Electricitate și stocare de energie

Sursă: lume - nuclear.org

Pe măsură ce sursele de energie regenerabilă cresc în importanță, sistemele eficiente de stocare a energiei (ESS) sunt cruciale pentru gestionarea naturii intermitente a energiei eoliene și solare. Soluțiile de stocare a energiei pentru aplicațiile de grilă devin din ce în ce mai frecvente în rândul proprietarilor de grile, operatorilor de sistem și utilizatorilor finali. Sistemele de stocare a energiei permit o gamă largă de posibilități și pot oferi soluții eficiente pentru echilibrarea energiei, serviciile auxiliare și amânarea investițiilor în infrastructură.

Electricitatea în sine nu poate fi stocată la scară largă, dar poate fi transformată în alte forme de energie, care pot fi depozitate și mai târziu transformate înapoi în electricitate, după cum este necesar. Sistemele de stocare a energiei electrice includ baterii, volane, aer comprimat și hidro pompat. Cantitatea totală de energie care poate fi stocată în orice sistem este limitată. Capacitatea sa de energie este exprimată în megawatt - ore (MWH), iar puterea sa este exprimată în megawatts (MW sau MWE). Sistemele de stocare a energiei electrice pot fi proiectate pentru a oferi servicii auxiliare sistemului de transmisie, inclusiv controlul frecvenței, care este rolul principal al bateriilor la scară de grilă -. Să aruncăm o privire mai atentă asupra diferitelor opțiuni de stocare de mai jos.

Depozitarea apei pompate

Depozitarea pompată implică pomparea apei în sus către un rezervor din care poate fi eliberat la cerere pentru a genera hidroelectricitate. Eficiența procesului dublu este de aproximativ 70%. Depozitarea pompată a cuprins 95% din marile - stocare electrică la scară de la mijlocul - 2016 și 72% din capacitatea de stocare adăugată în 2014. Hydro pompat are avantajul de a fi lung -, dacă este necesar. Cu toate acestea, stocarea bateriei este implementată pe scară largă și a ajuns la aproximativ 15,5 GW conectate la rețelele de energie electrică la sfârșitul anului 2020, potrivit IEA. CONSTRUCȚIA - Stocarea de putere a scării a apărut în 2014 ca o tendință de tehnologie energetică definitorie. Această piață a crescut cu 50% an - pe - an, cu litiu - baterii ionice proeminente, dar bateriile cu celule cu flux redox arată promisiune. Un astfel de stocare poate fi reducerea cererii pe rețea, ca back-up sau pentru arbitrajul prețurilor.

Proiectele de depozitare pompate și echipamentele au o viață lungă - nominal 50 de ani, dar potențial mai mult, comparativ cu bateriile - 8-15 ani. Stocare hidro pompată este cea mai potrivită pentru furnizarea de vârfuri de încărcare - pentru un sistem care cuprinde în mare parte combustibilul fosil și/sau generarea nucleară. Nu este atât de bine - potrivit pentru a completa o generație intermitentă, neprogramată și imprevizibilă.

Un raport al Consiliului Mondial al Energiei din ianuarie 2016 a proiectat o scădere semnificativă a costurilor pentru majoritatea tehnologiilor de stocare a energiei din 2015 până în 2030. Tehnologiile bateriei au arătat cea mai mare reducere a costurilor, urmată de sensibil termic, latent termic și supercapacitor. Tehnologiile bateriei au arătat o reducere de la o gamă de 100 € - 700/MWh în 2015 la 50 € - 190/MWh în 2030 - o reducere de peste 70% în limita de cost superioară în următorii 15 ani. Sulf de sodiu, acid de plumb și litiu - tehnologii ionice conduc calea în funcție de WEC. Raportul modelează depozitarea legată atât de plantele eoliene, cât și de cele solare, evaluând costul nivelat de stocare (LCOS) în anumite plante. Acesta observă că factorul de încărcare și timpul mediu de descărcare la puterea nominală este un determinant important al LCO -urilor, frecvența ciclului devenind un parametru secundar. Pentru stocare aferentă solară -, cazul de aplicare a fost de stocare zilnic, cu șase - oră de descărcare de oră la puterea nominală. Pentru depozitare legată de vânt, carcasa de cerere a fost pentru depozitarea de două zile, cu descărcare de 24 de ore la puterea nominală. În primul caz, cea mai competitivă tehnologie de stocare avea LCO-uri de 50-200 €/MWh. În ultimul caz, costurile nivelizate au fost mai mari și sensibile la numărul de cicluri de descărcare pe an, iar „puține tehnologii au părut atractive”.

În urma unui studiu de doi ani - de către Comisia pentru utilități publice din California, statul a adoptat în 2010 legislația care necesită 1325 MWE de stocare a energiei electrice (excluzând depozitarea pompată mare -) până în 2024. În 2013 a adus termenul până la 2020, apoi având 35 MW total. Legislația specifică puterea, nu capacitatea de stocare (MWH), ceea ce sugerează că scopul principal este controlul frecvenței. Scopul declarat al legislației este de a crește fiabilitatea rețelei prin furnizarea de energie expediată dintr -o proporție din ce în ce mai mare de intrări solare și eoliene, să înlocuiască rezerva de filare, să asigure controlul frecvenței și să reducă cerințele de vârf de capacitate (rasarea maximă). Sistemele de stocare pot fi conectate fie cu sisteme de transmisie sau de distribuție sau pot fi în spatele contorului. Obiectivul principal este pe sistemele de stocare a energiei bateriei (BESS). Arbitrajul energetic poate spori veniturile, cumpărând {- vârf și vânzare pentru cererea maximă. Edisonul din sudul Californiei, în 2014, a anunțat planuri pentru 260 MW de depozitare a energiei electrice pentru a compensa închiderea instalației nucleare de 2150 MWE San Onofre. În timp ce 1,3 GW în contextul cererii de 50 GW a statului nu va oferi multă putere expediată, a fost un stimulent major pentru utilități.

Oregon a urmat California, iar în 2015 a stabilit o cerință pentru utilitățile mai mari (PGE și Pacificorp) să obțină cel puțin 5 MWh de depozitare până în 2020, iar PGE a propus 39 GW în mai multe locații, costând 50 până la 100 de milioane de dolari. În iunie 2017, Massachusetts a emis o țintă de 200 MWh Storage până în 2020. În noiembrie 2017, New York a decis să stabilească o țintă de stocare pentru 2030.

În unele locuri, depozitarea pompată este folosită chiar și pentru a elimina încărcarea zilnică prin pomparea apei la un baraj de depozitare ridicat în timpul OFF - ore de vârf și în weekend, folosind baza în exces - capacitate de încărcare de la scăzut - costă sau surse nucleare. În timpul orelor de vârf, această apă poate fi eliberată prin turbine într -un rezervor mai mic pentru hidro - generare electrică, transformând energia potențială în electricitate. POMPE reversibilă - turbină/motor - Ansamblurile generatorului pot acționa atât ca pompe, cât și turbine*. Sistemele de stocare pompate pot fi eficiente pentru a îndeplini modificările maxime ale cererii din cauza rampei rapide - în sus sau ramp - în jos, și profitabilă din cauza diferenței dintre vârf și off - prețuri cu ridicata maxime. Problema principală, în afară de apă și altitudine, este eficiența rotundă -, care este în jur de 70%, deci pentru fiecare MWH de intrare de doar 0,7 MWh este recuperat. În plus, relativ puține locuri au posibilități de depozitare pompată aproape de locul în care este necesară puterea.

Turbinele Francis sunt utilizate pe scară largă - pentru depozitarea pompată, dar au o limită de cap hidraulică de aproximativ 600 m.

