“鴨型曲線”改善法：以“水、熱、冰”吸收儲藏大量導(dǎo)入的光伏電力
因分散型光伏發(fā)電系統(tǒng)的大量導(dǎo)入，出現(xiàn)了白天發(fā)電量超過用電量，但在傍晚太陽能發(fā)電停止時，電力需求卻急劇上升的現(xiàn)象。
克服鴨型曲線的10個戰(zhàn)略
Regulatory Assistance Project（RAP）綜合了上述想法，以“教給鴨子飛翔方法”為題提出了報告。該團(tuán)體是由促進(jìn)能源產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)及環(huán)境長期可持續(xù)發(fā)展的政策及法規(guī)專家組成的特定非營利活動法人。作為使供需平衡的鴨型曲線改善對策，報告的作者Jim Lazer提出了10項戰(zhàn)略（圖3）。其中，除了利用蓄電池抑制光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出變動外，還有能為送配電網(wǎng)的穩(wěn)定作貢獻(xiàn)、節(jié)能和節(jié)電、需求響應(yīng)（DR）以及靈活利用水和熱的方法等。
圖3：在避免輸出抑制和穩(wěn)定供應(yīng)之間取得平衡的10項運(yùn)行戰(zhàn)略
這里重要的是，為不抑制能對地球變暖對策和地區(qū)經(jīng)濟(jì)活性化等做出巨大貢獻(xiàn)的可再生能源的輸出，并在今后進(jìn)一步增加導(dǎo)入，而促進(jìn)白天光伏發(fā)電電力的使用。即，把以前鼓勵的夜間電力消費(fèi)“轉(zhuǎn)移”到光伏發(fā)電量最大的白天，從而最大限度利用光伏電力，從而緩解傍晚開始出現(xiàn)的需求高峰。
Lazer指出，“雖然鴨型曲線的概念是在光伏發(fā)電導(dǎo)入量最大的加利福尼亞州誕生的，但其在光伏發(fā)電滲透率非常高的夏威夷州和德國已經(jīng)成為嚴(yán)重的問題”。進(jìn)而作為10項戰(zhàn)略政策中保持電力供需平衡最重要的政策，Lazer還提出了（4）系統(tǒng)并網(wǎng)型電熱水器、（5）冰蓄熱空調(diào)系統(tǒng)、（6）電費(fèi)制度及（8）需求響應(yīng)（DR）計劃等四項對策。
利用“水”、“熱”、“冰”的節(jié)電和儲藏
通過控制水的使用方法，能為電力供求平衡做出巨大貢獻(xiàn)。據(jù)稱自來水局要消費(fèi)全美總用電量的7％。自來水設(shè)施在抽水、蓄水、導(dǎo)水、凈水和送配水過程中要使用水泵，會消耗大量電力。在光伏發(fā)電高峰期有剩余電力時可利用水泵抽水及蓄水，在電力需求急劇上升的傍晚時段減少水泵的使用。抽水蓄能電站利用剩余電力，將下游水庫的水抽到上游的水庫中，在傍晚至夜間的用電需求高峰時用抽上來的水發(fā)電。水利局也可以這樣利用水來儲藏能源。
據(jù)稱目前全美使用著約4500萬臺電熱水器（圖4），且熱水器占一個家庭總用電量的9％。熱水器的使用集中在使用淋浴的早上和晚上。白天可利用光伏電力將水燒開存儲在儲水槽中，在之外的時段供應(yīng)熱水。這樣，就能利用熱水器儲藏能源。
圖4：美國各地區(qū)的電熱水器導(dǎo)入率。夏威夷州的導(dǎo)入率為美國最高（出處：Regulatory Assistance Project）
夏威夷州的電熱水器滲透率為全美最高，達(dá)到60％。該州導(dǎo)入了利用光伏發(fā)電“蓄熱”，以削減高峰電力需求的試點(diǎn)計劃。根據(jù)Lazer的分析，熱水器年均消耗4522kWh電力。這相當(dāng)于約2.2kW的光伏發(fā)電設(shè)備的年發(fā)電量。這一數(shù)值乘以4500萬臺電熱水器的數(shù)量，理論上用電量將達(dá)到約100萬MW（100GW）。就是說，只要靈活利用電熱水器，就能吸收這么多的光伏發(fā)電裝機(jī)容量。
與電熱水器一樣，也可以利用冰蓄熱空調(diào)系統(tǒng)，使用白天的光伏電力緩和夜間的用電高峰：白天制造制冷用冰，避開用電高峰時的電力消費(fèi)。Lazer認(rèn)為，利用電熱水器和冰蓄熱空調(diào)系統(tǒng)的能源儲藏要比蓄電池性價比更高。
作者：Junko Movellan 來源：日經(jīng)bp社 責(zé)任編輯：wutongyufg
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