Аккумуляторная электростанция: Аккумуляторные электростанции: купить портативная аккумуляторную электростанцию в Москве

Содержание

Аккумулятор размером с комнату, или зачем ТЭЦ запасает электроэнергию

Как 10 тысяч пауэрбанков для телефона или 400 автомобильных аккумуляторов — именно столько электроэнергии способна запасти одна аккумуляторная батарея Ново-Кемеровской ТЭЦ. А таких на электростанции четыре, и каждая занимает отдельную комнату.

Аккумуляторные батареи есть на всех без исключения ТЭЦ и ГРЭС. Разница лишь в их ёмкости и количестве — чем больше электростанция, тем больше должно быть аккумуляторов. На Ново-Кемеровской ТЭЦ, например, 4 аккумуляторных батареи большой емкости и 2 поменьше. На Томь-Усинской ГРЭС — 5, на Беловской ГРЭС — 4.

Для чего нужны

Производство электроэнергии и тепла процесс очень сложный. Редко, но все же могут случаться технологические нарушения, из-за которых электростанция внезапно полностью перестает вырабатывать электроэнергию, в таких случаях говорят, что ТЭЦ или ГРЭС села на ноль.

Риски посадки на ноль возрастают в летнее время, когда на ТЭЦ идут ремонты, работает минимальный состав оборудования и перехватить отключённый энергоблок нечем.

Ноль может быть с потерей электроэнергии на собственные нужды, то есть станция полностью отсоединяется от Единой энергосистемы и ей нечем питаться. Вот тут и нужны аккумуляторные батареи.
В ситуации посадки на ноль восстановление подачи электроэнергии на станцию начинается с манипуляций с выключателями, через которые она подключена к единой сети. Но для того чтобы включить что-то электрическое, уже нужно электричество. Поэтому с аккумуляторов подают ток на электроприводы этих самых выключателей.

На станции есть элементы оборудования, которое никогда нельзя оставлять без напряжения. Например, внутри генератора находятся кубометры водорода под давлением. Выйти наружу ему не дают специальные подшипники. Между частями подшипников постоянно нагнетается масло под большим давлением — водород сквозь него пройти не может. Масло на эти подшипники подают специальные электрические насосы. Если они остановятся, водород может выйти наружу. А это, понятно, крайне опасно — потенциальный взрыв, пожар и так далее.

Две отдельные аккумуляторные батареи на Ново-Кемеровской ТЭЦ — для питания узла связи, чтобы с электростанцией можно было связаться по проложенным кабельным линиям, если нарушена работа интернета.
От аккумуляторных батарей запитано также аварийное освещение, чтобы люди могли безопасно эвакуироваться из цехов или передвигаться для восстановления работы оборудования. На главном щите управления, например, аварийного освещения больше всего и работать от аккумуляторов оно может дольше. Функционирование компьютеров на главном щите и отдельных систем управления станцией, которые не должны останавливаться, также поддерживается аккумуляторами.

Аккумуляторная батарея №6 на Ново-Кемеровской ТЭЦ имеет емкость 1000 А*ч с напряжением 220 вольт. Она — для питания энергоблока №15.

Емкости аккумуляторных батарей достаточно для электроснабжения насосов на 1 час, аварийного освещении — на 4 часа. За это время подача электроэнергии на собственные нужды электростанции должна быть восстановлена.

Как устроены

Аккумуляторные батареи на электростанции занимают отдельные помещения — им требуется много места. Аккумулятор состоит из отдельных элементов, или банок. Если одна банка выходит из строя, ее можно отремонтировать или заменить — не надо менять аккумуляторную батарею полностью. Специалисты следят за плотностью и емкостью электролита внутри банок. Для удобства обслуживания все банки пронумерованы.

Во-вторых, когда аккумуляторная батарея заряжается, она выделяет водород, поэтому помещение должно быть оснащено хорошей вентиляцией. А температуру необходимо поддерживать в диапазоне 20 градусов — поэтому в аккумуляторной установлены контрольные термометры.

Как заряжают

Для этого есть специальное зарядное устройство. По проложенным кабелям оно подаёт на банки электроэнергию, которую вырабатывает электростанция. В принципе, все как в зарядке телефона от пауэрбанка, только в десятки тысяч раз мощнее.
Но на ТЭЦ аккумуляторы не стоят заряженными в ожидании аварийного ситуации. Они включены в систему энергоснабжения. То есть постоянно заряжаются и отдают электроэнергию — насосам, аварийному освещению, компьютерам на щитах управления, приводам выключателей, цепям релейной защиты автоматики.
Благодаря этому в случае посадки на ноль либо отказа важных маслонасосов, не нужно будет подключаться к аккумуляторам — они уже в цепочке энергоснабжения. Это можно сравнить с работой ноутбука: если он подключен к сети, аккумулятор одновременно и заряжается, и отдает часть накопленного заряда для работы устройства. А если выдернуть кабель из розетки, в работе ноутбука ничего не нарушится. Только источник питания станет с ограниченным ресурсом.

Аккумуляторные накопительные электростанции (АкЭС) — особенности конструкции и характеристики

На чтение 14 мин. Просмотров 2.1k. Опубликовано

Аккумуляторная накопительная электростанция – разновидность аккумулирующих электростанций, которая использует аккумуляторные батареи на электрохимической основе для хранения энергии. В отличие от традиционных аккумулирующих электростанций типа ГАЭС с мощностью свыше 1000 МВт, энергия от аккумуляторных электростанций исчисляется от нескольких кВт до нескольких МВт. В частности крупнейшая созданная система такого рода достигает мощности в 300 МВт-ч. как и все ГАЭС, аккумуляторные электростанции, в основном, служат для покрытия пиковых нагрузок, недостаточного питания цепи управления и стабилизации электросети. Малые накопители называют солнечными батареями, емкость которых измеряется несколькими кВт-ч, в большинстве своем расположены в частном секторе и днем работают вместе с системами фотовольтаики с теми же размерами для обеспечения дополнительной энергии в более пасмурные или непродуктивные вечерние и ночные часы или для увеличения потребления. Иногда аккумуляторные электростанции строятся вместе с маховиками для сохранения энергии аккумуляторов. Маховики могут лучше реагировать на мгновенные колебания.

Конструкция

По конструкции аккумуляторные электростанции можно сравнивать с бесперебойными источниками питания, хотя первые – гораздо больше. В целях безопасности аккумуляторы хранятся на складах или в контейнерах. Как и в случае с ИБП, проблема в том, что электрохимическая энергия хранится или исходит в виде постоянного тока, тогда как сети электростанций часто работают на напряжении переменного тока. По этой причине для работы с высоковольтными сетями аккумуляторные электростанции должны быть соединены с дополнительными преобразователями. Среди силовой электроники этого класса присутствует запираемый тиристор, используемый при передаче постоянного тока высокого напряжения. В зависимости от соотношения мощности и энергии, ожидаемого срока службы и, конечно же, цены могут применяться различные системы аккумуляторов. В 1980-х для первых аккумуляторных электростанций использовались свинцово-кислые батареи. Следующие несколько десятилетий все чаще применяли никель-кадмиевые и натрий-серные батареи. Начиная с 2010 года, все больше и больше коммунальных аккумуляторных электростанций переходят на ионно-литиевые батареи из-за быстрого удешевления этой технологии, управляемой автопромом. Подходящим примером является аккумуляторная электростанция «Шверин» в Дрездене или электростанция компании «BYD» в Гонконге. В малобюджетных проектах, в основном, используются ионно-литиевые батареи, некоторые виды редокс-систем, реже – свинцово-кислые батареи. Существует множество поставщиков электричества с крупных аккумуляторных электростанций.

Рабочие характеристики

Так как им не нужно механическое движение, аккумуляторные электростанции могут иметь предельно малое время регулирования и запуска (в пределах десятков миллисекунд при полной загрузке). За счет этой реактивности, они могут за несколько минут снизить пики мощности, но также они могут пропустить быстрые (секундные) колебания, возникающие при работе электросетей на пределе мощности. Эти колебания подразумевают колебания напряжения периодичностью в несколько десятков секунд, что в худшем случае может привести к быстрому росту амплитуды и последующему отключения электричества. Аккумуляторные электростанции соответствующих размеров могут эффективно противодействовать этим колебаниям. Поэтому, главным образом, их можно применять в регионах, где энергосистемы работают на полную мощность, подвергая риску стабильность электросетей. Крупные электростанции (натрий-серные, к примеру) также могут использоваться вместе с периодическими возобновляемыми источниками энергии в автономных гибридных малых электросетях.

Некоторые системы, работающие при высоких температурах или с использованием коррозионных агентов, могут отключиться, даже не находясь в работе (старение по времени). Другие технологии несут ущерб из-за исчерпания циклов зарядки-разрядки (старение по циклам), особенно – при большой нагрузке. Эти два типа возрастного старения провоцируют ухудшения качеств (падение емкости или напряжения), перегрев и даже критические сбои (утечки электролита, пожар, взрыв). Чтобы предотвратить это, некоторые батареи могут отправляться на ремонт. К примеру, негерметичные свинцово-кислые батареи производят водород и кислород из водного электролита при перезарядке. Регулярно в них должна заправляться вода во избежание повреждения батареи, а воспламеняющиеся газы должны выходить для снижения риска взрыва. Однако ремонт стоит денег, и более новые батареи типа ионно-литиевых разработаны для длительной эксплуатации без ремонта. Следовательно, большая часть современных систем состоит из надежных блоков батареи, за которыми ведется автоматическое наблюдение и заменяемых только при падении их качества работы ниже определенного уровня.