Cea mai mare capacitate de stocare pompată este asociată cu baraje electrice hidro - pe râuri, unde apa este pompată înapoi la un baraj de depozitare ridicat. Astfel de scheme hidro -damtate pot fi completate de OFF - Hidro pompat de râu. Acest lucru necesită perechi de rezervoare mici pe teren deluroase și unite de o țeavă cu pompă și turbină.

Această schemă a proiectului Gordon Butte este tipică OFF - Depozitare pompată pe râu (Gordon Butte)

Asociația Internațională a Hidrocentismului are un instrument de urmărire, care mapează locațiile și capacitatea de putere a proiectelor de depozitare pompate existente și planificate.

Depozitarea pompată a fost folosită încă din anii 1920, iar astăzi aproximativ 160 de depozitare pompată GW este instalată la nivel mondial, inclusiv 31 GW în SUA, 53 GW în Europa și Scandinavia, 27 GW în Japonia și 23 GW în China. Acest lucru se ridică la aproximativ 500 GWH capabil să fie stocat-aproximativ 95% din depozitarea electrică la scară largă din lume - la jumătatea anului 2016 și 72% din această capacitate care a fost adăugată în 2014. Irena raportează că 96 TWH a fost utilizat de la stocarea pompată în 2015.World Energy Outlook 2016 2016Proiecte 27 GW de capacitate de stocare pompată fiind adăugate până în 2040, în principal în China, SUA și Europa.

Pentru off - Hydro pompat de râu, rezervoarele împerecheate în mod normal trebuie să aibă o diferență de altitudine de cel puțin 300 de metri. Minele subterane abandonate au un potențial ca site -uri. În regiunea Leon din Spania, Navaleo planifică un sistem hidro pompat într -o fostă mină de cărbune cu un cap de 710 m și o producție de 548 MW, alimentând 1 TWH pe an înapoi în rețea.

Spre deosebire de intrările eoliene și solare la un sistem de grilă, generarea hidro este sincronă și, prin urmare, oferă servicii auxiliare în rețeaua de transmisie, cum ar fi controlul frecvenței și furnizarea puterii reactive. Un proiect de depozitare pompat are de obicei 6 până la 20 de ore de depozitare a rezervorului hidraulic pentru funcționare, în comparație cu mult mai puțin pentru baterii. Sistemele de stocare pompate sunt de obicei peste 100 de energie stocată de 100 MWh.

Depozitarea hidro pompată este cea mai potrivită pentru furnizarea de vârfuri de încărcare - pentru un sistem care cuprinde în mare parte combustibilul fosil și/sau generarea nucleară la costuri reduse. Este mult mai puțin potrivit pentru completarea unei generații intermitente, neprogramate, cum ar fi vânt, unde disponibilitatea excedentară a energiei este neregulată și imprevizibilă.

Cea mai mare instalație de depozitare pompată este în Virginia, SUA, cu o capacitate de 3 GW și 30 GWh de energie stocată. Cu toate acestea, facilitățile utile pot fi destul de mici. De asemenea, nu trebuie să fie suplimentari la schemele hidroelectrice majore, dar pot utiliza vreo diferență de ridicare între rezervoarele superioare și inferioare de peste 100 de metri, dacă nu prea departe. În Okinawa Seawater este pompată pe o stâncă - rezervor de sus. În Australia, a fost considerată o mină subterană în uz pentru un rezervor mai mic. Israel planifică 344 MW Kokhav Hayarden Two - Sistem de rezervor.

În Montana, SUA, 1 miliard de dolari, 4 x 100 MW Gordon Butte Storage Storage Hydro Project în partea centrală a statului va folosi excesul de putere din 665 MWE de turbine eoliene ale statului, deși aceasta este mai puțin previzibilă decât OFF - Puterea maximă de la baza de furnizare a bazei {-. Absaroka Energy va construi rezervorul ridicat pe un Mesa la 312 metri deasupra rezervorului inferior din 2018. Se așteaptă să furnizeze 1300 GWH pe an pentru a suplimenta vântul, cu servicii auxiliare.

În Germania, se preconizează că proiectul Wind and Hydro Gaildorf din apropiere de Münster va fi operațional în 2018. Acesta cuprinde 13,6 MWE de turbine eoliene și 16 MWE de capacitate hidro din depozitare pompată.

Sisteme de stocare a energiei bateriei

Bateriile stochează și eliberează energie electrochimică. Cerințele pentru stocarea bateriei sunt densitate ridicată de energie, putere mare, durată de viață lungă (încărcare - cicluri de descărcare), rotundă ridicată - eficiență, siguranță și costuri competitive. Alte variabile sunt durata de descărcare și rata de încărcare. Printre aceste criterii sunt făcute diverse compromisuri, subliniind limitările sistemelor de stocare a energiei bateriei (BESS) în comparație cu sursele de generare expediate. Se pune problema rentabilității energetice a energiei investite (EROI), care se referă acut la cât timp este în funcțiune o baterie și modul în care eficiența rundă a acesteia - eficiența călătoriei este în cursul acelei perioade.

Bateriile necesită un sistem de conversie a puterii (PCS), inclusiv invertorul pentru a se conecta la un sistem de curent alternativ normal. Acest lucru adaugă aproximativ 15% la costul de bază al bateriei.

Diverse proiecte de scară Megawatt - au dovedit că bateriile sunt bine - potrivite pentru a netezi variabilitatea energiei de la sistemele eoliene și solare în câteva minute și chiar ore, pentru integrarea scurtă a duratei - a acestor regeneri într -o rețea. De asemenea, au arătat că bateriile pot răspunde mai rapid și mai exact decât resursele convenționale, cum ar fi rezervele de învârtire și plantele de vârf. Drept urmare, tablourile mari de baterii devin tehnologia de stabilizare la alegere pentru integrarea scurtă -. Aceasta este o funcție a puterii, nu în primul rând stocarea energiei. Cererea pentru aceasta este mult mai mică decât pentru stocarea energiei - ISO din California a estimat cererea maximă de reglementare a frecvenței pentru 2018 la 2000 MW din toate sursele.

Unele instalații de baterii înlocuiesc rezerva de filare pentru scurta - durata înapoi - în sus, astfel încât să funcționeze ca mașini sincrone virtuale folosind invertoare care formează grilă.

Rețele inteligente multe discuții despre stocarea bateriei este în legătură cu rețelele inteligente. O rețea inteligentă este o rețea electrică care optimizează alimentarea cu energie electrică folosind atât informații, cât și cerere. Face acest lucru cu funcții de control în rețea ale dispozitivelor cu capacități de comunicare, cum ar fi contoarele inteligente.

Litiu - stocare cu baterii ionice

Lithium - baterii ioniceÎn 2015, a reprezentat 51% din capacitatea de stocare a energiei anunțată nou -} și 86}% din capacitatea de putere ESS implementată. Se estimează că 1.653 MW de capacitate ESS a fost anunțată în întreaga lume în 2015, cu puțin peste un al treilea - provenind din America de Nord. Lithium - Bateriile ionice sunt cea mai populară tehnologie pentru sistemele de stocare a energiei distribuite (cercetare navigantă). Bateriile cu ioni de litiu - au o eficiență directă a curentului de 95%, scăzând la 85% atunci când curentul este convertit în curent alternativ pentru rețea. Au un ciclu 2000-4000 și o durată de viață de 10-20 de ani, în funcție de utilizare.

