Είναι γνωστό ότι η αστάθεια του δικτύου μπορεί να επιλυθεί σε επίπεδο νοικοκυριού με την προσθήκη μπαταριών που αποθηκεύουν την πλεονάζουσα ημερήσια ισχύ στις στέγες για χρήση αργότερα μέσα στην ημέρα
Το σύστημα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας μικρής κλίμακας (SRES), που ξεκίνησε το 2011 στις ΗΠΑ, προσφέρει εκπτώσεις σε νοικοκυριά και μικρές επιχειρήσεις για την εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών και άλλων συστημάτων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας μικρής κλίμακας, συμπεριλαμβανομένων αιολικών και υδροηλεκτρικών συστημάτων, ηλιακών θερμοσιφώνων και αντλιών θερμότητας.
Η έκπτωση ποικίλει, ανάλογα με την ποσότητα ενέργειας που παράγεται για την κάθε μονάδα (σπίτι ή επιχείρηση).
Συγκεκριμένα για τους ηλιακούς συλλέκτες η έκπτωση καλύπτει σήμερα περίπου 350 δολ/kW του συνολικού κόστους.
Παρά τις πολυάριθμες εκκλήσεις για τη συμπερίληψη των μπαταριών στο SRES, από τον Μάιο του 2024, δεν παρέχονται εκπτώσεις ή κίνητρα για την αποθήκευση μικρής κλίμακας για την ηλιακή ενέργεια σε στέγες από το σύστημα SRES.
Το SRES, σε συνδυασμό με τα διάφορα κρατικά συστήματα τιμολόγησης τροφοδότησης (FiT) που ανταμείβουν τα νοικοκυριά για κάθε kWh πλεονάζουσας ενέργειας που εξάγεται στο δίκτυο, έχει σημειώσει μεγάλη επιτυχία στην προώθηση της υιοθέτησης της ηλιακής ενέργειας στις στέγες.
Η περίπτωση της Αυστραλίας
Πάνω από το 30% των νοικοκυριών στην Αυστραλία έχουν τώρα συστοιχίες από ηλιακά πάνελ στις στέγες τους, η υψηλότερη εξάπλωση της ηλιακής ενέργειας στις στέγες οπουδήποτε στον κόσμο.
Ωστόσο, επί του παρόντος, μόνο το 8,5% των νοικοκυριών με ηλιακή ενέργεια στην οροφή διαθέτουν επίσης και συστήματα αποθήκευσης.
Μπορεί να υποστηριχθεί ότι τα συστήματα SRES και FiT ήταν υπερβολικά επιτυχημένα, καθώς η πλεονάζουσα οικιακή ενέργεια που εξάγεται στο δίκτυο προσεγγίζει πλέον συχνά τη ζήτηση κατά τη διάρκεια της ημέρας και είναι η κύρια αιτία του προβλήματος της αστάθειας του δικτύου.
Το πρόβλημα αυτό προκαλείται από τη φθηνή πλεονάζουσα ισχύ που εξάγεται στο δίκτυο κατά τη διάρκεια της ημέρας, μειώνοντας τη ζήτηση του δικτύου για κατανεμητέα ενέργεια υψηλότερου κόστους σε χαμηλά επίπεδα και η οποία στη συνέχεια πρέπει να αυξηθεί γρήγορα αργά το απόγευμα καθώς πλησιάζει το ηλιοβασίλεμα για να καλυφθούν τα απογευματινά φορτία αιχμής των νοικοκυριών.
O διαχειριστής της ηλεκτρικής ενέργειας της Αυστραλίας (AEMO) έχει χαρακτηρίσει το εν λόγω πρόβλημα καθώς και την πτώση της ελάχιστης ζήτησης κατά τη διάρκεια της ημέρας σε επίπεδα που καθιστούν δύσκολη τη διαχείριση του δικτύου ως μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις της στροφής προς τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Είναι γνωστό ότι η αστάθεια του δικτύου μπορεί να επιλυθεί σε επίπεδο νοικοκυριού με την προσθήκη μπαταριών που αποθηκεύουν την πλεονάζουσα ημερήσια ισχύ στις στέγες για χρήση αργότερα μέσα στην ημέρα, ώστε να καλύψουν την απογευματινή αιχμή φορτίου και να αυξήσουν την οικιακή κατανάλωση ηλιακής ενέργειας στις στέγες.
Χωρίς αλλαγές που περιλαμβάνουν σημαντική στήριξη για τις οικιακές μπαταρίες, τα συστήματα SRES και FiT δεν είναι πλέον κατάλληλα για το σκοπό τους, λόγω της συνεχιζόμενης παροχής κινήτρων για τις πολύ υψηλές τιμές της πλεονάζουσας ενέργειας που εξάγεται από τα νοικοκυριά στο δίκτυο.