Примеры существующих ЭС

Ниже приведены некоторые из крупнейших аккумуляторных электростанций:

Проект «Chino Battery Storage»

Аккумуляторная электростанция, работавшая в калифорнийском городе Чино в 1988-1997 годах и принадлежавшая компании «Southern California Edison», служила, в основном, для стабилизации работы электросетей и могла использоваться в качестве стационарного трансформатора из-за частых сбоев в работе энергосистемы региона или для запуска из полностью обесточенного состояния электростанций без самозагрузки. Электростанция давала пиковую мощность в 14 МВт, которая, однако, была чрезвычайно мала для эффективной стабилизации сети компании, и могла хранить 40 МВт-ч энергии. Система состояла из 8256 свинцово-кислых батарей, выстроенных в восемь линий, распределенных в двух помещениях.

Проект «Golden Valley Electric», Фэрбанкс

Одной из крупнейших работающих с 2010 года систем расположена в городе Фэрбанксе и принадлежит компании «Golden Valley Electric». Из-за больших расстояний электросети Аляски работают в автономном режиме и не соединены напрямую с соседней североамериканской сетью. Аккумуляторная электростанция с максимальной мощностью в 27 МВт используется для стабилизации электросети, покрытия пиковых потребностей и компенсации реактивной мощности. Она была введена в работу в 2003 году и состояла из 13760 никель-кадмиевых батарей, выстроенных в четыре линии. Никель-кадмиевые элементы были созданы компанией «Saft Groupe S.A.», а инверторы – компанией «ABB Group».

Система компании «BYD», Гонконг

Китайская компания «BYD» управляет аккумуляторными блоками с емкостью в 40 МВт-ч и максимальной мощностью в 20 МВт, расположенными в Гонконге. Крупная электростанция используется для смягчения пиков загрузки при потребностях в энергии. Таким же образом она способствует частотной стабилизации в сети. Батареи состоят, в общей сложности, из почти 60000 отдельных литий-железо-фосфатных элементов, каждый из которых способен хранить 230 ампер-часов. Проект стартовал в октябре 2013 года, а в июне 2014 года он был запущен в эксплуатацию. Три месяца понадобилось для постройки этой электростанции. Применение разницы цен между загрузкой и разгрузкой электричества днем и ночью, избежание использование электросетей в пиковые периоды и получение дохода с таких услуг, как частотная стабилизация, позволяет использовать эту систему без дотаций. На данный момент рассматривается три места для постройки электростанции с пиковой мощностью в 1000 МВт и емкостью в 200 МВт-ч.

Аккумуляторная электростанция в Шверине

Немецкая энергокомпания «WEMAG» пользуется аккумуляторной электростанцией в Шверине с ионно-литиевыми батареями для компенсации кратковременных колебаний мощности. Поставщиком электростанции является берлинская компания «Younicos». Южнокорейская компания «Samsung SDI» поставила ионно-литиевые элементы. По состоянию на сентябрь 2014 год энергоячейка была способна хранить 5 МВт-ч и выдавать мощность в 5 МВт. Аккумуляторная электростанция состоит из 25600 литий-марганцевых элементов и примерно пяти трансформаторов среднего напряжения с региональным распределением, соединенных с расположенной рядом высоковольтной сети в 380 кВ.

Фотоэлектрическая и комбинированная электростанции

Существующая фотоэлектрическая электростанция Альтдэйбер близ Витштока (федеральная земля Бранденбург) дает Германии 2 МВт-ч электроэнергии. Особенностью здесь является то, что здание было доставлено и установлено в контейнерах для немедленного использования на месте без основных строительных работ. Электростанция использует свинцово-кислые батареи.

Гибридная аккумуляторная электростанция в Брадерупе

С июля 2014 года энергокомпания «Nord GmbH & Co. KG» использует крупнейшие гибридные батареи в Европе на электростанции в Брадерупе (федеральная земля Шлезвиг-Гольштейн). Система состоит из ионно-литиевых (мощность – 2 МВт, емкость – 2 МВт-ч) и проточных ванадиевых аккумуляторов (мощность – 330 кВт, емкость – 1 МВт-ч). Используются ионно-литиевые модули от «Sony», проточные аккумуляторы сделаны компанией «Vanadis Power GmbH».

Накопительная установка соединена с местным ветропарком (18 МВт мощности). В зависимости от силы ветра и состояние заряда каждая батареи системы, разработанной «Bosch», распределяет выработанную ветрогенераторами энергию к нужной батареей. Компания «Bosch» также отвечают за воплощение проекта и интеграцию системы. Гибридная батарея подключена к энергосистеме десятикилометровым подземным кабелем. В случае перегрузки сети батареи запасают энергию с ветропарка и возвращают ее электросети в более подходящее время. С помощью этого метода сбой в работе ветрогенераторов во время перегрузки сети может быть исключен, поэтому энергия ветра не пропадет зря.

Аккумуляторная электростанция в Дрездене

Коммунальные службы Дрездена (Германия) начали использовать электростанцию с пиковой мощностью в 2 МВт 17 марта 2015 года. Стоимость проекта составила 2,7 миллиона евро. Применяются литий-полимерные батареи. Батареи также содержат систему управления, развернутую в двух 13-метровых контейнерах и способную хранить в общей сложности в 2,7 МВт-ч. система разработана для компенсации выработки пиковых мощностей расположенной неподалеку солнечной электростанции.

Аккумуляторная электростанция «Фельдхайм»

Аккумуляторная электростанция «Фельдхайм» мощностью в 10 МВт и емкостью в 6,5 МВт-ч, расположенная в федеральной земле Бранденбург (Германия), была введена в эксплуатацию в сентябре 2015 года. Стоимость проекта составила 12,8 миллионов евро. Электростанция обеспечивает энергией электросеть в целях компенсации колебаний мощности ветряных и солнечных электростанций. Здание принадлежит компании «Energiequelle».

Проект электростанции «Эфоник»

Компания «Эфоник» планирует построить шесть аккумуляторных электростанций с мощностью 15 МВт и ввести их в эксплуатацию в 2016-2017 годах. Они будут расположены на месте электростанций городов Херне, Люнен и Дуйсбург (Северная Рейн-Вестфалия) и Бексбах, Фене и Вайхер (Саар).

Электростанции «Гранд Ридж» в штате Иллинойс и «Бич Ридж» в штате Западная Виргиния (США)

Крупнейшими аккумуляторами энергии в США являются аккумуляторы электростанции «Гранд Ридж» мощностью в 31,5 МВт (щтат Иллинойс) и аналогичную по мощности в батарею электростанции «Бич Ридж» (штат Западная Виргиния). Обе электростанции используют ионно-литиевые батареи.

Проект электростанции емкостью в 400 МВт-ч от компании «California Edison»

По состоянию на 2015 год на стадии строительства находится еще одна электростанция компании «Southern California Edison». Способная хранить до 400 МВт-ч (100 МВт в течение 4 часов), она представляет собой систему ионно-литиевых батарей, разработанную компанией «AES Energy». «California Edison» считает цены аккумуляторных электростанций сравнимыми с ценами других электрогенераторов.

Проект электростанции емкостью в 52 МВт-ч на острове Кауаи (штат Гавайи)

По состоянию на 2015 год строится электростанция на острове Кауаи для обеспечения энергией солнечной электростанции мощностью в 13 МВт. Этот проект уменьшает зависимость от полезных ископаемых на острове.

Электростанция в Индонезии (емкость – 250 МВт-ч)

В наши дни в Индонезии строится аккумуляторная электростанция емкостью в 250 МВт-ч. Около 500 деревень будут обеспечиваться ее энергией, так как все последнее время они зависели от поставок нефти. В прошлом цены очень сильно колебались, что провоцировало частые отключения энергии. Сейчас же энергия будет вырабатываться ветряными и солнечными электростанциями.

Аккумуляторная электростанция Нотрис (штат Техас, мощность 36 МВт)

В коммуне Нотрис (штат Техас) расположена электростанция с одним аккумулятором, состоящим из свинцово-кислых батарей общей мощностью в 36 МВт, достаточной для 40 минут передачи энергии.

Аккумуляторная электростанция в Германии из бывших в употреблении батарей (емкость – 13 МВт-ч)

В Германии из бывших в употреблении батарей электромобилей строится аккумулятор емкостью в 13 МВт-ч. Ожидаемый повторный срок службы – 10 лет, после чего их ждет переработка.

Аккумуляторная электростанция в Онтарио (53 МВт-ч)

К концу 2016 года в Онтарио (Канада) будет построена аккумуляторная электростанция емкостью в 53 МВт-ч и мощностью в 13 МВт. Швейцарский производитель батарей «Leclanche» будет снабжать электростанцию продукцией. Планировкой и постройкой электростанции будет занята компанией «Deltro Energy Inc.». Заказ был размещен оператором сети «IESO». Электростанция будет использоваться для быстрого обслуживания электросетей, в основном – для управления напряжением и реактивной энергией. В Онтарио и окружающих районах существует много ветряных и солнечных электростанций, из-за чего объемы электроэнергии крайне отличаются.

Электростанция со специальным контролем в южной Англии

В южной Англии для демонстрационных целей была установлена электростанция с емкостью в 0,6 МВт-ч и мощностью в 0,3 МВт, представляющая собой 1400 литиевых элементов, смонтированных в контейнере. Особенностью ее является управление режимом хранения энергии. Тогда как электростанции подобного рода обычно используют одну модель получения дохода — обеспечение управления энергией, являющееся крайне малым сегментом рынка, эта электростанция использует три модели получения дохода. Накопитель был установлен сразу после солнечной системы. Таким образом, солнечную систему можно сделать больше, чем электросеть, фактически, допускающая лишь первую модель получения дохода. Накопитель принимает пиковый входной сигнал солнечной электростанции, предотвращая, таким образом, траты на дальнейшее расширение электросети. Вторая модель позволяет забрать пиковую нагрузку электросети и передать ее обратно, если необходимо стабилизировать электросеть. В рамках третей модели возможно хранение энергии и передача ее электросети по пиковым ценам. Проект получил награду, как лучшая инновация.