La nivelul gospodăriei, în spatele contorului*, este promovată stocarea bateriei. Există o compatibilitate evidentă între PV solar și baterii, din cauza faptului că acestea sunt DC. În Germania, unde PV -ul solar are un factor mediu de capacitate de 10,7%, 41% din noile instalații fotovoltaice solare în 2015 au fost echipate cu înapoi - UP de stocare a bateriei, comparativ cu 14% în 2014. Această creștere, atât în ​​gospodărie, cât și în rețea - conectate PV conectate, este încurajată de către KFW Bank de dezvoltare, care aranjează un sistem scăzut de PV 25% din cheltuielile de investiții necesare. KFW necesită utilizarea suficientă electricitate fotovoltaică pentru consumul și stocarea la fața locului, astfel încât nu mai mult de jumătate din producție să ajungă la rețeaua de transmisie. În acest fel, se susține că de 1,7 până la 2,5 ori capacitatea solară obișnuită poate fi tolerată de grilă fără supraîncărcare. În 2016, pentru Germania au fost raportate 200 de MWh de capacitate de stocare instalată.

PV -ul gospodăriei și micilor afaceri nu face parte din sistemul de distribuție, dar este în esență internă în spații, cu o putere mult generată folosită acolo și unele eventuale exportate în sistem prin contorul care a măsurat inițial puterea trasă din rețea pentru a fi încărcată.

Peste unul - a treia din stocarea bateriei de 1,5 GW în 2015 a fost litiu - baterii ionice, iar 22% a fost sodiu - baterii cu sulf. Agenția Internațională de Energie Regenerabilă (IRENA) estimează că lumea are nevoie de 150 GW de stocare a bateriilor pentru a îndeplini obiectivul dorit de Irena de 45% din energia generată de surse regenerabile până în 2030. În Marea Britanie este necesară 2 GW pentru controlul rapid al frecvenței într -un sistem de 45 GWE, iar National Grid se cheltuie 160 de lire sterline pe 170 milioane lire sterline pe an. În Germania, utilitatea instalată - stocarea la scară a bateriei a crescut de la aproximativ 120 MW în 2016 la aproximativ 225 MW în 2017.

Un BESS mare este un sistem de 40 mW/20 mWh Toshiba litiu - ion ion de la Tohoku Electric Power Company Nishi - Sendai Substație din Japonia, comandat la începutul anului 2015, iar San Diego Gas & Electric are o BESS de 30 MW/120 MWh, California. De asemenea, Steag Energy Services a început un program de depozitare ion de 90 MW {- în Germania (vezi mai jos), iar Edison creează o instalație de 100 MW în Long Beach, California.

În Australia de Sud, un sistem de ioni Tesla 100 MW/129 MWH - ioni a fost instalat lângă Ferma eoliană MWE de 309 MWE de la Neoen, lângă Jamestown - Hornsdale Power Reserve (HPR). Aproximativ 70 MW de capacitate este contractat guvernului de stat pentru a oferi stabilitatea rețelei și securitatea sistemului, inclusiv serviciile auxiliare de control al frecvenței (FCAS) prin intermediul platformei Autobidder Tesla în timp de șase secunde la cinci minute. Celelalte 30 MW de capacitate au trei ore de depozitare și sunt utilizate ca schimbare de sarcină de către Neoen pentru parcul eolian adiacent. S -a dovedit capabil de un răspuns foarte rapid pentru FCAS, furnizând până la 8 MW timp de aproximativ 4 secunde înainte de reducerea FCA -urilor contractate mai lent atunci când frecvența a scăzut sub 49,8 Hz. În 2020, proiectul a fost extins cu 50 MW/64,5 MWh pentru 79 de milioane de dolari, astfel încât acum oferă aproximativ jumătate din inerția virtuală necesară în stat pentru FCAS.

Există mai multe tipuri de litiu - bateria ionică, unele cu densitate energetică ridicată și încărcare rapidă pentru a se potrivi cu autovehiculele (EV), altele, cum ar fi fosfatul de fier de litiu (LIFEPO₄, prescurtat ca LFP), sunt mai grele, mai puțină energie - densă și cu o viață mai lungă a ciclului. Conceptele pentru depozitarea durată a duratei - includ repunerea bateriilor EV utilizate - al doilea - baterii de viață.

Sodiu - Sulf (NAS) Baterii depozitare

Baterii de sodiu - sulf (NAS)au fost folosite de 25 de ani și sunt bine stabilite, deși scumpe. De asemenea, trebuie să funcționeze la aproximativ 300 de grade, ceea ce înseamnă un consum de energie electrică atunci când este inactiv. PG & E 2 MW/14 MWH VACA - Dixon Nas BESS Sistemul a costat aproximativ 11 milioane USD (5500 USD/kW, comparativ cu aproximativ 200 $/kW, care PG&E estimat a fi pauză - costul chiar în 2015). Viața de serviciu este de aproximativ 4500 de cicluri. Round - eficiența călătoriei într -o încercare de 18 - luna a fost de 75%. O unitate de 4,4 MW/20 MWh este construită de EWE la Varel în Saxonia inferioară, Germania de Nord pentru punerea în funcțiune la sfârșitul anului 2018. (Face parte dintr-un set - în sus cu o baterie cu litiu-ion de 7,5 mW/2,5 mWh, întreaga uzină care costă 24 de milioane de euro.)

Redox Flux Bateries Storages

Baterii cu celule cu flux redox(RFBS) dezvoltat în anii ’70 au doi electroliți lichizi separați de o membrană pentru a da celule pozitive și negative -, fiecare cu un electrod, de obicei carbon. Diferența de tensiune este cuprinsă între 0,5 și 1,6 volți în sisteme apoase. Acestea sunt încărcate și descărcate de o reducere reversibilă - reacție de oxidare pe membrană. În timpul procesului de încărcare, ionii sunt oxidați la electrodul pozitiv (eliberarea electronilor) și sunt reduse la electrodul negativ (absorbția de electroni). Aceasta înseamnă că electronii se deplasează de la materialul activ (electrolit) al electrodului pozitiv la materialul activ al electrodului negativ. La descărcare, procesul se inversează și energia este eliberat. Materialele active sunt perechi redox,i.e.compuși chimici care pot absorbi și elibera electroni.

Bateriile de flux de redox vanadiu (VRFB sau V - flux) Folosiți mai multe stări de oxidare ale vanadiului pentru a stoca și elibera încărcarea. Se potrivesc aplicațiilor staționare mari, cu o viață lungă (aprox . 15, 000 de cicluri, sau „infinit”), descărcare completă și cost redus pe kWh în comparație cu litiu - ion atunci când sunt ciclate zilnic sau mai frecvent. V - Bateriile de flux devin mai mult cost - efectiv cu cât durata de stocare este mai lungă - deseori aproximativ patru ore - și cu cât este mai mare nevoile de energie și energie. Se spune că scara economică crossover are o capacitate de aproximativ 400 kWh, dincolo de care sunt mai economice decât litiu - ion. De asemenea, funcționează la temperatura ambiantă, deci sunt mai puțin predispuse la incendii decât litiu - ion. La costuri și la scară, VRFB -urile au aplicații majore de grilă și industrie - până la proiecte GWH, mai degrabă decât la cele MWH.

Cu RFBS, energia și puterea pot fi scalate separat. Puterea determină dimensiunea celulelor sau numărul de celule, iar energia este determinată de cantitatea de mediu de stocare a energiei. Modulele sunt de până la 250 kW și pot fi asamblate până la 100 MW. Acest lucru permite ca bateriile cu flux redox să fie mai bine adaptate la cerințe particulare decât alte tehnologii. În teorie, nu există nicio limită la cantitatea de energie și de multe ori costurile de investiții specifice scad odată cu o creștere a raportului energetic/energie, deoarece mediul de stocare a energiei are, de obicei, costuri relativ mici.

O fabrică de „Peaker” din China are 100 MWE PV solar cu un VRFB de 100 MW/500 MWh.