Πρωτόκολλα ηλιακής έκτακτης ανάγκης
Χωρίς αλλαγές στα υφιστάμενα συστήματα SRES και FiT για την παροχή στήριξης για οικιακές μπαταρίες, η εξαγωγή πλεονάζουσας ισχύος από στέγες στο δίκτυο θα συνεχίσει να αυξάνεται και να αποσταθεροποιεί όλο και περισσότερο το δίκτυο.
Για το λόγο αυτό, οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας έχουν εισαγάγει πρωτόκολλα «ηλιακής έκτακτης ανάγκης» που είτε απενεργοποιούν τον φωτοβολταϊκό αντιστροφέα είτε περιορίζουν τις εξαγωγές.
Ένα παράδειγμα
Μόλις φορτιστεί πλήρως, η μπαταρία δεν μπορεί να αποτελέσει το «σφουγγάρι» που θα αποθηκεύσει την περίσσεια οικιακή ενέργεια που παράγεται στη συνέχεια το απόγευμα. Ωστόσο, το πρόβλημα αυτό μπορεί να επιλυθεί με την εφαρμογή μιας κατάλληλης στρατηγικής φόρτισης της μπαταρίας.
Σημειώνεται ότι, ενώ μια μεγαλύτερη μπαταρία θα μπορούσε να αποθηκεύσει περισσότερη ενέργεια, η επιπλέον ενέργεια δεν μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί από το νοικοκυριό, καθώς θα υπερέβαινε το ημερήσιο φορτίο του νοικοκυριού των 20 kWh.
Για παράδειγμα, στην Ουάσιγκτον, η εξοικονόμηση ενεργειακού κόστους που υπολογίστηκε με τη χρήση των τιμολογίων Synergy Midday Saver TOU για την Ουάσιγκτον δείχνει μέση εβδομαδιαία εξοικονόμηση ενεργειακού κόστους 38,6 δολάρια σε σχέση με ένα σπίτι χωρίς ηλιακή ενέργεια στην οροφή ή μπαταρία. Η προσθήκη μιας μπαταρίας 12 kWh σε ένα νοικοκυριό με υπάρχουσα συστοιχία 6 kW εξοικονομεί 28,2 δολ/εβδομάδα.
Οι υπολογισμοί αυτοί δείχνουν ότι η ευρείας κλίμακας υιοθέτηση της αποθήκευσης μπαταριών από τα νοικοκυριά θα αυξήσει σημαντικά την παραγωγή ενέργειας από τα νοικοκυριά, ανεξάρτητα από το αν η ενέργεια εξάγεται στο δίκτυο ή χρησιμοποιείται εσωτερικά.
Για παράδειγμα, στην Ουάσινγκτον, αν κάθε ένα από τα περίπου 300.000 νοικοκυριά με ηλιακή ενέργεια σε στέγη (υποθέτοντας συστοιχία 6 kW σε στέγη και 20 kWh ημερήσια κατανάλωση ενέργειας), προσέθετε μια μπαταρία 13 kWh (περίπου όσο η χωρητικότητα μιας Tesla Powerwall 2) θα παρείχε μια συνδυασμένη ημερήσια αποθηκευτική ικανότητα οικιακής αποθήκευσης 3900 MWh, υπερδιπλάσια της μέσης ημερήσιας ενέργειας που παράγεται από τα νοικοκυριά χωρίς μπαταρία.
Με τις οικιακές μπαταρίες η ενέργεια παράγεται, αποθηκεύεται και καταναλώνεται πίσω από τον μετρητή, αποφεύγοντας την ανάγκη για δαπανηρή υποδομή δικτύου, όπως οι γραμμές μεταφοράς υψηλής τάσης που γίνονται όλο και πιο ευαίσθητες σε ζημιές από καταιγίδες.
Επιπλέον, θα μειωθεί κατά 50% η πλεονάζουσα ενέργεια που κατά τα άλλα εξάγεται στο δίκτυο τις καθαρές ημέρες.
Δεδομένης της σημασίας της οικιακής αποθήκευσης, είναι ανεξήγητο γιατί οι οικιακές μπαταρίες δεν έχουν ήδη προστεθεί στην έκπτωση SRES.
Οι αλλαγές στο SRES πρέπει να περιλαμβάνουν τόσο την προσθήκη συσσωρευτών σε υφιστάμενες οικιακές συστοιχίες χωρίς αποθήκευση όσο και την προσθήκη συστημάτων συστοιχιών/μπαταριών σε νοικοκυριά χωρίς ηλιακή ενέργεια στην οροφή.