Южная Корея

С января 2016 в Южной Корее работает три аккумуляторных электростанции. Из них две – новые системы, первая из которых имеет мощность в 24 МВт и емкость в 9 МВт-ч, а вторая – 16 МВт и 6 МВт-ч соответственно. Они используют батареи на основе никельмарганцевого кобальтита лития, а более старые системы, мощностью в 16 МВт и емкостью в 5МВт-ч, в течение нескольких месяцев служат в качестве вспомогательных средств. Их батареи – на основе титаната лития. Все системы имеют общую мощность 56 МВт и служат южнокорейской компании общественного пользования «KEPCO» для регулирования частоты. Накопители поставляются компанией «Kokam». После завершения в 2017 году система должна получить мощность в 500 МВт. Три законченных накопителя уменьшили годовые расходы на топливо примерно на 13 миллионов долларов, а также – уменьшили выбросы парниковых газов. Следовательно, сэкономленные на топливе средства серьезно превысили стоимость аккумуляторных электростанций.

Электростанция для Сообщества коренных жителей в Австралии

Существующая энергосистема Сообщества коренных жителей в Австралии, состоящая из фотоэлектрической системы и дизельного генератора, будет преобразована в гибридную путем добавления ионно-литиевой батареи. Ее емкость – 2 МВт-ч, мощность – 0,8 МВт. Она будет накапливать избыточную солнечную энергию, и принимать такие функции формирования сети, как управление сетью и стабилизация дизель-генераторов. Таким образом, дизель-генераторы можно будет отключать в течение дня, что приведет к уменьшению расходов. Более того, серьезно возрастет доля возобновляемой энергии в гибридной системе. Система является частью плана по преобразованию энергосистем коренных сообществ Австралии.

Электростанция для Азорских островов (Грасиоза, Португалия)

Электростанция емкостью 3,2 МВт-ч была построена на Азорских островах в районе Грасиозы. Вместе с фотоэлектрической системой мощностью в 1 МВт и ветроэлектростанцией мощностью в 4,5 МВт, остров стал почти полностью независимым от используемых ранее дизель-генераторов. Старая электростанция служит лишь в качестве запасной системы на случай, если ветряная и солнечная электростанции долго не смогут вырабатывать энергию из-за плохой погоды. Резкое снижение импорта дорогостоящего дизтоплива говорит о том, что энергия стала дешевле, чем раньше. Полученная, таким образом, прибыль распределяется поровну между инвестором новой электростанции и конечными потребителями.

Электростанция в Калифорнии (80 МВт-ч)

В сентябре-декабре 2016 года «Tesla» построила мощности для накопителя энергии в электросети компании «Southern California Edison» емкостью 80 МВт-ч при мощности в 20 МВт. Это значит, что накопительная электростанция на сегодня является одним из крупнейших на рынке. Также «Tesla» установила 400 модулей «Powerpack-2» на трансформаторной подстанции Мира Лома в Калифорнии. Емкость служит для хранения энергии при низкой загрузке сети и ее передачи электросети при пиковой нагрузки. Ранее применялись газовые электростанции.

Электростанция в Японии (300 МВт-ч)

Корпорация «Mitsubishi» построила аккумуляторную электростанцию в Будзене (префектура Фукуока, Япония) емкостью 300 МВт-ч и мощностью в 50 МВт. Она служит для стабилизации работы сети и компенсации колебаний, причиняемых возобновляемых источников. Аккумулятор работает в энергетическом диапазоне ГАЭС. Батареи смонтированы в 252 контейнерах. Электростанция занимает площадь в 14000 м2.

Крупнейшие сеточные батареи

  1. Подстанция в Будзене. Дата запуска – 3 марта 2016 года. Емкость – 300 МВт-ч. Мощность – 5 МВт. Длительность работы – 6 часов. Тип – серно-натриевая. Страна – Япония.
  2. Подстанция в Эксондидо. Дата запуска – 24 февраля 2017 года. Емкость – 120 МВт-ч. Мощность – 30 МВт. Длительность работы – 4 часа. Тип – ионно-литиевая. Страна – США.
  3. Подстанция в Помоне. Дата запуска – январь 2017 года. Емкость – 80 МВт-ч. Мощность – 20 МВт. Длительность работы – 4 часа. Тип – ионно-литиевая. Страна – США.
  4. Подстанция в Мира Ломе. Дата запуска – 30 января 2017 года. Емкость – 80 МВт-ч. Мощность – 20 Мвт. Длительность работы – 4 часа. Тип – ионно-литиевая. Страна – США.
  5. Подстанция в Минамисоме. Дата запуска – февраль 2016 года. Емкость – 40 МВт-ч. Мощность – 40 МВт. Тип – ионно-литиевая. Страна – Япония.

Развитие рынка

В США рынок аккумуляторных электростанций в 2015 году вырос на 243 % в сравнении с 2014 годом. В 2016 году британский энергоконцерн «National Grid» независимо от Америки заявил о поиске технологии с управляющей мощностью в 200 МВт для увеличения стабильности системы. В этом случае на торгах выиграют лишь аккумуляторные электростанции

ДОКА

   Передвижная универсальная аккумуляторная зарядная электростанция АЗС-12 предназначена для заряда до  24 кислотных и щелочных аккумуляторных батарей, как в полевых условиях, так и от промышленной сети, а также для обеспечения потребителей электроэнергией однофазным переменным током напряжением 220 В., трехфазным током напряжением 380 В., и частотой 50 Гц.

борудование АЗС позволяет выполнять следующие работы:

  • Заряжать аккумуляторы (в том числе полностью разряженные до нуля)
  • Разряжать аккумуляторы
  • Проводить контрольно-тренировочные циклы
  • Восстанавливать аккумуляторы (проводить процесс их десульфатации)
  • Проводить текущий ремонт аккумуляторных батарей.

 

Энергетическая установка обеспечивает:

  • Автоматическую стабилизацию выходных электрических параметров электроагрегата;
  • Аварийную защиту цепей генератора и цепей управления от токов короткого замыкания и перегрузок;
  • Автоматическое поддержание штатной работы электроагрегата после пуска и включения нагрузки;
  • Автоматический подзаряд аккумуляторных батарей электроагрегата;
  • Заряд аккумуляторных батарей по 2-м каналам при отказе электроагрегата при наличии промышленной сети переменного однофазного тока напряжением 230В, частотой 50 Гц или при отказе зарядно-разрядного устройства.

Состав изделия

Наименование

Ед. изм.

Кол-во

1

 Автомобильный прицеп 2ПН-2

шт.

1

2

Автоматизированное зарядное устройство АЗУ-Н-01 (50А)

шт.

6

3

Разрядное устройство с функцией тепловою разряда аккумуляторов (1300Вт)

шт.

2

4

Приборы и инструменты специального назначения

компл.

1

5

Комплект слесарного инструмента

компл.

1

6

Комплект лабораторного оборудования

компл.

1

7

Вспомогательное оборудование

компл.

1

8

Комплект спецодежды

компл.

2

9

Система пожаротушения

компл.

1

⃰ Имеется возможность спроектировать и изготовить различные варианты передвижной универсальной аккумуляторной зарядной электростанции на любых видах шасси исходя из потребностей заказчика.

 

 

 

 

Портативная аккумуляторная батарея Fremo X700 Pro способна обеспечить пиковую мощность 1600 Вт

Созданная в прошлом году компания Fremo анонсировала выпуск портативных аккумуляторных батарей Fremo X700 и Fremo X700 Pro. В них используются аккумуляторы LiFePO 4. Как утверждается, Fremo X700 Pro — самая компактная портативная «электростанция» ёмкостью 700 Вт·ч. Габариты источника питания равны 184 x 184 x 289 мм, масса — 7,9 кг. Он рассчитан на непрерывную потребляемую мощность 1000 Вт, а пиковая мощность может достигать 1600 Вт. Одновременно можно питать до десяти устройств. Модель Fremo X700 характеризуется ёмкостью 662 Вт·ч, непрерывной мощностью 600 Вт и пиковой 1200 Вт.

Производитель приводит несколько примеров, позволяющих оценить возможности Fremo X700 Pro. На одной зарядке смартфон iPhone 12 можно зарядить 50 раз, консоль Switch — 37 раз, ноутбук Macbook Air — 12 раз. Умная колонка может проработать от Fremo X700 Pro более 20 часов, автомобильный холодильник — более 10 часов, телевизор — более 5 часов.

Управление батареей и мониторинг её состояния облегчает небольшой цветной экран. Список выходных разъёмов включает розетки электросети (предложены варианты для разных регионов, включая европейский), автомобильная розетка, порты USB-A и USB-C. В комплект входит съёмный светодиодный фонариком, способный работать без подзарядки до 12 часов. В батарею встроен контроллер для заряда от солнечной батареи. Батарея может пригодиться во время вылазок на природу и в экстренных ситуациях.

Производитель отмечает высокую безопасность, обеспечиваемую прочным корпусом, наличием средств защиты от перегрева и короткого замыкания, перегрузки по току и напряжению. Электроника батареи распределяет нагрузку между аккумуляторами для равномерного износа. Как утверждается, после 1500 циклов заряда-разряда можно рассчитывать на 80% первоначальной ёмкости, после 3000 циклов — на 60%.

Сейчас на сайте Kickstarter проходит сбор средств на выпуск батарей. Минимальный взнос, необходимый для получения Fremo X700, равен 399 долларам, Fremo X700 Pro — 499 долларам. Отгрузку компания обещает начать в декабре этого года. На X700 и X700 Pro будет предоставляться двухлетняя гарантия.