O constatare generală din procesul PG&E a fost că, dacă bateriile trebuie utilizate pentru arbitrajul energetic, acestea ar trebui să fie co -- localizate cu fermele eoliene sau solare - adesea îndepărtate de centrul principal de încărcare. Cu toate acestea, dacă vor fi utilizate pentru reglarea frecvenței, acestea sunt mai bine localizate aproape de centrele de încărcare urbană sau industrială. Deoarece fluxul de venituri al controlului frecvenței este mult mai bun decât arbitrajul, utilitățile vor prefera în mod normal din centrul orașului, mai degrabă decât în ​​locațiile îndepărtate pentru activele pe care le dețin.

Lithium - Costurile bateriei ionice au scăzut cu două treimi - între 2000 și 2015, la aproximativ 700 USD/kWh, determinate de piața vehiculelor și o jumătate de reducere a costurilor este prevăzută până la 2025.

Lithium - Bateriile ionice pot fi clasificate în funcție de chimia catodilor lor. Combinația diferită de minerale dă naștere la caracteristici ale bateriei semnificativ diferite:

Baterie de oxid de aluminiu de cobalt nichel de litiu (NCA)-interval de energie specific (200-250 WH/kg), putere specifică ridicată, durată de viață 1000 până la 1500 de cicluri complete. Favorizat în unele EV -uri premium (e.g.Tesla), dar mai scump decât alte chimice.

Baterie de oxid de cobalt de cobalt de nichel de litiu (NMC)-Interval de energie specific (140 - 200 WH/kg), durată de viață 1000-2000 cicluri complete. Cea mai frecventă baterie utilizată în vehicule electrice electrice și plug-in hibride. Densitate energetică mai mică decât NCA, dar durate de viață mai lungi.

Baterie de fosfat de fier de litiu (LFP) - Interval de energie specific (90 - 140 WH/kg), Lifetime 2000 Full Cycles. Energie specifică scăzută O limitare a utilizării în EV-uri pe distanțe lungi. Ar putea fi favorizate pentru aplicații staționare de stocare a energiei sau vehicule în care dimensiunea și greutatea bateriei sunt mai puțin importante. Raportat a fi mai puțin predispus la fuga termică și la incendii.

Baterie de oxid de mangan de litiu (LMO)-Interval de energie specific (100 - 140 WH/kg), Cicluri de viață 1000-1500. Chimia fără cobalt văzută ca un avantaj. Utilizat în biciclete electrice și unele vehicule comerciale.

Storage Supercapacitors

Un condensator stochează energie cu ajutorul unei sarcini statice, spre deosebire de o reacție electrochimică. Supercapacitoarele sunt foarte mari și sunt utilizate pentru depozitarea energiei care suferă de cicluri frecvente de încărcare și descărcare la curent ridicat și de scurtă durată. Au evoluat și au trecut în tehnologia bateriei folosind electrozi speciali și electrolit. Ele funcționează la 2,5 - 2,7 volți și se încarcă în mai puțin de zece secunde. Descărcarea este sub 60 de secunde, iar tensiunea scade progresiv. Energia specifică a supercapacitoarelor variază până la 30Wh/kg, cu mult mai puțin decât o baterie cu litiu-ion.

Rotative stabilizatoare sincrone

Pentru a compensa lipsa de inerție sincronă în generarea plantelor atunci când există o dependență ridicată de surse eoliene și solare, pot fi adăugate la sistem condensatoare sincrone (sincronizare), cunoscute și sub denumirea de stabilizatori rotativi. Acestea sunt utilizate pentru controlul frecvenței și tensiunii, unde stabilitatea rețelei trebuie îmbunătățită din cauza unei proporții mari de intrare regenerabilă variabilă. Acestea oferă o inerție sincronă fiabilă și pot ajuta la stabilizarea abaterilor de frecvență prin generarea și absorbția puterii reactive. Acestea nu sunt stocarea energiei în sens normal și sunt descrise în pagina de informații despre energia regenerabilă și energia electrică.

Sisteme de baterii la nivel mondial

Europa

Capacitatea totală de stocare a hidro -instalată în Europa a ajuns la 2,7 GWh la sfârșitul anului 2018 și este proiectată să fie de 5,5 GWh până la sfârșitul anului 2020, potrivit Asociației europene de stocare a energiei. Aceasta include sisteme de uz casnic, care cuprind mai mult de un - a treia din 2019 - 20 completări. EDF intenționează să aibă 10 GW de stocare a bateriei în Europa până în 2035. În martie 2020 Total a lansat un proiect de baterie cu litiu-ion de 25 MW/25 mWh la Mardyck, lângă Dunkirk, pentru a fi „cel mai mare din Franța”.

Primul dintre cele șase planificate de 15 MW de litiu - unități ionice într -un program de 100 de milioane de euro, 90 MW a fost energizat în iunie 2016 la Lünen Coal -} a tras în Germania. Pentru a se califica pentru funcționare comercială, bateriile trebuie să răspundă la apeluri automate în termen de 30 de secunde și să fie capabile să se ferească - în cel puțin 30 de minute.

În Germania, RWE a investit 6 milioane de euro într -un sistem de baterii ionice de 7,8 MW/7 MWh - ion pe site -ul său Herdecke Power Stație de lângă Dortmund, unde utilitatea operează o fabrică de depozitare pompată. A funcționat din 2018.

În Germania, un sistem de 10 MW/10.8 MWh - Sistem de stocare a bateriilor ionice a fost comandat în 2015 la Feldheim, Brandenburg. Are 3360 de litiu - module ionice de la LG Chem în Coreea de Sud. Unitatea de baterii de 13 milioane de euro stochează energie generată de o parcă eoliană locală de 72 MW și a fost construită pentru a stabiliza rețeaua de transmisie TSO 50HERTZ. De asemenea, participă la licitația săptămânală pentru rezerva de control primar.

RWE planifică un litiu de 45 MW - bateria ion la limita sa și una de 72 MW la centralele sale Werne Gerstein Power până la sfârșitul anului 2022, în principal pentru FCAS. Siemens planifică o baterie de 200 MW/200 MWh la Wunsiedel în Bavaria pentru stocarea energiei și gestionarea vârfului.

Utilitatea olandeză Eneco și Mitsubishi, în calitate de Enspireme, au instalat o baterie ionică de 48 MW/50 MWh - ion în Jardelund, Germania de Nord. Bateria este de a furniza rezerva primară la rețea și de a îmbunătăți stabilitatea rețelei într -o regiune cu multe turbine eoliene și probleme de congestionare a rețelei.

Operatorii germani ai sistemelor de baterii care sunt licitați pe piața de rezervă de control primar săptămânal se raportează că au primit un preț mediu de 17,8 EUR/MWH în 18 luni până în noiembrie 2016.

În Spania, Acciona a comandat o fabrică eoliană cu Bess în mai 2017. Uzina ACCIONA este echipată cu două sisteme de baterii ion Samsung - ioni, una care furnizează 1 MW/390 kWh și cealaltă producând 0,7 MW/700 kWh, conectate la o turbină eoliană de 3 MW și pe GRID. Ambele par să aibă răspuns la frecvență ca parte a rolului lor.

În mai 2016, Fortum în Finlanda a contractat compania franceză de baterii SAFT pentru a furniza un MEGAWATT de 2 milioane de euro - Litiu la scară {- Sistem de stocare a energiei cu baterii ionice pentru centrala sa suomenoja ca parte a celui mai mare proiect pilot BESS din țările nordice. Acesta va avea o ieșire nominală de 2 MW și va putea stoca 1 MWh de energie electrică, care va fi oferită TSO pentru reglarea frecvenței și netezirea ieșirii. Este similar cu sistemul care operează în regiunea Aube din Franța, care leagă două parcuri eoliene, total de 18 MW. SAFT a implementat peste 80 MW de baterii din 2012.