Η πρόταση του Συμβουλίου Καθαρής Ενέργειας (CEC) για ένα εθνικό σύστημα κινήτρων ύψους έως και 6.500 δολαρίων ανά νοικοκυριό για την εγκατάσταση μπαταριών χρήζει σοβαρής εξέτασης.
www.worldenergynews.gr
Η έκπτωση ποικίλει, ανάλογα με την ποσότητα ενέργειας που παράγεται για την κάθε μονάδα (σπίτι ή επιχείρηση).
Συγκεκριμένα για τους ηλιακούς συλλέκτες η έκπτωση καλύπτει σήμερα περίπου 350 δολ/kW του συνολικού κόστους.
Παρά τις πολυάριθμες εκκλήσεις για τη συμπερίληψη των μπαταριών στο SRES, από τον Μάιο του 2024, δεν παρέχονται εκπτώσεις ή κίνητρα για την αποθήκευση μικρής κλίμακας για την ηλιακή ενέργεια σε στέγες από το σύστημα SRES.
Το SRES, σε συνδυασμό με τα διάφορα κρατικά συστήματα τιμολόγησης τροφοδότησης (FiT) που ανταμείβουν τα νοικοκυριά για κάθε kWh πλεονάζουσας ενέργειας που εξάγεται στο δίκτυο, έχει σημειώσει μεγάλη επιτυχία στην προώθηση της υιοθέτησης της ηλιακής ενέργειας στις στέγες.
Η περίπτωση της Αυστραλίας
Πάνω από το 30% των νοικοκυριών στην Αυστραλία έχουν τώρα συστοιχίες από ηλιακά πάνελ στις στέγες τους, η υψηλότερη εξάπλωση της ηλιακής ενέργειας στις στέγες οπουδήποτε στον κόσμο.
Ωστόσο, επί του παρόντος, μόνο το 8,5% των νοικοκυριών με ηλιακή ενέργεια στην οροφή διαθέτουν επίσης και συστήματα αποθήκευσης.
Μπορεί να υποστηριχθεί ότι τα συστήματα SRES και FiT ήταν υπερβολικά επιτυχημένα, καθώς η πλεονάζουσα οικιακή ενέργεια που εξάγεται στο δίκτυο προσεγγίζει πλέον συχνά τη ζήτηση κατά τη διάρκεια της ημέρας και είναι η κύρια αιτία του προβλήματος της αστάθειας του δικτύου.
Το πρόβλημα αυτό προκαλείται από τη φθηνή πλεονάζουσα ισχύ που εξάγεται στο δίκτυο κατά τη διάρκεια της ημέρας, μειώνοντας τη ζήτηση του δικτύου για κατανεμητέα ενέργεια υψηλότερου κόστους σε χαμηλά επίπεδα και η οποία στη συνέχεια πρέπει να αυξηθεί γρήγορα αργά το απόγευμα καθώς πλησιάζει το ηλιοβασίλεμα για να καλυφθούν τα απογευματινά φορτία αιχμής των νοικοκυριών.
O διαχειριστής της ηλεκτρικής ενέργειας της Αυστραλίας (AEMO) έχει χαρακτηρίσει το εν λόγω πρόβλημα καθώς και την πτώση της ελάχιστης ζήτησης κατά τη διάρκεια της ημέρας σε επίπεδα που καθιστούν δύσκολη τη διαχείριση του δικτύου ως μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις της στροφής προς τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Είναι γνωστό ότι η αστάθεια του δικτύου μπορεί να επιλυθεί σε επίπεδο νοικοκυριού με την προσθήκη μπαταριών που αποθηκεύουν την πλεονάζουσα ημερήσια ισχύ στις στέγες για χρήση αργότερα μέσα στην ημέρα, ώστε να καλύψουν την απογευματινή αιχμή φορτίου και να αυξήσουν την οικιακή κατανάλωση ηλιακής ενέργειας στις στέγες.
Χωρίς αλλαγές που περιλαμβάνουν σημαντική στήριξη για τις οικιακές μπαταρίες, τα συστήματα SRES και FiT δεν είναι πλέον κατάλληλα για το σκοπό τους, λόγω της συνεχιζόμενης παροχής κινήτρων για τις πολύ υψηλές τιμές της πλεονάζουσας ενέργειας που εξάγεται από τα νοικοκυριά στο δίκτυο.
Πρωτόκολλα ηλιακής έκτακτης ανάγκης
Χωρίς αλλαγές στα υφιστάμενα συστήματα SRES και FiT για την παροχή στήριξης για οικιακές μπαταρίες, η εξαγωγή πλεονάζουσας ισχύος από στέγες στο δίκτυο θα συνεχίσει να αυξάνεται και να αποσταθεροποιεί όλο και περισσότερο το δίκτυο.