Как работает солнечная электростанция? | Инфра-Т

Как работает солнечная электростанция? | Инфра-Т Skip to content
Солнечная электростанция состоит из солнечных панелей, аккумуляторных батарей и многофункционального инвертора.
Солнечные панели вырабатывают электроэнергию, аккумуляторные батареи хранят электроэнергию, инвертор контролирует, регулирует и преобразует всю электроэнергию.
Головой и сердцем электростанции является инвертор. В него включаются солнечные панели, аккумуляторные батареи, городская сеть или топливный электрогенератор, вся силовая и осветительная проводка Вашего домохозяйства, линия управления аварийной сигнализацией  или дистанционного запуска топливного генератора, персональный компьютер для настройки и расширенного контроля всех параметров инвертора.
  1. Режим «Бесперебойный источник электроснабжения подключенный к солнцу»
В этом режиме, в дневное время суток, зарядка аккумуляторов и обеспечение электропитанием всех домашних электроприборов осуществляется от солнца. В ночное время от городской электрической  сети.
В случае, если в результате аварии или профилактических работ отключится  городская электрическая сеть,  то Вы даже этого не заметите. Потому, что днем она Вам не нужна, а ночью необходимый объем электроэнергии Вам охотно отдадут аккумуляторные батареи. Аккумуляторные батареи необслуживаемые  и для них этот режим является наиболее благоприятным,  так как нет частых циклов  разряда/заряда.  Редкие циклы разряд/заряд, во время аварий на городской сети, гелевым аккумуляторам пойдут только на пользу, так как по сути они будут выполнять функцию КТЦ (контрольно-тренировочный цикл). В таком режиме аккумуляторные батареи прослужат Вам не менее 12 лет!  Учитывая, что инвертор может работать достаточно в широком диапазоне входного напряжения от 90 до 280 Вольт, то Вы также можете решить задачу качественного электроснабжения вашего домохозяйства.  В настройках инвертора можно выбрать режим входного напряжения 170 — 280 Вольт. Если в ночное время напряжение городской сети упадет ниже 170 Вольт, то инвертор переключит нагрузку от домашних электроприборов на аккумуляторные батареи. А как только напряжение в сети поднимется выше 170 Вольт — инвертор переключит домашние электроприборы на городскую сеть и зарядит аккумуляторы. Таким образом, Вы экономите на электроэнергии  и защищаете свой дом от некачественного электроснабжения, профилактических и аварийных отключений городской электросети.
  1. Режим «Резервный источник электроснабжения подключенный  к солнцу»
В этом режиме, в дневное время суток, зарядка и содержание аккумуляторов осуществляется от солнца. В ночное время суток зарядка и содержание аккумуляторов осуществляется от городской электрической  сети. Одна группа аккумуляторов из 4 штук емкостью по 200 А/ч может хранить в себе 9 кВт электроэнергии. Чем дольше необходим Вам резервный источник и чем больше потребление электрической энергии, тем больше Вам необходима емкость  аккумуляторных батарей. В то же время, если у Вас достаточно солнечных панелей, то в течение светового дня аккумуляторные батареи разряжаться не будут. Аккумуляторные батареи — это как ведро воды. Чем больше ведро, тем больше запас. Если в ведро заливается больше воды, чем выливается, то запас у Вас никогда не иссякнет.
В случае, если в результате аварии или профилактических работ отключится городская электрическая сеть, то Вы даже этого не заметите. Потому что необходимый объем электроэнергии Вам обеспечат солнечные панели и аккумуляторные батареи. Аккумуляторные батареи необслуживаемые  и для них этот режим является наиболее благоприятным, так как нет частых циклов  разряда/заряда. Редкие циклы разряд/заряд во время аварий на городской сети гелевым аккумуляторам пойдут только на пользу, так как, по сути, они будут выполнять функцию КТЦ (контрольно-тренировочный цикл). В таком режиме аккумуляторные батареи прослужат Вам не менее 12 лет!  Учитывая, что инвертор может работать достаточно в широком диапазоне входного напряжения от 90 до 280 Вольт, то Вы также можете решить задачу качественного электроснабжения вашего домохозяйства.  В настройках инвертора можно выбрать режим входного напряжения 170 — 280 Вольт. Если в ночное время напряжения городской сети упадет ниже 170 Вольт, то инвертор переключит нагрузку от домашних электроприборов на аккумуляторные батареи. А как только напряжение в сети поднимется выше 170 Вольт инвертор переключит домашние электроприборы на городскую сеть и зарядит аккумуляторы. Таким образом, Вы защищаете свой дом от некачественного электроснабжения  и обеспечиваете резервное электроснабжение в необходимом объеме.
  1. Режим «Полуавтономный источник электроснабжения подключенный к солнцу»
В этом режиме, в дневное время суток, зарядка аккумуляторов и обеспечение электропитанием всех домашних электроприборов осуществляется от солнца. В ночное время от аккумуляторных батарей. Вы можете задать в настройках инвертора любую желаемую глубину разряда/заряда аккумуляторных батарей, тем самым установить баланс между уровнем автономности солнечной электростанции и сроком службы аккумуляторных батарей. Срок жизни аккумуляторных батарей определяется количеством циклов разряда/заряда и их глубиной.  В случае, если нет нескольких ясных дней подряд, то подзарядить аккумуляторные батареи можно будет от городской сети или дизельного электрогенератора.
Таким образом, Вы сами можете установить наиболее благоприятный для Вас режим работы солнечной электростанции. Вы задаете в настройках инвертора параметры, на основании которых инвертор принимает решение сколько электрической  энергии брать от солнца, а сколько от городской сети.
  1. Режим «Автономный источник электроснабжения подключенный к солнцу»
В этом режиме в дневное время суток зарядка аккумуляторов и обеспечение электропитанием всех домашних электроприборов осуществляется от солнца. В ночное время от аккумуляторных батарей. Для автономной солнечной электростанции желательно использовать максимально возможное количество солнечных панелей, так как солнечные панели могут работать и в пасмурные дни. Чем больше установочная мощность солнечных панелей, тем больше электроэнергии они могут выработать в течение одного светового дня. Дополнительная емкость аккумуляторных батарей также не будет лишней для того, чтобы не ограничивать себя в использовании электрических приборов в продолжительные пасмурные дни и ночное время суток.  Вы можете задать в настройках инвертора любую желаемую  глубину разряда/заряда аккумуляторных батарей, тем самым установить баланс между уровнем автономности солнечной электростанции и сроком службы аккумуляторных батарей. Срок жизни аккумуляторных батарей определяется количеством циклов разряда/заряда и их глубиной. В случае, если нет нескольких ясных дней подряд, то подзарядить аккумуляторные батареи можно будет от дизельного электрогенератора.
Таким образом, Вы сами можете установить наиболее благоприятный для Вас режим работы солнечной электростанции. Вы задаете в настройках инвертора параметры, на основании которых инвертор принимает решение сколько электрической  энергии брать от солнца, а сколько от топливного электрогенератора.
  1. Режим «Увеличение мощности»
В этом режиме многофункциональные инверторы позволяют увеличивать необходимую мощность в несколько раз. Параллельно можно включить до 4 инверторов, тем самым увеличить выходную мощность до 20 КВА или 16 кВт! Если у Вас недостаточно мощности от  поставщика электроэнергии — Вы можете ее увеличить.  Для  электропитания бытовых электроприборов Вы можете использовать максимально выделенную мощность от электросетей, солнечных панелей и аккумуляторных батарей.

Аккумуляторные батареи для электростанции в Москве

Мы предлагаем широкий ассортимент аккумуляторных батарей ко всем типам дизельных электростанций собственного производства мощностью от 10 до 1000. Также оснащаем аккумуляторами оборудование наших европейских партнеров – Pramac, SDMO, GESAN, подбирая оптимальные по стоимости и эксплуатационным характеристикам модели, которые обеспечат надежную и бесперебойную работу энергосистемы.

Ассортимент аккумуляторных батарей для электростанций

Аккумуляторы представляет собой альтернативный источник энергии, позволяющий безотказно запускать дизельные электростанции. В зависимости от особенностей использования, они подразделяются на два вида:

  • встраиваемые;
  • стационарные.

Все модели рассчитаны на 8 часов активной эксплуатации. Если дизельная электростанция используется редко, возможна установка добавочных емкостей в аккумулятор, увеличивающих время его работы без подзарядки. В этом случае срок службы дизельного генератора увеличивается за счет его более редкого включения для подзарядки аккумуляторной батареи.

Мы обеспечиваем наших клиентов информационной поддержкой во время установки и запуска автономной системы электроснабжения. Возможен выезд специалистов для установки и запуска оборудования по Москве и Подмосковью, гарантийное и постгарантийное обслуживание установок.

Как выбрать аккумулятор для электростанции

Важная характеристика аккумулятора, выбираемого для ИБП, – емкость. Если данный показатель будет меньше для обеспечения работы всего электротехнического оборудования, это приведет к его полной разрядке и снижению рабочего ресурса, иногда – к полной поломке. Рассчитывается емкость батареи в каждом отдельном случае индивидуально с учетом потребляемого количества электроэнергии.

Обычно используются специальные аккумуляторы, заправленные жидким или гелиевым электролитом. В отличие от других моделей такие устройства выдерживают много циклов глубокой разрядки, отличаются надежностью в работе и более длительным сроком эксплуатации.

Если возникли затруднения с расчетами, позвоните нашему эксперту для получения консультационной помощи. Он подберет модель с учетом стоимости, параметров нагрузки, срока службы и минимального времени работы дизельного генератора.

Литий-ионная аккумуляторная электростанция-battery-knowledge | Large Power

Вам должно быть интересно, что такое электростанция на литиево-ионных аккумуляторах. Как уже упоминалось в названии, литий-ионная аккумуляторная электростанция — это портативное устройство, работающее от литий-ионного аккумулятора. В то время, когда мы полагаемся на использование портативного аккумуляторного блока для зарядки наших смартфонов и других электроприборов, очень важно знать, какой из них лучший.