În Marea Britanie, 475 MW de stocare a bateriei au fost raportate ca funcționale în august 2019. În acest sens, 11 proiecte au variat între 10 și 87 MW, majoritatea cu contracte îmbunătățite de răspuns la frecvență.

Regeneble Energy Company Res oferă 55 MW de răspuns dinamic al frecvenței de la litiu - stocare a bateriei ionice, la National Grid. RES are deja peste 100 MW/60 MWh de stocare a bateriei în funcțiune, în mare parte în America de Nord.

În Marea Britanie, pe Insulele Orkney, funcționează un sistem de stocare a bateriilor ionice de 2 MW/500 kWh - ion. Această centrală Kirkwall folosește bateriile Mitsubishi în două containere de transport de 12,2 M și stochează puterea de la turbinele eoliene.

În Somerset, Cranborne Energy Storage are un sistem de 250 kW/500 kWh Tesla PowerPack Lithium - Sistem de stocare ionice asociat cu un set PV solar de 500 kW - în sus. Tesla susține că PowerPacks poate fi configurat pentru a asigura puterea și capacitatea energetică rețelei ca un activ autonom, oferind reglementarea frecvenței, controlul tensiunii și serviciile de rezervă. Unitatea standard Tesla Industrial Powerpack este de 50 kW/210 kWh, cu 88% rotundă - eficiență de călătorie.

În Marea Britanie, Statoil a comandat proiectarea unui sistem de baterii ionice de 1 MWh - ion, Batwind, ca stocare onshore pentru proiectul Hywind offshore de 30 MW la Peterhead, Scoția. Din 2018 este de a stoca excesul de producție, de a reduce costurile de echilibrare și de a permite proiectului să -și reglementeze propria sursă de alimentare și să capteze prețurile maxime prin arbitraj.

America de Nord

În noiembrie 2016 Pacific Gas & Electricity Co (PG&E) a raportat un proiect de demonstrație tehnologică de 18 - lună pentru a explora performanța sistemelor de stocare a bateriilor care participă la piețele de energie electrică din California. Proiectul a început în 2014 și a utilizat 2 MW/14 MWH VACA - Dixon și 4 MW Yerba Buena Sodium - sisteme de stocare a bateriilor cu sulf pentru a furniza servicii de energie și auxiliare pe piețele de sistem independente din California (CAISO) și controlate de CAISO pe piața operatorului independent. Proiectul pilot Yerba Buena Bess de 18 milioane de dolari a fost înființat de PG&E în 2013, cu 3,3 milioane de dolari din partea Comisiei pentru energie din California. VACA-DIXON BESS este asociat cu o fabrică solară PG&E din județul Solano.

În 2017, PG&E va utiliza bateria Yerba Buena pentru o altă demonstrație tehnologică care implică coordonarea a treia - Partid Distribuit Energy Resources (DERS) - cum ar fi solar rezidențial și comercial - folosind invertoare inteligente și stocare de baterii, controlate printr -un sistem distribuit de gestionare a resurselor energetice (DERMS).

În august 2015, GE a fost contractat pentru a construi un sistem de stocare a bateriilor cu ioni de litiu de 30 MW/20 MWh pentru Coachella Energy Storage Partners (CESP) din California, la 160 km est de San Diego. Facilitatea de 33 MW a fost finalizată de Zglobal în noiembrie 2016 și va ajuta flexibilitatea rețelei și va crește fiabilitatea în rețeaua de district de irigare imperială, oferind rampa solară, reglarea frecvenței, echilibrarea puterii și capacitatea de pornire neagră pentru o turbină de gaz adiacentă.

San Diego Gas & Electric are un litiu de 30 mW/120 mWh - ion Bess în Escondido, construit de AES Energy Storage și constând din 24 de containere care adăpostesc 400.000 de baterii Samsung în aproape 20.000 de module. Acesta va furniza cererea maximă de seară și va înlocui parțial depozitarea gazelor Aliso Canyon la 200 km nord, care a trebuit să fie abandonată la începutul anului 2016, din cauza unei scurgeri masive. (A fost utilizat pentru vârful - generare de gaz de încărcare.)

Facilitatea de stocare a bateriei SDG & E 30MW în Escondido, California. (Foto: San Diego Gas & Electric)

Edisonul din sudul Californiei construiește o instalație de baterie de 100 MW/400 MWh pentru a fi comisată în 2021, cuprinzând 80.000 de litiu - baterii ionice în containere. Un alt proiect mare SCE propus este un depozit de 20 MW/80 MWh pentru Altagas Pomona Energy la Gazul său Natural San Gabriel - Uzina de foc.

Un proiect mare este sudul Californiei de 50 de milioane de dolari Tehachapi 8 MW/32 MWh Litiu - Proiect de stocare a bateriilor ionice în combinație cu o fermă eoliană de 4500 MWE, folosind 10.872 de module de 56 de celule fiecare de la LG Chem, care poate furniza 8 MW peste patru ore. În 2016, Tesla s -a contractat pentru a furniza un sistem de 20 MW/80 MWh litiu - Sistem de stocare a bateriilor ionice pentru Substația Mira Loma din sudul Californiei Edison, pentru a ajuta la satisfacerea cererii de vârf zilnic.

Un sistem de baterii foarte mare a fost aprobat pentru Vistra's Gas - Centrala de aterizare a Moss Landing în județul Monterey, California. În cele din urmă, acest lucru poate fi de 1500 MW/ 6000 MWh, începând cu 182,5 MW/ 730 MWh în 2021. Va folosi 256 unități megapack Tesla'3 MWh. Dincolo de asta, planurile sunt tentative. Vistra plănuiește în altă parte un 300 MW/1200 MWh.

Tesla este raportată ca urmărește să aibă 50 GWH online până la începutul anilor 2020.

Ferma eoliană de 98 MW Laurel Mountain din Virginia de Vest folosește o mai multi - Utilizați 32 mw/8 mWh grilă - Bess conectat. Uzina este responsabilă pentru reglarea frecvenței și stabilitatea rețelei pe piața PJM, precum și arbitrajul. Bateriile de litiu - au fost realizate de sistemele A123, iar atunci când a fost comandată în 2011, a fost cel mai mare litiu - ion bess din lume.

În decembrie 2015, EDF Renewable Energy a comandat primul său proiect BESS în America de Nord, cu o capacitate flexibilă de 40 MW (20 MW) pe rețeaua de grilă PJM din Illinois pentru a participa la piețele de reglementare și capacitate. BY BYD America au fost furnizate de BYD America și constau din 11 unități containerizate în valoare totală de 20 MW. Compania are peste 100 MW de proiecte de stocare în curs de dezvoltare în America de Nord.

E.on America de Nord instalează două sisteme de baterii cu ioni de litiu de 9,9 mW -}} pentru parcurile eoliene Pyron și Inadale, ca Texas Waves Storage Projects în West Texas. Scopul este în principal pentru serviciile auxiliare. Proiectul urmează de 10 MW Corse de fier lângă Tucson, Arizona, adiacent unui tablou solar de 2 MWE.

SolarCity folosește 272 Tesla PowerPacks (litiu - sistem de stocare ion) pentru proiectul său de 13 MW/ 52 mWh Kaua'i Island Solar PV PV din Hawaii, pentru a satisface cererea de vârf de seară. Puterea este furnizată către Kauai Island Utility Cooperative (KIUC) la 13,9 cenți/kWh timp de 20 de ani. KIUC pune în funcțiune, de asemenea, un proiect cu o fermă solară de 28 MWE și 20 MW/100 MWh System.

