Instalacje akumulatorowe, wykorzystanie baterii do magazynowania energii elektrycznej
Jednym z najbardziej efektywnych i obiecujących sposobów magazynowania energii elektrycznej pod względem gęstości jej magazynowania jest wykorzystanie magazynów opartych na bateriach, które umożliwiają magazynowanie energii w postaci chemicznej.
Elektrownie bateryjne są szczególnie przydatne, gdy konieczne jest zapewnienie pomocniczej krótkotrwałej mocy szczytowej, zapobiegając w ten sposób awaryjnym przerwom w dostawie prądu do odbiorców.
Tym samym elektrownie bateryjne, zgodnie z zasadą działania, mają wiele cech wspólnych z konwencjonalnymi ciągłymi źródłami energii, różniącymi się jednak większymi gabarytami konstrukcji. Oddzielne pomieszczenie jest przeznaczone na baterie stacji, podobnie jak duży magazyn lub kilka kontenerów.
Podobnie jak w technice zasilania bezprzerwowego występuje tutaj cecha charakterystyczna polegająca na tym, że energia elektrochemiczna zmagazynowana w akumulatorach może być wykorzystana wyłącznie w postaci prądu stałego.
Ponieważ jednak konwencjonalne sieci wymagają do uzyskania prądu przemiennego, konieczne jest przeprowadzenie dodatkowej transformacji energii zmagazynowanej w akumulatorach. Dlatego prąd o wysokim napięciu jest znacznie bardziej odpowiedni do przesyłania energii na odległość, uzyskuje się za pomocą potężnych falowników tyrystorowych, które są z konieczności częścią elektrowni.
Rodzaj akumulatorów stosowanych w danej instalacji determinowany jest kosztem, wymaganiami wydajnościowymi (magazynowana energia, dostępna moc) oraz przewidywaną żywotnością. W latach 80. w elektrowniach magazynowych można było spotkać tylko akumulatory kwasowo-ołowiowe. W latach 90. i na początku XXI wieku pojawiły się baterie niklowo-kadmowe i sodowo-siarkowe.
Obecnie, ze względu na spadek cen akumulatorów litowo-jonowych (w związku z szybkim rozwojem motoryzacji), stosuje się głównie akumulatory litowo-jonowe. Systemy akumulatorów przepływowych pojawiły się już w niektórych miejscach. Jednak roztwory kwasu ołowiowego nadal można znaleźć w niektórych budżetowych budynkach.
Przewaga elektrowni akumulatorowych nad elektrowniami szczytowo-pompowymi jest oczywista. Nie ma ciągle ruchomych części, praktycznie nie ma źródeł hałasu. Do uruchomienia elektrowni akumulatorowej wystarczy kilkadziesiąt milisekund, po czym może ona od razu pracować na pełnych obrotach.
Ta zaleta pozwala elektrowniom akumulatorowym z łatwością wytrzymać maksymalne obciążenia, które nie są nawet postrzegane przez sprzęt jako coś krytycznego, dzięki czemu taka stacja może pracować na maksimum przez wiele godzin.
Nie trzeba dodawać, że stacje akumulatorowe z łatwością radzą sobie z zadaniem tłumienia wahań napięcia spowodowanych szczytowymi obciążeniami sieci. Dzięki nim miasta i całe regiony mogą być chronione przed przerwami w dostawie prądu spowodowanymi korkami.
To samo dotyczy działania elektrowni bateryjnych w powiązaniu z odnawialnymi autonomicznymi źródłami energii, dziś to już cała branża.
Energia odnawialna [produkcja energii odnawialnej (energia odnawialna)] — Dziedzina ekonomii, nauki i techniki obejmująca wytwarzanie, przesyłanie, przetwarzanie, gromadzenie i zużycie energii elektrycznej, cieplnej i mechanicznej uzyskiwanej przy wykorzystaniu odnawialnych źródeł energii.
Ja mam akumulatory różnych typów są zalety i wady. Niektóre (sodowo-siarkowe) działają dobrze w trybie ciągłym, na przykład w połączeniu z autonomicznymi źródłami energii, ale są podatne na korozję i starzenie, nawet jeśli nie są używane. Inne zużywają się po prostu z powodu dużej liczby szybkich cykli ładowania i rozładowania.
Niektóre akumulatory wymagają regularnej konserwacji (akumulatory kwasowo-ołowiowe muszą być ładowane wodą), odprowadzania gazu w celu zapobieżenia wybuchowi itp.
Nowocześnie szczelne akumulatory litowo-jonowe mogą długo pracować bez konserwacji, ich stan jest monitorowany przez elektronikę iw razie potrzeby sygnalizuje konieczność wymiany ogniwa.
Współczesnym przykładem jest jedna z największych elektrowni na świecie — Hornsdale Power Reserve, która współpracuje z Hornsdale Wind Power Plant. Tesla zbudowała go pod koniec 2017 roku.
Na początku 2018 roku, gdy Australia Południowa poniosła straty ekonomiczne, stacja przyniosła swoim właścicielom prawie milion dolarów na dostarczanie energii elektrycznej do sieci po 14 000 dolarów australijskich za megawatogodzinę. Elektrownia jest w stanie w sposób ciągły dostarczać 30 MW przez 3 godziny i 70 MW przez 10 minut.
Całkowita moc projektowa elektrowni wynosi 100 MW. Na całą pojemność baterii stacji, 129 MWh, składa się kilka milionów ogniw litowo-jonowych Samsung 21700 (3000-5000 mAh).
System niezawodnie utrzymuje sieć odbiorców energii elektrycznej w stabilnym stanie, nawet w przypadkach, gdy prędkość wiatru jest bardzo niska. W 2020 roku moc elektrowni została zwiększona do 194 MWh, a moc projektowa to 150 MW.
Przykładem starej technologii jest elektrownia akumulatorowa w Chino w Kalifornii w latach 1988-1997. W skład elektrowni wchodziło 8256 akumulatorów kwasowo-ołowiowych rozmieszczonych w dwóch halach.
Struktura służy jako statyczne złącze deformacyjne reaktywna moc oraz ochrona konsumentów przed przerwami w dostawie prądu podczas przerw w dostawie prądu. Jego moc szczytowa wynosiła 14 MW przy łącznej pojemności baterii 40 MWh.
Zobacz też:
Najpopularniejsze typy przemysłowych urządzeń do magazynowania energii
Jak działają magazyny energii kinetycznej i jak działają w energetyce?
Magazynowanie energii koła zamachowego