Итак, здесь мы собираемся узнать как можно больше о электростанциях с литий-ионными аккумуляторами. К концу вы будете знать лучшую электростанцию, доступную вам на рынке.

Что такое литий-ионная аккумуляторная электростанция?

Как мы упоминали ранее, литий-ионная электростанция — это портативное устройство, которое используется для питания нескольких электроприборов. Они очень популярны среди смартфонов, но их использование не ограничивается ими. Какое бы электрическое устройство вы ни приобрели, его можно зарядить с помощью электростанции. Они хороши тем, что их можно использовать в качестве резервных на случай отключения электроэнергии.

Аккумуляторная станция будет очень полезна, когда вы отправитесь в поход или другое место, где нет источника энергии. Будь то ваш телефон, фотоаппарат, радио, динамики или любое другое оборудование, их можно без проблем заряжать с помощью этих электростанций.

Какая портативная электростанция самая лучшая?

Решить, какая электростанция лучшая на рынке, — непростая задача. Быть рядом с розеткой в течение всего дня может быть очень неприятно. Поэтому наличие резервного источника питания поможет вам в случае возникновения чрезвычайной ситуации. Но выбрать лучшее, когда доступно так много разных вариантов, может быть непросто. Итак, мы собираемся помочь вам в этом. Основные требования к качественной электростанции:

1: Выходная мощность:

Говоря о литий-ионном аккумуляторе, мы должны искать аккумуляторную электростанцию, которая может обеспечить как минимум 200 Вт. Мы не говорим здесь о портативных зарядных устройствах для ноутбуков или павербанках. По сравнению с электростанциями мощность этих накопителей энергии ничто. Более низкая мощность подойдет, если вы хотите заряжать свои телефоны или небольшие электронные устройства. Но они будут работать на нескольких устройствах одновременно. Электростанции обычно способны заряжать несколько устройств одновременно; следовательно, потребуются более высокие выходные параметры.

2: Емкость аккумулятора:

Емкость батареи устройства в ватт-часах — это измерения ватт, которые может обеспечить батарея в час. Таким образом, аккумулятор емкостью 300 ватт-часов будет эквивалентен 300-ваттному устройству, работающему в течение одного часа. Проще говоря, если у вас есть 60-ваттные устройства, такие как MacBook Pro, портативный мини-проектор, настольный вентилятор и т. Д., То их можно заряжать в течение 5 часов с помощью аккумуляторной станции на 300 ватт-часов. Когда вы покупаете, вместо того, чтобы получать тот, который отображает емкость батареи с помощью сегментов линии или сигнала башни, предпочтите тот, который показывает процент заряда батареи. Вам будет намного проще определить, сколько энергии осталось на электростанции.

3: Вес и дизайн:

Если вы думаете, что можете получить электростанцию, которая поместится в вашем кармане, то с сожалением сообщаем вам, что эти дни еще впереди. Большинство электростанций тяжелые и большие. Тем более, что их нельзя переносить пешком на большие расстояния. Но если вы проведете свое исследование, вы сможете найти электростанцию, которая будет весить около 50 фунтов. Если вес превысит этот предел, вам придется нести с собой неприятности.

Кроме того, обратите внимание на дизайн, позволяющий легко переносить электростанцию. Ищите дополнительные функции, такие как колеса или ручки, которые позволят вам поднимать электростанцию.

4: Типы порта:

Когда вы выбираете лучшую литий-ионную аккумуляторную станцию, минимальное требование для розетки — это розетка переменного тока. Большинство устройств и оборудования работают от сети переменного тока. Хорошо то, что с аккумуляторными станциями у вас будет несколько вариантов. Вы также можете выбрать станцию, у которой есть, по крайней мере, два порта USB-A для быстрой зарядки для интеллектуальных устройств, которые обеспечивают быструю зарядку. Идеально подойдет для зарядки телефона, планшета или Bluetooth-колонки. Для дополнительного использования подойдет USB-C, DC или автомобильный порт. Все они являются необязательными требованиями, но было бы неплохо иметь их все.

5: Стоимость и гарантия:

Вместо того, чтобы покупать более дешевые, подумайте о поиске аккумуляторной электростанции, которая обеспечивает хорошее соотношение цены и качества. Это не какое-то устройство, которое можно использовать только один раз. Следовательно, уточняйте цены в вашей стране и убедитесь, что на станцию предоставляется гарантия не менее одного года. Лучше купить станцию у известного производителя.

Преимущества и ограничения лучшей портативной электростанции

Учитывая все вышеупомянутые особенности, есть одна литий-ионная аккумуляторная электростанция, которая соответствует описанию лучшей портативной электростанции, и это Goal Zero Yeti 1000.

Плюсы:

· Пиковая мощность станции составляет 1000 ватт-часов.

· Общая емкость 96 800 мАч

· Весит всего 40 фунтов, а размеры — 10,1 x 15,3 x 9,3 дюйма.

· Элегантный, простой и изысканный дизайн

· 2 розетки переменного тока, четыре порта USB-A для быстрой зарядки, два порта постоянного тока и 12-вольтовый навес для машины.

Минусы:

Единственный недостаток Goal Zero Yeti 1000 — размер. Иногда это может быть затруднительно, но мы хотели бы признать, что дополнительный размер — это разумный компромисс за дополнительную мощность. Но имейте в виду, что вы покупаете электростанцию на литиево-ионном аккумуляторе у надежной компании с хорошей репутацией. Такие компромиссы с качеством продукции обычно обходятся потребителям позже. Так что будьте осторожны и покупайте только лучшую портативную аккумуляторную электростанцию.

Крупнейший в мире (на данный момент) онлайн-проект по хранению аккумуляторов в Калифорнии

Проект по хранению энергии на батареях в Калифорнии станет крупнейшим в мире с точки зрения генерирующей мощности, когда объект будет полностью заряжен в конце сентября.

Группа компаний McCarthy Building Company по возобновляемым источникам энергии и хранению, базирующаяся в Фениксе, штат Аризона, 1 сентября сообщила, что компания недавно завершила строительство проекта хранения энергии Gateway мощностью 250 МВт компании LS Power (рис. 1) в округе Сан-Диего.Установка Gateway является последней в серии крупных проектов по хранению энергии на батареях в Калифорнии, штате, который рассчитывает на накопление энергии, чтобы дополнить свое базовое электроснабжение и заменить генерацию, потерянную из-за закрытия тепловых электростанций.

Калифорния хочет использовать аккумуляторные батареи, чтобы обеспечить большую стабильность и надежность энергосистемы штата. Потребители электроэнергии в Калифорнии недавно пережили еще одну серию веерных отключений, устроенных оператором сети, Калифорнийским независимым системным оператором (CAISO), поскольку сильная жара вызвала резкий рост спроса на электроэнергию.

Проект

обеспечит 250 МВт

По словам Маккарти,

Gateway Energy Storage в настоящее время находится под напряжением 230 МВт и в этом месяце должен достичь 250 МВт. Проект был запущен и подключен к сети CAISO в июне с первоначальной емкостью хранения 62,5 МВт. LS Power заявила, что 1 августа проект достиг мощности в 200 МВт, а 17 августа было добавлено еще 30 МВт.

Учреждение расположено в общине Ист-Отай-Меса в округе Сан-Диего.LS Power работала с NEC Energy Solutions над интеграцией проекта Gateway, в котором для хранения используются аккумуляторные элементы LG Chem.

«Мы гордимся тем, что являемся частью этого знаменательного проекта по хранению энергии для LS Power Group в Южной Калифорнии», — заявил во вторник Друв Патель, старший вице-президент EPC в группе возобновляемых источников энергии и хранения в McCarthy. «Мы с нетерпением ждем продолжения нашей работы над проектом, предлагая экономически эффективные решения в области экологически чистой энергии, которые помогут штату достичь своих амбициозных целей в области возобновляемых источников энергии.

1. Проект Gateway Energy Storage расположен в округе Сан-Диего, Калифорния. С генерирующей мощностью 230 МВт, а вскоре она достигнет 250 МВт, в настоящее время это крупнейший проект по хранению энергии на батареях в мире. Предоставлено: McCarthy Building Companies

Проект Gateway имеет 15-летнее соглашение о покупке с компанией Southern California Edison (SoCal Edison) и еще одно долгосрочное соглашение с Pacific Gas and Electric (PG&E). Первоначально система будет предлагать один час хранения энергии, увеличившись до почти трех часов в 2021 году и до четырех часов позже.

«McCarthy построила фантастический проект Gateway Energy Storage, который был уникальным в отрасли с точки зрения его размера и сложности», — заявил во вторник Коди Хилл, вице-президент по хранению энергии в LS Power. «Они отличный партнер, и я без колебаний снова буду работать с McCarthy над будущими проектами по строительству электростанций и накопителей энергии».

Группа McCarthy Renewable Energy & Storage предоставляет услуги по проектированию, закупкам, строительству (EPC) для проектов по установке солнечных батарей коммунального масштаба и проектов по хранению возобновляемой энергии по всей территории США.S. Во вторник компания заявила, что «завершила или находится в процессе строительства более 48 проектов экологически чистой энергии коммунального масштаба в сообществах от побережья до побережья, что представляет собой совокупную мощность более 3,6 ГВт производства чистой энергии и 350 МВт электроэнергии». хранилище энергии.»