Toshiba a furnizat un BESS mare pentru Hamilton, Ohio, cuprinzând o serie de 6 mW/ 2 mWh litiu - baterii ionice. Este revendicat durata de viață de peste 10.000 de taxe de taxare -.

POWIN Energy și Hecat Energy construiesc două proiecte în valoare totală de 12,8 MW/52,8 MWh în Ontario, pentru operatorul de sistem de electricitate independent. Powin's Stack 140 Baterie de 2 MWh va cuprinde sistemele, la Kitchener (20 de tablouri) și Stratford (6 tablouri).

O utilitate mare - Storage de electricitate la scară este de 4 MWBaterie de sodiu - sulf (NAS)sistem pentru a oferi o fiabilitate îmbunătățită și calitatea puterii pentru orașul Presidio din Texas. A fost energizat la începutul anului 2010 pentru a oferi înapoi rapid - pentru capacitatea eoliană în rețeaua ERCOT locală. Bateriile de sodiu - sulf sunt utilizate pe scară largă în altă parte pentru roluri similare.

În Anchorage, Alaska, un sistem de baterii de 2 MW/0,5 MWh este completat de o volană, pentru a ajuta la utilizarea energiei eoliene.

Avista Corp din statul Washington, Northwest SUA, achiziționează un 3,6 MWBaterie de flux de redox vanadiu (VRFB)pentru a încărca echilibrul cu regenerabile.

ISO din Ontario a contractat un 2 MWZinc - Baterie de flux redox de fierdin sistemele energetice Vizn.

Asia de Est

Comisia Națională de Dezvoltare și Reformă din China (NDRC) a solicitat mai multe 100 MWBaterie de flux de redox vanadiu (VRFB)Instalații până la sfârșitul anului 2020 (precum și un sistem de stocare a energiei aerului de aer comprimat de 10 mW/100 mWh, o unitate de stocare a energiei de energie de 10 mW/1000 mJ, 100 mW, 100 mW {- sisteme de stocare a energiei pentru baterii ionice și un nou tip de dispozitiv de stocare a capacității de sare -.

Rongke Power instalează un VRFB de 200 MW/800 MWh la Dalian, China, susținând că este cel mai mare din lume. Este de a răspunde cererii maxime, de a reduce reducerea de la fermele eoliene din apropiere, de a îmbunătăți stabilitatea rețelei și de a asigura capacitatea de pornire neagră de la mijlocul - 2019. Rongke planifică 2 producție de fabrică GW/an în anii 2020. Pu Neng din Beijing planifică producția pe scară largă de VRFBS și a primit un contract în noiembrie 2017 pentru construirea unei unități de 400 MWh. Sumitomo a furnizat un VRFB de 15MW/60 MWh pentru Hepco în Japonia, comandat în 2015.

VRB Energy din China dezvoltă mai multe proiecte de baterii cu celule de flux: provincia Qinghai, 2 MW/10 MWh pentru integrarea vântului; Provincia Hubei, integrare fotovoltaică de 10 MW/50 MWh crescând la 100 MW/500 MWh; Provincia Liaanlong, integrare regenerabilă de 200 MW/800 MWH; Jiangsu 200 MW/1000 MWh Integrare offshore Wind.

Hokkaido Electric Power a contractat Sumitomo Electric Industries pentru a furniza o grilă - sistem de stocare a energiei bateriei cu flux la scară pentru o parcă eoliană din nordul Japoniei. Aceasta va fi o baterie de flux redox Vanadium Redox de 17 MW/51 mWh, capabilă de trei ore, scadentă online în 2022 la Abira, cu durata de viață de proiectare de 20 de ani. Hokkaido operează deja un VRFB de 15 MW/60 MWh construit și de Sumitomo Electric, în 2015.

Australia

În Australia de Sud, Hornsdale Power Reserve este un Tesla 150 MW/194 MWH Litiu - Sistem ion de lângă Ferma eoliană MWE de 309 MWE din Neoen, lângă Jamestown. Aproximativ 70 MW din capacitate este contractat guvernului de stat pentru a oferi stabilitatea rețelei și securitatea sistemului, inclusiv serviciile auxiliare de control al frecvenței (FCAS). Detalii mai complete înSisteme de stocare a energiei baterieiSecțiunea de mai sus.

În Victoria, Neoen construiește o baterie mare de 300 MW/450 MWh Victorian, lângă Geelong. Neoen are un contract de servicii de grilă de 250 MW cu operatorul de piață al energiei australiene (AEMO) pentru a ajuta la stabilitatea rețelei și a „debloca mai multă energie regenerabilă” cu FCAS. Tesla a fost contractată pentru furnizarea și operarea sistemului, formată din 210 Megapacks Tesla, așteptat online până în 2022. În timpul testării inițiale la sfârșitul lunii iulie 2021, unul dintre Megapacks Tesla a luat foc.

Neoen a construit o baterie de 20 MW/34 MWh, care completează o fermă eoliană de 196 MWE la Stawell, în Victoria, pentru Bulgana Green Power Hub.

În Victoria, o baterie de 30 MW/30 MWh furnizată de Fluence este în apropiere de Ballarat, iar la Gannawarra, lângă Kerang, din 2018, o baterie Tesla Powerpack de 25 MW/50 MWh este integrată cu o fermă solară de 50 MWE.

În Australia de Sud, o fabrică PV solară de 330 MWE este propusă de Lyon Group, schema de depozitare solară Riverland de la Morgan, care va fi susținută de o baterie de 100 MW/400 MWh, cu estimarea costurilor la 700 milioane și respectiv 300 de milioane de dolari. În apropierea minei de baraj olimpic din nordul statului, proiectul de 120 MW solar PV plus 100 MW/200 mWh Battery Kingfisher este propus de Grupul Lyon, probabil că costă probabil 250 de milioane, respectiv 150 de milioane de dolari.

AGL a contractat Wärtsilä pentru a furniza o baterie de fosfat de fier de litiu de 250 mW/250 mWh (LFP) la Torrens Island Gas - centrala de foc, în apropiere de Adelaide pentru utilizare din 2023. Poate fi extins la 1000 MWh.

Bateria mare de 100 MW/100 MWh Playford este planificată în Australia de Sud în colaborare cu Proiectul PV Solar PV Cultana 280 MWE pentru a servi Whyalla Steelworks de la Arrium.

Prima utilitate din Australia - Bateria de flux la scară va fi construită la Neuroodla, la 430 km nord de Adelaide. Acesta va fi furnizat de Invinitate și are o capacitate de 2 MW/8 MWh pentru a furniza supliment de vârf de seară și servicii auxiliare, fiind taxat de un tablou solar de 6 MW. Modulele VRFB individuale sunt de 40 kW.

În Queensland, la Wandoan South, o baterie de 100 MW/150 MWh este instalată pentru Vena Energy.

În Queensland, în apropiere de Lakeland, la sud de Cooktown, o fabrică PV solară de 10,4 MW urmează să fie completată cu 1,4 MW/5,3 MWh de litiu - bateria ionică ca margine a setului de grilă - în sus, cu modul insular în timpul vârfului de seară. Acesta va folosi fabrica de soluții de stocare a energiei hibride Conergy și va fi datorat online în 2017. Proiectul A 42,5 milioane USD va reduce nevoia de actualizare a rețelei. BHP Billiton este implicat în proiectul prototip pentru site -urile de mină la distanță. Alte astfel de sisteme sunt la Minele DeGrussa și Weipa.

În nord -vestul Australiei, un litiu Kokam de 35 MW/11,4 mWh ion ioni funcționează din septembrie 2017 pe o grilă privată de servire a minelor, alături de o uzină de 178 MWE - cu răspuns lent. A ajutat la controlul frecvenței și la stabilizarea grilei mici. Cu adăugarea propusă de 60 MWE de capacitate solară, este prevăzută o a doua baterie.

