकि भविष्य को लेकर चिंताएं हैं आपूर्ति श्रृंखला चुनौतियां, बैटरी डिजाइन भी विकसित होने की संभावना है।

सौर और बैटरियों का संयोजन हाइब्रिड प्लांट ऑपरेटरों को सबसे मूल्यवान घंटों के माध्यम से बिजली प्रदान करने की अनुमति देता है जब मांग सबसे मजबूत होती है, जैसे कि गर्मियों के दोपहर और शाम को जब एयर कंडीशनर उच्च पर चल रहे होते हैं। बैटरियां पवन और सौर ऊर्जा से उत्पादन को सुचारू बनाने में मदद करती हैं, अतिरिक्त बिजली को स्टोर करती हैं जो अन्यथा कम हो जाती हैं, और ग्रिड पर भीड़भाड़ को कम करती हैं।

प्रोजेक्ट पाइपलाइन में हाइब्रिड हावी हैं

2020 के अंत में, अमेरिका में 73 सौर और 16 पवन संकर परियोजनाएं चल रही थीं, जिनकी मात्रा 2.5 गीगावाट उत्पादन और 0.45 गीगावाट भंडारण थी।

आज, सौर और संकर विकास पाइपलाइन पर हावी हैं। 2021 के अंत तक . से अधिक 675 गीगावाट प्रस्तावित सौर संयंत्रों ने ग्रिड कनेक्शन अनुमोदन के लिए आवेदन किया था, जिनमें से एक तिहाई से अधिक भंडारण के साथ जोड़े गए थे। अन्य 247 गीगावाट पवन फार्म लाइन में थे, 19 गीगावाट के साथ, या उनमें से लगभग 8%, संकर के रूप में।

 ग्रिड से जुड़ने के लिए प्रस्तावित सौर, भंडारण और पवन ऊर्जा की मात्रा हाल के वर्षों में नाटकीय रूप से बढ़ी है, जबकि कोयला, गैस और परमाणु फीका पड़ गया है। लॉरेंस बर्कले राष्ट्रीय प्रयोगशाला

बेशक, बिजली संयंत्र के विकास में कनेक्शन के लिए आवेदन करना केवल एक कदम है। एक डेवलपर को भूमि और सामुदायिक समझौतों, एक बिक्री अनुबंध, वित्तपोषण और परमिट की भी आवश्यकता होती है। 2010 और 2016 के बीच प्रस्तावित चार नए संयंत्रों में से केवल एक ने ही इसे वाणिज्यिक संचालन के लिए बनाया। लेकिन हाइब्रिड पौधों में रुचि की गहराई मजबूत विकास को दर्शाती है।

कैलिफ़ोर्निया जैसे बाजारों में, नए सौर डेवलपर्स के लिए बैटरी अनिवार्य रूप से अनिवार्य है। चूंकि सौर अक्सर के लिए जिम्मेदार होता है सत्ता का बहुमत दिन के समय के बाजार में, अधिक निर्माण से थोड़ा मूल्य जुड़ता है। वर्तमान में कैलिफ़ोर्निया कतार में सभी प्रस्तावित बड़े पैमाने पर सौर क्षमता का 95% बैटरी के साथ आता है।

संकर पर 5 पाठ और भविष्य के लिए प्रश्न

अक्षय संकरों में वृद्धि का अवसर स्पष्ट रूप से बड़ा है, लेकिन यह कुछ सवाल उठाता है कि हमारा समूह बर्कले लैब में जांच कर रहा है।

यहाँ हमारे कुछ हैं शीर्ष निष्कर्ष:

• निवेश कई क्षेत्रों में भुगतान करता है। हमने पाया कि सौर ऊर्जा संयंत्र में बैटरी जोड़ने से कीमत बढ़ती है, इससे बिजली का मूल्य भी बढ़ता है। उत्पादन और भंडारण को एक ही स्थान पर रखने से टैक्स क्रेडिट, निर्माण लागत बचत और परिचालन लचीलेपन से लाभ प्राप्त हो सकता है। हाल के वर्षों में राजस्व क्षमता को देखते हुए, और संघीय कर क्रेडिट की सहायता से, जोड़ा गया मूल्य उच्च कीमत को उचित ठहराता है।