Проект Tesla, вероятно, будет больше

Проект Gateway имеет большую генерирующую мощность, чем система накопления энергии Moss Landing от Tesla и PG&E в Монтерее, Калифорния, которая, как рекламировалось, будет запущена в 2021 году как крупнейшая в мире.Этот проект, использующий 256 литий-ионных аккумуляторов Tesla Megapack, сможет передавать в электрическую сеть до 730 МВтч энергии с максимальной скоростью 182,5 МВт в течение четырех часов. Тем не менее, у Tesla и PG&E есть возможность увеличить мощность Moss Landing до 1200 МВт, что, по словам Теслы, может обеспечить питанием каждый дом в Сан-Франциско в течение шести часов. Проект такого размера затмит любой существующий проект по хранению аккумуляторов.

Проекты Gateway и Moss Landing — это всего лишь две установки по хранению энергии на батареях, разрабатываемые в Калифорнии, штате, который в последние годы расширил использование возобновляемых источников энергии, постепенно отказываясь от электроэнергии, вырабатываемой на угле, атомной энергии и природном газе. растения.Критики энергетической стратегии штата заявляют, что ликвидация источников базовой нагрузки представляет угрозу для энергоснабжения региона, отчасти из-за прерывистого характера производства возобновляемой энергии.

Августовские отключения электроэнергии считались первыми перебоями в подаче электроэнергии в Калифорнии, не связанными с лесными пожарами, с 2001 года, когда Enron и другие торговцы энергией манипулировали рынком электроэнергии Калифорнии. Власти все еще ищут, что привело к отключениям электроэнергии, которые были заказаны CAISO, поскольку он приказал коммунальным предприятиям по всему штату снизить нагрузку на электроэнергию.

Большинство аналитиков считают, что этому способствовало несколько факторов, в том числе более высокий, чем обычно, спрос на электроэнергию; неадекватная система передачи; чрезмерная зависимость от возобновляемых источников энергии; и проблемы с выработкой электроэнергии на оставшихся в штате газовых электростанциях.

Проблема веерных отключений электроэнергии

CAISO начала проводить веерные отключения электроэнергии вечером 14 августа и обвинила в отключениях «высокую температуру и повышенный спрос на электроэнергию». Чиновники CAISO, обсуждая высокие температуры в то время по всему штату, заявили, что у них будет достаточный запас мощности для 80% сети Калифорнии, которой он управляет.

PG&E от 15 августа сообщило, что CAISO приказал коммунальному предприятию отключить электроэнергию для 250 000 клиентов для экономии электроэнергии; В PG&E заявили, что перебои в конечном итоге затронули 220 000 клиентов. Отключения затронули районы вдоль центрального побережья и Центральной долины, включая округа Монтерей, Санта-Крус и Сан-Хоакин. Три крупнейшие коммунальные предприятия штата — PG&E, SoCal Edison и San Diego Gas and Electric — отключили электроэнергию в более чем 410 000 домов и предприятий примерно на час в тот день после того, как CAISO второй день подряд объявила чрезвычайную ситуацию 3-го уровня. , ссылаясь в пресс-релизе на «повышенный спрос на электроэнергию, неожиданную потерю 470-мегаваттной [газовой] электростанции и потерю почти 1000 МВт ветровой энергии.

Этот шаг был вызван тем, что температура в нескольких районах штата превысила 100F, а использование кондиционеров резко возросло. Калифорния также импортирует больше электроэнергии, чем любой другой штат, а это означает, что проблемы в других местах имеют каскадный эффект в Золотом штате. Волна жары в середине августа распространилась по западу США, и Калифорния не могла импортировать столько электроэнергии, сколько обычно, что усугубляло проблему.

Аналитики отметили, что 14 и 15 августа, когда солнце садилось, а солнечные батареи коммунального масштаба и солнечные панели на крышах перестали вырабатывать электроэнергию, подача электроэнергии в штат упала, в то же время многие потребители включали свои кондиционеры. для охлаждения домов и других зданий, которые нагрелись в течение дня.

Ожидается, что аккумуляторная батарея

поможет коммунальным службам штата избежать необходимости в таких усилиях по сбросу нагрузки. Аккумуляторы дают возможность подключаться к электросети, когда спрос на электроэнергию растет, что в Калифорнии часто происходит, когда солнце садится.

Мэтью Хоза, менеджер по энергетическому анализу компании BTU Analytics из Колорадо, анализируя ситуацию в Калифорнии, сказал, что, поскольку ситуация ухудшилась 14 августа, а цены на электроэнергию «выросли почти до 1000 долларов за МВт… Операторы накопителей энергии смогли извлеките выгоду из этого ценового скачка, агрессивно рассылая в течение двухчасового скачка цен, а затем повторно взимая плату, когда цены падают.Хоза сказал, что «с учетом того, что около 4 ГВт проектов по хранению энергии, в основном более длительных, в 48 нижних [штатах] строятся или близки к строительству, ожидайте, что батареи увеличат свое влияние на рынки электроэнергии».

Даррелл Проктор — помощник редактора журнала POWER (@DarrellProctor1 , @POWERmagazine ).

Что такое аккумулятор? | National Grid Group

Аккумуляторные накопители или аккумуляторные системы накопления энергии (BESS) — это устройства, которые позволяют накапливать энергию из возобновляемых источников, таких как солнечная и ветровая , а затем высвобождаться, когда потребителям больше всего нужна энергия.

Литий-ионные аккумуляторы, которые используются в мобильных телефонах и электромобилях , в настоящее время являются доминирующей технологией хранения для крупных электростанций, помогая электрическим сетям обеспечивать надежное снабжение возобновляемой энергией. Мы начали внедрять эту технологию на более тяжелом оборудовании, работая с Viridi Parente — компанией, производящей аккумуляторные системы хранения для промышленных, коммерческих и жилых зданий.
 

Почему важно хранить аккумулятор и каковы его преимущества?

Аккумуляторная технология играет ключевую роль в обеспечении того, чтобы дома и предприятия могли питаться зеленой энергией , даже когда солнце не светит или ветер стих.

Например, Великобритания имеет самую большую в мире установленную мощность морских ветровых установок , но способность улавливать эту энергию и целенаправленно использовать ее может повысить ценность этой чистой энергии; за счет увеличения производства и потенциального снижения затрат.

Каждый день инженеры National Grid и электросетей по всему миру должны увязывать предложение со спросом. Управление этими пиками и впадинами становится более сложной задачей, когда цель состоит в том, чтобы достичь 90 050 чистых нулевых выбросов углерода 90 051 путем поэтапного отказа от электростанций, работающих на ископаемом топливе, которые традиционно использовались в качестве резерва для обеспечения надежного и стабильного энергоснабжения.

По оценкам правительства Великобритании, такие технологии, как аккумуляторные аккумуляторные системы, поддерживающие интеграцию более низкоуглеродных технологий в области энергетики, тепла и транспорта, могут сэкономить энергетической системе Великобритании до 40 миллиардов фунтов стерлингов к 2050 году , что в конечном итоге сократит счета людей за электроэнергию.

В США Кен-Ичи Хино, директор по энергетике в National Grid Renewables , американском подразделении National Grid Ventures по возобновляемым источникам энергии, говорит: «Хранилище обеспечивает дальнейшее производство возобновляемой энергии как с точки зрения эксплуатации, так и с точки зрения надежности.Это также ключевой элемент постоянного развития и перехода наших потребителей коммунальных услуг к возобновляемым источникам энергии. Мы видим значительные возможности для объединения накопления энергии с нашими солнечными проектами в будущем».

 

Как именно работает аккумуляторная система хранения?

Системы хранения энергии на батареях значительно более совершенны, чем батареи, которые вы держите в кухонном ящике или вставляете в детские игрушки. Система хранения аккумуляторов может заряжаться электричеством, полученным из возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра и солнца.

Программное обеспечение для интеллектуальных аккумуляторов использует алгоритмы для координации производства энергии, а компьютеризированные системы управления используются для принятия решения о том, когда сохранять энергию для обеспечения резервов или передавать ее в сеть. Энергия высвобождается из аккумуляторной системы во время пикового спроса, что снижает затраты и обеспечивает подачу электроэнергии.

Эта статья посвящена крупномасштабным аккумуляторным системам хранения, но бытовых систем хранения энергии работают по тем же принципам.
 

Какие системы хранения возобновляемой энергии разрабатываются?

Для хранения возобновляемой энергии требуются недорогие технологии с длительным сроком службы (тысячи зарядок и разрядок), безопасные и способные эффективно хранить энергию, достаточную для удовлетворения спроса.

Литий-ионные аккумуляторы были разработаны британским ученым в 1970-х годах и впервые были использованы Sony в коммерческих целях в 1991 году для портативного видеомагнитофона компании. Хотя в настоящее время они являются наиболее экономически жизнеспособным решением для хранения энергии, в настоящее время разрабатывается ряд других технологий для хранения аккумуляторов. К ним относятся:

  • Аккумулирование энергии сжатого воздуха : В этих системах, обычно расположенных в больших камерах, избыточная мощность используется для сжатия воздуха и последующего его хранения.Когда требуется энергия, сжатый воздух выпускается и проходит через воздушную турбину для выработки электроэнергии.

  • Механический гравитационный накопитель энергии : Одним из примеров этого типа системы является использование энергии для подъема бетонных блоков на башню. Когда энергия необходима, бетонные блоки опускаются обратно вниз, вырабатывая электричество под действием силы тяжести.

  • Проточные батареи : В этих батареях, которые по сути являются перезаряжаемыми топливными элементами, химическая энергия обеспечивается двумя химическими компонентами, растворенными в жидкостях, содержащихся в системе и разделенных мембраной.

Прескотт Хартсхорн, директор по распределенной энергии и возобновляемым источникам энергии в National Grid Ventures , говорит: «Следующее десятилетие будет важным для хранения энергии в целом и для аккумуляторов в частности. Это будет важное время испытаний для аккумуляторов и других технологий».
 

Гибридные электростанции с использованием возобновляемых источников энергии и аккумуляторов быстро развиваются — хорошая ли это идея?