La Tom Price în Pilbara, o baterie de 45 MW/12 MWh funcționează ca o mașină sincronă virtuală, înlocuind rezerva de filare în turbine cu gaz. De asemenea, este instalată o baterie Hitachi de 50 MW/75 MWh. O baterie de 35 MW/12 MWh funcționează deja în apropiere la Mount Newman.

Alte țări

În Rwanda, 2,68 MWh de stocare a bateriei de la Tesvolt din Germania este contractat pentru a furniza puterea de irigare agricolă - pentru irigarea agricolă, off - grilă, folosind celule ionice de 4,8 kwh. Tesvolt revendică 6000 de cicluri de încărcare completă cu o adâncime de 100% de descărcare pe 30 de ani de viață de serviciu.

Alte tehnologii de baterii (decât litiu - ion)

Bateriile cu flux de vanadiu NB și bateriile de sodiu - sunt descrise în secțiunea Sisteme de stocare a energiei bateriei de mai sus.

RedFlow are o gamă de module de baterii cu flux de bromură de zinc (ZBM), care pot fi instalate în legătură cu alimentarea intermitentă și sunt capabile să se descarce și să se încarce zilnic. Sunt mai durabile decât litiu - tip ion și debit de energie preconizat pentru unitățile ZBM mai mici variază până la 44 MWh. Baterie mare - la scară (LSB) cuprinde 60 de baterii ZBM-3 care furnizează vârful de 300 kW, continuu 240 kW, la 400-800 volți și furnizează 660 kWh.

EOS Energy Storage în SUA își folosește ZNYTHBaterie apoasă de zinccu un catod hibrid de zinc și optimizat pentru suport pentru rețea utilitară, oferind descărcare continuă de 4 până la 6 ore. Acesta cuprinde 4 kWh unități care constituie subsisteme de 250 kW/1 MWh și un sistem complet de 1 MW/4 MWh. În septembrie 2019, EOS și Holtec International au anunțat formarea de Hi - puterea, o asociere comună pentru a produce în masă baterii de zinc apoase pentru industrial - stocare de energie la scară, inclusiv stocarea puterii excedentare de la Holtec SMR-160 Reactors miculare mici, pentru a livra puterea de la GRID în timpul cererii de vârf.

Duke Energy testează unHybrid UltraCapacitor - stocare baterieSistem (HESS) în Carolina de Nord, aproape de o instalație solară de 1,2 MW. Bateria de 100 kW/300 kWh folosește chimie hibridă apoasă cu electrolit cu apă sărată și separator de bumbac sintetic. Ultracapacitoarele de răspuns {-}- netezi fluctuațiile de încărcare.

Costul inferior -Lead - Baterii acidesunt, de asemenea, într -o utilizare pe scară largă la scară de utilitate mică, băncile de până la 1 MW fiind utilizate pentru a stabiliza generarea de energie eoliană. Acestea sunt mult mai ieftine decât litiu - ion, unele sunt capabile de până la 4000 de cicluri de descărcare profundă și pot fi complet reciclate la sfârșitul vieții. Ultrabattery -ul Ecoult combină o supapă - plumb reglementat - acid (vrla) cu un ultraracapacitor într -o singură celulă, oferind un nivel ridicat de - rata parțială - State - din - operațiunea de încărcare {- din - operațiunea de încărcare - din - operațiunea de încărcare {- din - operațiune de încărcare {- din - operațiunea de încărcare {- din - operațiunea de încărcare cu longevitate și eficiență. Un sistem de ultrabattery de 250 kW/1000 kWh cu 1280 de baterii Ecoult a fost comandat în septembrie 2011 la PNM Prosperitate Energy Stocare Project la Albuquerque, New Mexico, de către S&C Electric în legătură cu un sistem fotovoltaic solar de 500 kW, în principal pentru reglarea tensiunii. Cel mai mare plumb din Australia - Sistemul de stocare a bateriilor acid este de 3 MW/1,5 MWh pe King Island.

Universitatea Stanford dezvoltă unAluminiu - Baterie ionică, revendicând costuri reduse, inflamabilitate scăzută și ridicat - capacitate de stocare a încărcării peste 7500 de cicluri. Are un anod din aluminiu și un catod de grafit, cu electrolit de sare, dar produce doar tensiune joasă.

Gospodărie - Scale Bess

În mai 2015, Tesla a anunțat o unitate de stocare a bateriei de gospodărie de 7 sau 10 kWh pentru stocarea energiei electrice din regenerabile, folosind baterii ionice de litiu - similare cu cele din mașinile Tesla. Va livra 2 kW și va lucra la 350 - 450 volți. Sistemul Powerwall ar fi vândut instalatorilor la 3000 de dolari pentru o unitate de 7 kWh sau 3500 USD pentru 10 kWh, deși ultima opțiune a fost întreruptă prompt, iar prima a fost redusă la stocare de 6,4 kWh și 3,3 kW. În timp ce aceasta este în mod clar la scară internă, dacă este preluată pe scară largă, va avea implicații la grilă. Tesla solicită 15 c/kWh pentru a utiliza stocarea, plus costul acelei energii regenerabile inițial, cu o garanție de 10 ani, 3650 de cicluri care acoperă o scădere a producției la 3,8 kWh la cinci ani, 18.000 kWh.

În Marea Britanie, Powervault furnizează baterii diverse pentru uz casnic, în principal cu PV solar, dar și în vederea economiilor cu contoare inteligente. Bateria sa de 4 kWh -} este cel mai popular produs la 2900 GBP instalat, deși bateriile reale trebuie înlocuite la fiecare cinci ani. O litiu de 4 kWh - unitate ionică costă 3900 GBP instalată, iar alte produse variază între 2 și 6 kWh, costând până la 5000 de lire sterline instalate.

În aprilie 2017, LG Chem a oferit o serie de baterii în America de Nord, atât scăzut -, cât și tensiune ridicată -. Are baterii de 48 de volți cu 3,3, 6,5 și 9,8 kWh și baterii de 400 de volți cu 7,0 și 9,8 kWh.

Domestic - Lithium {- ion bess poate fi supus restricțiilor de foc care interzice unitățile care sunt atașate de pereții unei locuințe.

Depozitarea energiei de aer comprimate

Depozitarea energiei cu aer comprimat (CAES) în caverne geologice sau mine vechi este testată ca tehnologie relativ mare - la scară de stocare, folosind gaz - compresoare sau electrice, căldura adiabatică fiind aruncată (acesta fiind sistemul diabetic). Când este eliberat (cu preîncălzire pentru a compensa răcirea adiabatică), alimentează o turbină cu gaz cu arsură suplimentară de combustibil, evacuarea fiind utilizată pentru preîncălzire. Dacă căldura adiabatică din compresie este stocată și utilizată mai târziu pentru preîncălzire, sistemul este CAES adiabatic (A - CAES).

Instalațiile CAES pot fi de până la 300 MW, cu o eficiență în general de aproximativ 70%. Capacitatea CAES poate chiar să producă producția dintr-un parc eolian sau 5-10 MW de capacitate fotovoltaică solară și să o facă parțial expediată. Două sisteme Diabetice CAES sunt în funcțiune, în Alabama (110 MW, 2860 MWh) și Germania (290 MW, 580 MWh), iar altele au fost trializate sau dezvoltate în altă parte a SUA.

Bateriile au o eficiență mai bună decât CAE (producția ca proporție de electricitate de intrare), dar costă mai mult pe unitatea de capacitate, iar sistemele CAES pot fi mult mai mari.

