公用事业级电池可以彻底改变我们利用可再生能源的方式。与风能和太阳能相结合，这些电池可以在发电量高、需求低的时候储存多余的能量，从而提高绿色能源的可靠性。然后，公用事业公司可以在需求增加时利用储存的能量。

水力发电占美国可再生能源发电量的 29%。尽管如此，研究人员发表的关于水电混合动力(使用公用事业规模电池的水力发电厂)优势的研究却寥寥无几。可再生能源生产商对水电混合动力很感兴趣，但对其优势或盈利能力尚不清楚。

爱达荷国家实验室 (INL)电力系统工程师Venkat Durvasulu 说：“建造新大坝会面临许多环境限制和程序。”

“水力发电的增长速度不如风能和太阳能快，而且大多数水力发电研究都是关于扩大现有基础设施。我们认为应该更多地研究将电池储能与水力发电厂结合起来，因为水非常重要，我们希望可持续地利用它。添加电池有助于实现这一点。”

Durvasulu 和他的同事最近研究了水电混合动力的优势。这项研究发表在《可再生和可持续能源评论》杂志上。

水电混合动力的优势

INL 电力系统工程师、本文撰稿人 Hill Balliet 表示：“电池具有多种好处，例如降低维护成本、提高产量以及带来投资和生产税收优惠。”

与风能和太阳能相比，水电混合动力发电还具有诸多优势，例如可预测性。太阳能发电运营商无法控制太阳能电池板接收的阳光量。例如，在阴天，太阳能电池板的输出功率最多可降低 70%。相比之下，水电站运营商(尤其是那些可以使用水库的水电站运营商)可以控制其流出量。

Durvasulu 表示：“太阳能和风能发电依赖于天气预报，而天气预报并不总是可以预测的。而水力发电则可以提前几天计算出下游的大致水量，水力发电业主可以大致了解自己可以发电多少电力。”

水电的可预测性意味着连接到水电的公用事业规模电池可以更好地利用电厂的互连余量，从而提高水电混合动力的盈利能力和电网效益。

余量是指发电厂的发电量与其与电网连接额定值之间的差值。在余量范围内运营发电厂可避免昂贵的互连升级和监管研究。

“当净空容量下降时，水电混合动力车会储存多余的电力，而当净空容量上升时，则会向电网输送更多的电力，”Balliet 说道。“不仅如此，添加电池还可以使重新获得许可变得更加容易。”

水电混合动力的另一个主要优点是能够在停电后重新启动电网。

巴利特说：“如果在水电站增加一块电池，就可以在停电的情况下启动水电站，并为警察局、消防站和医院等关键服务机构供电，而太阳能和风能则无法做到这一点。”

影响考虑

水电站运营商必须考虑下游所有人和所有事物的需求。这包括其他水电站、任何依赖水进行饮用、娱乐或灌溉的人、土著居民和当地野生动物。

Durvasulu 表示：“河流是生命之源，与许多原住民的遗产息息相关。联邦机构需要确保河流生态得到保护。如果维护不当，水电站会影响下游水的含氧量和温度，从而造成生态破坏。”

管理这些要求和需求对水电站业主来说成本高昂，平均占电力成本的 5-10%。通过增加公用事业规模的电池，水电运营商可以弥补部分收入损失。当他们在高峰需求期间无法充分利用河流时，在低需求期间充电的电池意味着他们仍然可以为电网供电。

巴利特说：“电池增加了一定程度的灵活性，可以帮助水电运营商满足所有依赖水的各个群体的需求。”

研究障碍

水电混合动力研究的一个主要障碍是现有模型没有考虑避免的成本，例如减少维护、磨损、电网稳定性、电压调节、生产税收抵免、碳抵免等。

作为研究的一部分，Durvasulu、Balliet 和他们的同事开发了Hydro + Storage Sizing，这是一种在线工具，可以让用户估算出不同电池尺寸的盈利能力，同时考虑到避免的成本。

“还有其他尚未开发的价值和机会，”巴利埃特说，“更多的就业机会，更高的承载能力，更低的运营和环境成本，更好的水资源管理，以及更大的利润。”

如果没有此工具或类似工具，水电混合决策很可能只是一次性评估，这将导致错失增加水电站对业主、电网、利益相关者和环境的价值的机会。

杜尔瓦苏鲁说：“归根结底，这关乎水的生态和管理。”

“你必须赚钱才能维持生意，但你必须在赚钱的同时还要兼顾其他依赖水的生物，而电池可以帮你实现这一点。我们想激发这个想法;考虑这些事情很重要。”