NREL построила испытательный стенд фотоэлектрической батареи мощностью 240 кВт и BESS мощностью 500 кВтч в Колорадо в качестве пилотного проекта по снижению рисков для проекта AES Lawai Solar Project-Kauai, солнечной фотоэлектрической установки мощностью 28 МВт и BESS мощностью 100 МВтч на Гавайях.Кредит: Деннис Шредер / NREL.

В США наблюдается растущая тенденция к тому, чтобы аккумуляторные системы хранения напрямую соединялись с местной ветровой и солнечной генерацией, создавая гибридные ресурсы. Уилл Горман из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли изучает, когда и где такая конфигурация имеет смысл, а иногда и нет.

Это отрывок из статьи, опубликованной в томе 28 журнала PV Tech Power, ежеквартального технического журнала Solar Media, посвященного последующей солнечной промышленности.Каждое издание включает специальный раздел «Хранение и интеллектуальное питание», подготовленный командой Energy-Storage.news.

Удовлетворение потребностей системы электроснабжения за счет растущего ветра и солнечной энергии требует большего баланса из-за присущей им изменчивости. Хотя это обычно делается на сетевом уровне с использованием диспетчерских электростанций, реагирования на спрос и других методов, разработчики видят некоторые преимущества в интеграции батарей на месте, что потенциально позволяет ветряным или солнечным электростанциям больше походить на обычную электростанцию.

Солнечные проекты могут использовать батареи для переноса генерации с дневного на вечернее время, чтобы получить более высокие цены на электроэнергию, когда солнце садится. В ветровых проектах можно использовать батареи, чтобы сгладить выходную мощность и избежать заторов. Поскольку цены на аккумуляторы продолжают падать, а проникновение переменной ветровой и солнечной генерации растет, разработчики электростанций все чаще обращаются к этим «гибридным» электростанциям.

К концу 2020 года в Соединенных Штатах действовало примерно 70 электростанций, работающих на солнечной энергии и аккумулирующих, что составляет почти 1 ГВт солнечной энергии и 250 МВт аккумуляторной мощности.Это сопоставимо с 14 проектами ветроэнергетики с 1,4 ГВт ветровой энергии и 200 МВт установленной аккумуляторной батареи.

Но разработчики предлагают массово увеличить количество гибридных растений. Глядя на очереди подключения основных электростанций в Соединенных Штатах, мы обнаружили, что 160 ГВт солнечной и 13 ГВт ветровой энергии вырабатываются с помощью совместно расположенных батарей, что составляет почти 34% солнечной и 6% ветровой энергии, которые в настоящее время находятся в очереди. (Рисунок 1 ниже).

В западной части США проценты еще выше: 70–90% предлагаемых солнечных батарей сочетаются с системами хранения, включая почти все проекты солнечной энергетики в масштабе сети в Калифорнии.Почти две трети всех подключенных к сети аккумуляторов в Калифорнии являются частью гибридных систем с использованием солнечной энергии и аккумуляторов. В других регионах доля обычно не превышает 40%.

В то время как ветряные и солнечные электростанции расположены таким образом, чтобы использовать преимущества сильного ветра и солнечного света, с обильной землей и хорошим подключением к сети, батареи можно разместить практически где угодно. В местах с высокой ценностью они могут обеспечить несколько значений для местной сети, таких как поддержка напряжения, устранение перегрузок и отказоустойчивость. При правильном управлении они также могут обеспечить общесистемные преимущества, такие как пропускная способность и отслеживание нагрузки.

Рисунок 1: Мощность в очередях на присоединение, представляющая 37 независимых системных операторов США (ISO) и коммунальные предприятия, что составляет примерно 85% спроса на электроэнергию в США. Источник: Лаборатория Беркли, «Очередь: характеристики электростанций, ищущих межсетевого соединения по состоянию на конец 2020 года».

Если застройщики размещают батареи совместно с ветряными и солнечными электростанциями, возникает ряд вопросов:

  • Каковы преимущества совместного размещения по сравнению с оптимальным размещением сетевых сервисов?
  • Какова относительная экономия средств?
  • Насколько ценны возможности, которые могут быть упущены разработчиками?

Наша исследовательская группа из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли (Berkeley Lab) изучала эту тенденцию к гибридизации, чтобы лучше понять, где должны располагаться батареи, чтобы обеспечивать наибольшую ценность.Мы стремились понять, обеспечивают ли электростанции на возобновляемых источниках энергии большую ценность, чем независимо расположенные установки.

В процессе мы нашли объяснение того, почему коммерческая активность гибридов выше в западной части США, а также для солнечных, а не ветровых технологий.

Наши ответы указывают на стратегии, которые могут быть использованы для понимания перехода к возобновляемым источникам энергии и, следовательно, имеют важные последствия для системы электроснабжения, стремящейся к более высоким уровням использования возобновляемых источников энергии.

Скрещивать или не скрещивать?

Рост числа гибридов отчасти обусловлен значительным снижением стоимости проектов. В последние годы цены на гибридные электростанции, заключенные по соглашениям о покупке электроэнергии (PPA), резко упали из-за снижения затрат на ветряные, солнечные батареи и батареи. Основываясь на информации о контрактных ценах для 50 гибридных проектов с солнечными батареями, мы обнаружили, что цены на проекты в материковой части США упали с 40-70 долларов США за МВтч в 2017 году до 20-30 долларов США за МВтч в 2020 году.На Гавайях цены за МВтч упали со 120 долларов США в 2015 году до 80 долларов США к концу 2020 года.

Эти PPA также проливают свет на то, как разработчики гибридов выбирают батареи для сопряжения со своими генераторами. Проще говоря, чем больше батарея, тем больше стоимость. Мы обнаружили, что стоимость добавления четырехчасовой батареи в проекте солнечной энергетики коммунального масштаба колеблется от 5 до 20 долларов США за МВтч, в зависимости от соотношения мощности батареи и фотоэлектрической. Более низкие коэффициенты (25%-50%) имеют меньшие надбавки к накопителям (5-10 долларов США/МВтч), а более высокие коэффициенты (75-100%) имеют более высокие надбавки к накопителям (15-20 долларов США/МВтч).

Тем не менее, размещая генераторы и аккумуляторы на одной площадке, разработчики проекта видят экономию средств за счет совместного использования оборудования, сокращения затрат на присоединение и выдачу разрешений, захвата энергии, которая в противном случае была бы урезана, и использования федеральных налоговых льгот, которые поощряют объединение солнечной энергии и аккумуляторов. Кроме того, батареи обладают большей гибкостью диспетчеризации, что делает их более привлекательными для сетевых операций.

Соответствующее повышение стоимости также может быть получено за счет сопряжения накопителя с генератором возобновляемой энергии.Используя оптовые рыночные цены на электроэнергию в ветряных и солнечных станциях коммунального масштаба в 2012–2019 годах у семи основных независимых системных операторов США (ISO), мы обнаружили, что совместное размещение 4-часовой батареи с Коэффициент может добавить стоимость в диапазоне от 3 до 22 долларов США за МВтч, в зависимости от года и изучаемого региона рынка, со средним повышением стоимости на 10 долларов США за МВтч.

Наибольшая ценность пришлась на рынок Калифорнии (22 доллара США за МВтч), где благодаря высокому проникновению солнечной энергии (20% энергии в 2019 г.) в Калифорнии наблюдается низкая полезная нагрузка днем ​​и большой подъем вечером. часов, когда солнце садится — явление, известное как «утиная кривая».Цены начали коррелировать с этой тенденцией, поэтому использование гибридных технологий для смягчения утиной кривой может принести больше доходов. Повышение стоимости на 20 долларов США/МВтч в результате добавления хранилища в Калифорнии вдвое превышает увеличение стоимости хранения на 10 долларов США/МВтч, которое мы нашли в ценах PPA.

С другой стороны, рынок электроэнергии на Среднем Западе (MISO) имеет значительно меньшую прибавку стоимости от хранения (4–5 долларов США за МВтч), что не компенсирует увеличение стоимости хранения в размере 10 долларов США за МВтч. До сих пор мы наблюдали меньшую активность гибридных разработок в этих регионах с низкой ценностью.

Гибридная разработка сопряжена с дополнительными сложностями, включая политику и структуру рынка. В США только аккумуляторы, которые заряжаются от возобновляемых источников энергии, могут воспользоваться 30-процентной налоговой скидкой.

Если срок действия этой налоговой льготы истечет или она будет распространена на автономные аккумуляторы, гибридные проекты потеряют это особое преимущество. Несмотря на то, что батареи заряжаются только от своих генераторов, расположенных рядом, они могут быть не в состоянии предложить полную гибкость рынкам электроэнергии.

Ограничения рыночной стоимости гибридов

Чтобы понять значение этих гибридных ограничений, мы сравнили рыночную стоимость гибридных проектов со стоимостью тех же генераторов и батарей, развернутых по отдельности.

Для этого мы расширили наш анализ стоимости оптового рынка, чтобы охватить рыночные цены во всех точках узловых цен в семи основных независимых системных операторах США (ISO), а не только рыночные цены в ветряных и солнечных станциях коммунального масштаба.

Мы обнаружили, что установка батареи отдельно в соседнем дорогом месте приводит к более высокой рыночной стоимости, чем размещение тех же батарей вместе с ветровой и солнечной энергией. Это верно почти для всех рынков и лет, с более высокой стоимостью от 2 до 50 долларов США за МВтч, в среднем 12 долларов США.50/ МВтч.

Мы называем эти альтернативные издержки, возникающие в результате совместного размещения, «штрафом за сопряжение». Наибольшие штрафы за сцепление наблюдаются в регионах с особенно ограниченной сетью, таких как Лонг-Айленд в Нью-Йорке, в то время как более низкие штрафы за сцепление наблюдаются в Техасе в определенные годы исследуемого периода.