Duke Energy și alte trei companii dezvoltă un proiect de 1200 MW, 1,5 miliarde de dolari în Utah, auxiliare la un parc eolian de 2100 MW și alte surse regenerabile. Acesta este proiectul de stocare a energiei intermountain, folosind caverne de sare. Acesta vizează o durată de 48 de ore pentru descărcarea de descărcare pentru a pune la punct lacunele de intermitență, de aceea aparent peste 50 GWH. Site -ul poate stoca, de asemenea, surplusul de energie solară transmisă din sudul Californiei. Trebuie să fie construit în patru etape de 300 MW.

Gaelectric Energy Stocare planifică un proiect CAES de 550 GWH/an la Larne, Irlanda de Nord.

În SUA, proiectul Gill Ranch Caes este adaptat pentru a fi o instalație de stocare a energiei gazelor comprimate (CGES), gazul natural, mai degrabă decât aerul depozitat sub presiune. Gazul este depozitat la aproximativ 2500 psi și 38 de grade. Extinderea la presiunea conductei de 900 psi necesită preîncălzire pentru a evita apa lichidă și formarea hidratatului.

Toronto Hydro cu Hydrostor are un proiect pilot folosind aer comprimat în Bladders 55m sub apă în Lacul Ontario pentru a produce 0,66 MW peste o oră.

Depozitare criogenică

Tehnologia funcționează prin răcirea aerului până la - 196 grade, moment în care se transformă în lichid pentru depozitare în rezervoare de presiune izolate -. Expunerea la temperaturi ambientale determină gazificări rapide RE - și expansiune de 700 de ori în volum, utilizată pentru a conduce o turbină și a crea energie electrică fără combustie. HighView Power in Marea Britanie planifică o instalație de „aer lichid” la scară comercială de 50 MW/250 MWh, pe un loc de centrale electrice în uz, bazat pe o fabrică pilot din Slough și o fabrică de demonstrație în apropiere de Manchester. Energia poate fi păstrată săptămâni întregi (în loc de ore ca pentru baterii) la un cost nivelizat proiectat de 110 GBP/MWh (142 USD/MWh) pentru un sistem de 10 ore, 200 MW/2 GWH.

Depozitare termică

Așa cum este descris în subsecțiunea termică solară a hârtiei de energie regenerabilă WNA, unele plante CSP folosescsare topităPentru a stoca energia peste noapte. Gemasolarul MWE din Spania, 20 MWE, pretinde a fi prima bază din lume - încărcarea plantei CSP, cu un factor de capacitate de 63%. Planta de 200 MWE Andasol din Spania folosește, de asemenea, depozitarea căldurii cu sare topită, la fel ca și Solana de 280 MWE din California.

Un dezvoltator de reactor de sare topit (MSR), Moltex, a prezentat un concept de depozitare a căldurii cu sare topită (GridReserve) pentru a suplimenta regenerabilele intermitente. Moltex sugerează un reactor de sare stabil de 1000 MWE care funcționează continuu, devierea căldurii la aproximativ 600 de grade în perioade de cerere scăzută pentru depozitarea sării de nitrați (așa cum este utilizat în plantele solare CSP). În perioadele cu cerere ridicată, puterea poate fi dublată până la 2000 MWE folosind căldura depozitată până la opt ore. Se pretinde că magazinul de căldură adaugă doar 3 GBP/MWh la costul nivelizat al energiei electrice.

O altă formă de depozitare a căldurii este dezvoltată în Australia de Sud, unde utilizează compania 1414 (14D)Silicon topit. Procesul poate stoca 500 kWh într -un cub de 70 cm de siliciu topit, de aproximativ 36 de ori mai mult decât Powerwall -ul Tesla în același spațiu. Deversează printr -un dispozitiv de schimb de căldură -, cum ar fi un motor Stirling sau o turbină și recicla căldura. O unitate de 10 MWh ar costa aproximativ 700.000 USD. (1414 grade este punctul de topire al siliciului.) O demonstrație TESS trebuie să fie la Aurora Solar Energy Project lângă Port Augusta, Australia de Sud.

Tot în Australia, un material amestecat numitAliaj de decalaj de misicibilitate (MGA)stochează energie sub formă de căldură. MGA cuprinde mici blocuri de metale amestecate, care primesc energie generată de regenerabile, cum ar fi solar și eolian, care este excedent pentru a rețea cererea și a o stoca până la o săptămână. Este citat un cost de 35 USD/kWh, mult mai mic decât litiu - baterii ionice, dar are un timp de răspuns mai lent decât bateriile - 15 minute. Căldura este eliberată pentru a genera abur, potențial în cărbune reconstituit - plante trase. Compania MGA Thermal a fost rotită de la Universitatea din Newcastle, iar utilizarea unei subvenții federale este construirea unei fabrici pilot. Are mai multe sisteme dezvoltate pentru temperaturi de la 200 la 1400 de grade.

O altă formă de depozitare a energiei este ICE.Energie cu gheațăare contracte din sudul Californiei Edison pentru a furniza 25,6 MW de depozitare a energiei termice folosind sistemul său de urși de gheață, atașat la unități mari de aer condiționat. Acest lucru face gheață noaptea când cererea de energie este scăzută, apoi o folosește pentru a oferi răcire în timpul zilei în loc de compresoare de aer condiționat, reducând astfel cererea de vârf.

Depozitarea hidrogenului

În Germania, Siemens a comandat o instalație de depozitare a hidrogenului de 6 MW folosindMembrană de schimb de protoni (PEM)Tehnologie pentru a converti excesul de energie eoliană în hidrogen, pentru a fi utilizat în celulele de combustibil sau adăugat la alimentarea cu gaze naturale. Uzina din Mainz este cea mai mare instalație PEM din lume. În Ontario, hidrogenica s -a asociat cu utilitatea germană E.on pentru a crea o instalație PEM de 2 MW care a venit pe linie în august 2014, transformând apa în hidrogen prin electroliză.

Eficiența electrolizei față de celula cu combustibil la electricitate este de aproximativ 50%.

San Diego Gas & Electric lucrează cu israelieni Gencell pentru a instala 30 GENCELL G5RX Back - Up Cells Fuel la stațiile sale. Acestea sunt celule alcaline pe bază de hidrogen - cu o producție de 5 kW. Sunt fabricate în Israel și folosite acolo de Israel Electric Corporation.

Depozitare cinetică

Roași de zborstocați energia cinetică și sunt capabile de zeci de mii de cicluri de reîncărcare.

ISO din Ontario a contractat pentru un sistem de stocare a volantului de 2 MW de la Nrstor Inc. Hawaiian Electric Co instalează un sistem de volant de 80 kW/320 kWh de la Amber Kinetics pentru rețeaua Oahu, acesta fiind un modul potențial al mai multor. În mod normal, volanurile, depozitarea energiei cinetice gata să se transforme în electricitate, sunt utilizate pentru controlul frecvenței, mai degrabă decât pentru stocarea de energie, acestea furnizează energie pe o perioadă relativ scurtă și pot furniza fiecare până la 150 kWh. Amber Kinetics revendică patru - Capacitate de descărcare de oră.

Germania produce unități Durastor din Germania, care au capacități de la zeci de kilowati până la aproximativ un megawatt. Aplicațiile variază de la frânarea regenerativă pentru trenuri până la serviciile auxiliare ale fermei eoliene.

Utilizarea principală a volanurilor este în alimentare rotativă diesel rotativă neîntreruptă (Drups) set - UPS, cu 7 - 11 a doua călătorie - prin funcție sincronă în timpul pornirii unui generator de diesel integrat în urma eșecului aprovizionării. Acest lucru oferă timp -e.g.30 de secunde - pentru motorină normală înapoi - până la început.