Για το λόγο αυτό, οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας έχουν εισαγάγει πρωτόκολλα «ηλιακής έκτακτης ανάγκης» που είτε απενεργοποιούν τον φωτοβολταϊκό αντιστροφέα είτε περιορίζουν τις εξαγωγές.
Ένα παράδειγμα
Μόλις φορτιστεί πλήρως, η μπαταρία δεν μπορεί να αποτελέσει το «σφουγγάρι» που θα αποθηκεύσει την περίσσεια οικιακή ενέργεια που παράγεται στη συνέχεια το απόγευμα. Ωστόσο, το πρόβλημα αυτό μπορεί να επιλυθεί με την εφαρμογή μιας κατάλληλης στρατηγικής φόρτισης της μπαταρίας.
Σημειώνεται ότι, ενώ μια μεγαλύτερη μπαταρία θα μπορούσε να αποθηκεύσει περισσότερη ενέργεια, η επιπλέον ενέργεια δεν μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί από το νοικοκυριό, καθώς θα υπερέβαινε το ημερήσιο φορτίο του νοικοκυριού των 20 kWh.
Για παράδειγμα, στην Ουάσιγκτον, η εξοικονόμηση ενεργειακού κόστους που υπολογίστηκε με τη χρήση των τιμολογίων Synergy Midday Saver TOU για την Ουάσιγκτον δείχνει μέση εβδομαδιαία εξοικονόμηση ενεργειακού κόστους 38,6 δολάρια σε σχέση με ένα σπίτι χωρίς ηλιακή ενέργεια στην οροφή ή μπαταρία. Η προσθήκη μιας μπαταρίας 12 kWh σε ένα νοικοκυριό με υπάρχουσα συστοιχία 6 kW εξοικονομεί 28,2 δολ/εβδομάδα.
Οι υπολογισμοί αυτοί δείχνουν ότι η ευρείας κλίμακας υιοθέτηση της αποθήκευσης μπαταριών από τα νοικοκυριά θα αυξήσει σημαντικά την παραγωγή ενέργειας από τα νοικοκυριά, ανεξάρτητα από το αν η ενέργεια εξάγεται στο δίκτυο ή χρησιμοποιείται εσωτερικά.
Για παράδειγμα, στην Ουάσινγκτον, αν κάθε ένα από τα περίπου 300.000 νοικοκυριά με ηλιακή ενέργεια σε στέγη (υποθέτοντας συστοιχία 6 kW σε στέγη και 20 kWh ημερήσια κατανάλωση ενέργειας), προσέθετε μια μπαταρία 13 kWh (περίπου όσο η χωρητικότητα μιας Tesla Powerwall 2) θα παρείχε μια συνδυασμένη ημερήσια αποθηκευτική ικανότητα οικιακής αποθήκευσης 3900 MWh, υπερδιπλάσια της μέσης ημερήσιας ενέργειας που παράγεται από τα νοικοκυριά χωρίς μπαταρία.
Με τις οικιακές μπαταρίες η ενέργεια παράγεται, αποθηκεύεται και καταναλώνεται πίσω από τον μετρητή, αποφεύγοντας την ανάγκη για δαπανηρή υποδομή δικτύου, όπως οι γραμμές μεταφοράς υψηλής τάσης που γίνονται όλο και πιο ευαίσθητες σε ζημιές από καταιγίδες.
Επιπλέον, θα μειωθεί κατά 50% η πλεονάζουσα ενέργεια που κατά τα άλλα εξάγεται στο δίκτυο τις καθαρές ημέρες.
Δεδομένης της σημασίας της οικιακής αποθήκευσης, είναι ανεξήγητο γιατί οι οικιακές μπαταρίες δεν έχουν ήδη προστεθεί στην έκπτωση SRES.
Οι αλλαγές στο SRES πρέπει να περιλαμβάνουν τόσο την προσθήκη συσσωρευτών σε υφιστάμενες οικιακές συστοιχίες χωρίς αποθήκευση όσο και την προσθήκη συστημάτων συστοιχιών/μπαταριών σε νοικοκυριά χωρίς ηλιακή ενέργεια στην οροφή.
Η πρόταση του Συμβουλίου Καθαρής Ενέργειας (CEC) για ένα εθνικό σύστημα κινήτρων ύψους έως και 6.500 δολαρίων ανά νοικοκυριό για την εγκατάσταση μπαταριών χρήζει σοβαρής εξέτασης.
www.worldenergynews.gr