• को-लोकेशन का मतलब ट्रेडऑफ़ भी है। पवन और सौर सबसे अच्छा प्रदर्शन करते हैं जहां पवन और सौर संसाधन सबसे मजबूत होते हैं, लेकिन बैटरियां सबसे अधिक मूल्य प्रदान करती हैं जहां वे सबसे बड़ा ग्रिड लाभ प्रदान कर सकती हैं, जैसे भीड़भाड़ से राहत। इसका मतलब है कि उच्चतम मूल्य के साथ सर्वोत्तम स्थान का निर्धारण करते समय ट्रेड-ऑफ होते हैं। फ़ेडरल टैक्स क्रेडिट जो केवल तब अर्जित किए जा सकते हैं जब बैटरी सौर के साथ सह-स्थित हों, कुछ मामलों में उप-इष्टतम निर्णयों को प्रोत्साहित कर सकते हैं

• कोई भी सबसे अच्छा संयोजन नहीं है। हाइब्रिड प्लांट का मूल्य आंशिक रूप से उपकरण के विन्यास द्वारा निर्धारित किया जाता है। उदाहरण के लिए, सौर जनरेटर के सापेक्ष बैटरी का आकार यह निर्धारित कर सकता है कि संयंत्र कितनी देर शाम तक बिजली पहुंचा सकता है। लेकिन रात के समय बिजली की कीमत स्थानीय बाजार की स्थितियों पर निर्भर करती है, जो साल भर बदलती रहती है।

• बिजली बाजार के नियमों को विकसित करने की जरूरत है। हाइब्रिड बिजली बाजार में एकल इकाई के रूप में या अलग-अलग संस्थाओं के रूप में सौर और भंडारण बोली के साथ स्वतंत्र रूप से भाग ले सकते हैं। हाइब्रिड या तो बिजली के विक्रेता या खरीदार या दोनों हो सकते हैं। यह जटिल हो सकता है। हाइब्रिड के लिए बाजार भागीदारी नियम अभी भी विकसित हो रहे हैं, प्लांट ऑपरेटरों को यह प्रयोग करने के लिए छोड़ दिया गया है कि वे अपनी सेवाओं को कैसे बेचते हैं।

• छोटे संकर नए अवसर पैदा करते हैं: हाइब्रिड पावर प्लांट छोटे भी हो सकते हैं, जैसे घर या व्यवसाय में सोलर और बैटरी। ऐसा हवाई में संकर मानक बन गए हैं जैसे सौर ऊर्जा ग्रिड को संतृप्त करती है। कैलिफ़ोर्निया में, जंगल की आग को रोकने के लिए बिजली बंद करने वाले ग्राहक तेजी से अपने सौर मंडल में भंडारण जोड़ रहे हैं। ये "बैक-द-मीटर" संकर इस बारे में प्रश्न उठाएं कि उनका मूल्यांकन कैसे किया जाना चाहिए, और वे ग्रिड संचालन में कैसे योगदान दे सकते हैं।

हाइब्रिड अभी शुरुआत कर रहे हैं, लेकिन बहुत कुछ रास्ते में है। ग्रिड और ग्रिड मूल्य निर्धारण उनके साथ विकसित होना सुनिश्चित करने के लिए प्रौद्योगिकियों, बाजार डिजाइन और विनियमों पर अधिक शोध की आवश्यकता है।

जबकि सवाल बने हुए हैं, यह स्पष्ट है कि संकर बिजली संयंत्रों को फिर से परिभाषित कर रहे हैं। और वे इस प्रक्रिया में अमेरिकी बिजली व्यवस्था का रीमेक बना सकते हैं।

लेखक के बारे में

जोआचिम सेली, वरिष्ठ वैज्ञानिक इंजीनियरिंग एसोसिएट, लॉरेंस बर्कले राष्ट्रीय प्रयोगशाला; बेंथम पॉलोस, संबद्ध, विद्युत बाजार और नीति समूह, लॉरेंस बर्कले राष्ट्रीय प्रयोगशाला, तथा विल गोर्मन, बिजली बाजार और नीति में स्नातक छात्र शोधकर्ता, लॉरेंस बर्कले राष्ट्रीय प्रयोगशाला

इस लेख से पुन: प्रकाशित किया गया है वार्तालाप क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत। को पढ़िए मूल लेख.

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