С помощью различных стратегий можно уменьшить штраф за соединение совместно расположенных проектов, например, за счет подзарядки аккумуляторов от сети в часы низкой стоимости или определения мощности межсетевого соединения, чтобы и генератор, и батарея могли поставлять энергию в сеть. сетка одновременно.Хотя независимые батареи могут быть размещены в любом месте сети, не всегда просто определить наиболее выгодные места на рынке. При учете этих проблем мы обнаружили, что штраф за соединение может быть снижен с 12,5 долларов США/МВтч, упомянутых ранее, до 1,6 долларов США/МВтч (Рисунок 2 ниже).

Рисунок 2: Штраф за совместное размещение генерации и хранения можно уменьшить с помощью различных стратегий, в то время как совместное размещение обеспечивает некоторую экономию средств и стимулы. ITC = Федеральный инвестиционный налоговый кредит.Источник: BerkeleyLab, «Являются ли спаренные электростанции на возобновляемых батареях более ценными, чем независимые установки?»

Хотя отделение генерации от хранения обычно обеспечивает более высокую ценность, это также может привести к более высоким затратам, поскольку разработчику проекта потребуется несколько площадок и межсетевых соединений, и он может потерять преимущества совместного использования оборудования с производителями. Хотя трудно точно оценить разницу в стоимости между объединенными и разделенными ресурсами, грубая оценка показала экономию около 15 долларов США/МВтч за счет использования одного места (Рисунок 2).

Наибольшая экономия достигается, когда федеральный налоговый кредит на производство возобновляемой энергии применяется к батареям, при условии, что батареи заряжаются непосредственно от возобновляемого генератора. Налоговый кредит в размере до 10 долларов США за МВтч может склонить чашу весов в сторону совместного размещения, что делает совместные проекты более привлекательными для застройщика, чем отдельные местоположения.

Поскольку разработчики и политики продолжают искать наилучший способ развертывания возобновляемых источников энергии и хранения, это рассмотрение стоимости и ценности будет важным.Мы обнаружили, что относительные выгоды и затраты могут варьироваться в зависимости от рынка, времени и других факторов. В зависимости от условий, как отдельные, так и гибридные проекты могут выделяться с точки зрения оптимизации системы.

Это отрывок из статьи из 28-го тома нашего ежеквартального журнала PV Tech Power. Вы можете купить отдельные выпуски в цифровом или печатном виде, а также подписаться на получение каждого тома, как только он выйдет. Подписки PV Tech Powe r также включены в некоторые пакеты для нашей новой услуги PV Tech Premium.

Об авторе

Уилл Горман — исследователь отдела рынков электроэнергии и политики Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли. Эта статья в значительной степени основана на двух исследовательских публикациях: (1) «Мотивы и варианты развертывания гибридных проектов генератора и батареи в рамках общей энергосистемы» и (2) «Являются ли объединенные электростанции на возобновляемых батареях более ценными, чем независимо расположенные установки». ?’ Ссылки на эти публикации и другие исследования см. жирный шрифт.lbl.gov и следите за новостями Департамента в Твиттере по адресу @BerkeleyLabEMP.

Эта работа была поддержана Министерством энергетики США (DOE) в рамках контракта № DE-AC02-05Ch21231 с Национальной лабораторией Лоуренса в Беркли.

Чистая энергия внутри: в Калифорнии крупнейшая в мире система хранения аккумуляторов стала еще больше

Крупнейшее в мире хранилище аккумуляторов, расположенное вдоль залива Монтерей в Калифорнии, завершило расширение, продемонстрировав, как системы хранения могут существовать в гигантских масштабах и могут легко расширяться.

Moss Landing Energy Storage Facility, принадлежащий корпорации Vistra Corp. из Техаса, теперь добавил 100 мегаватт к 300 мегаваттам мощности, которые были введены в эксплуатацию в декабре, до 400 мегаватт. Литий-ионные батареи могут работать до четырех часов без подзарядки, что составляет 1600 мегаватт-часов. Первоначальный проект и расширение осуществляются по долгосрочному соглашению с коммунальной компанией Pacific Gas & Electric.

На складе ряды строений, напоминающих транспортные контейнеры, занимают площадь, которая даже до расширения была размером с три футбольных поля.В большом бетонном ящике размещаются, казалось бы, бесконечные стеллажи с батареями. Система хранения заменяет электростанцию, работающую на природном газе, и помогает обеспечить гибкую и безуглеродную электроэнергию для части энергосистемы Калифорнии, которая иногда испытывает трудности с надежностью.

Согласно федеральным энергетическим данным,

Калифорния уже лидировала в стране с 1438 мегаваттами аккумуляторной емкости для коммунальных предприятий по состоянию на июнь, что больше, чем в следующих 10 штатах вместе взятых.

Чтобы помочь понять значение этого завода и рост числа аккумуляторных батарей, я обратился к Джошуа Роудсу, исследователю энергетики из Техасского университета в Остине.

«По сути, эта батарея способна работать как электростанция, работающая на природном газе, в течение четырех часов», — сказал он. «В таком месте, как Калифорния, это действительно важно, потому что в Калифорнии много солнечной энергии, а солнце садится каждый день. Станция может оказать большую поддержку сети, чтобы помочь ей перейти от дневной солнечной энергии к ночному использованию других электростанций».

Напротив, батареи меньшего размера работали на окраинах энергосистемы, помогая стабилизировать поток электроэнергии, а не действуя как самостоятельные крупные генераторы.

Родс сказал, что один из главных вопросов, связанных с батареями большого размера, заключается в том, как они повлияют на ценообразование и функционирование рынков электроэнергии. Экономика батарей проста: покупайте электроэнергию, когда рыночные цены низкие, и продавайте электроэнергию, когда рыночные цены высоки, и получайте доход от государственных стимулов и контрактов с коммунальными службами.

Но когда в региональной сети есть несколько гигаваттных батарейных проектов, они могут изменить цены таким образом, что это уменьшит их собственную прибыль.

«Вы начинаете увеличивать стоимость дешевой энергии и снижать стоимость дорогостоящей энергии», — сказал Родс. «Вы начинаете есть свой собственный обед».

Жители Калифорнии должны знать о возможных изменениях цен. В штате рынок электроэнергии перевернулся из-за огромного количества солнечной энергии в дневное время. Рост емкости аккумуляторных батарей — это новая проблема, которую регулирующим органам и операторам энергосистем необходимо будет тщательно отслеживать.

Курт Морган, генеральный директор Vistra, сказал в августе19 января объявлено о завершении расширения, что на площадке Moss Landing есть место для установки аккумуляторных батарей мощностью до 1500 мегаватт. Он также подчеркнул, как батареи хорошо работают с прерывистыми источниками энергии, такими как ветер и солнечная энергия, накапливая электроэнергию в периоды, когда предложение превышает спрос, а затем разряжая его в периоды, когда спрос высок, но солнце может не светить и ветер может не дуть. дует.

На данный момент 400 мегаватт для одного проекта по хранению аккумуляторов — это огромно.Но всего через несколько лет он, скорее всего, станет ничем не примечательным.

Судя по корпоративным объявлениям, в США разрабатывается по меньшей мере полдюжины других аккумуляторных накопителей такого же размера.

Один из них должен быть введен в эксплуатацию в этом году во Флориде, 409-мегаваттный центр хранения энергии Manatee, разрабатываемый коммунальной компанией Florida Power & Light, который будет работать около двух часов без подзарядки.

Но перечисление нескольких крупных проектов не отражает всего масштаба происходящего, поскольку практически повсеместно предлагаются разработки аккумуляторов.В прошлом месяце Управление энергетической информации опубликовало отчет, в котором говорится, что рынок аккумуляторных батарей претерпевает «значительные структурные изменения», которые приводят к внедрению проектов, которые добавят к сети 10 000 мегаватт в период с 2021 по 2023 год — в 10 раз больше, чем был на сайте в 2019.

Рост обусловлен стечением факторов: стоимость аккумуляторов упала; государственная политика поощряет развитие; и батареи хорошо подходят для работы вместе с солнечной и ветровой энергией.

Также существуют некоторые проблемы, которые регулирующим органам и производителям необходимо смягчить, например, потенциальная нехватка таких материалов, как литий, экологический ущерб от добычи этих материалов и риск пожаров на действующих заводах по производству аккумуляторов, таких как на объекте государственной службы в Аризоне. в 2019 году.

Когда я спросил Роудса, как он понимает быстрый рост аккумуляторных батарей, он указал на рост и экономию за счет масштаба, которые изменили отрасль ветроэнергетики.

«Время от времени я все еще вижу некоторые из первых ветряных электростанций, которые были построены, и они представляют собой стальные решетки высотой 100 футов, которые производят 100 киловатт, а затем вы смотрите через дорогу и видите, как Чудовище GE мощностью 2,7 мегаватта», — сказал он, имея в виду крупнейшие ветряные турбины, построенные GE Renewable Energy. «Я не понимаю, почему мы не будем делать то же самое и в хранилищах с этими большими проектами, где мы начинаем получать экономию за счет масштаба. Мы разбираемся, как построить их лучше и как построить их быстрее.


Другие истории об энергетическом переходе, на которые стоит обратить внимание на этой неделе:

США начинают блокировать импорт солнечной энергии из Китая: Официальные лица США начали конфисковывать некоторое солнечное оборудование, которое, по их мнению, было произведено с использованием компонентов китайской компании Hoshine Silicon, на которую администрация Байдена наложила санкции из-за обвинений в том, что компания использует принудительный труд. Руководители и аналитики солнечной отрасли говорят, что мишенями стали солнечные панели как минимум трех китайских компаний, как сообщает Джин Уэлен для The Washington Post.Ассоциация производителей солнечной энергии заявила, что поддерживает эту политику, но опасается, что чрезмерное соблюдение законов «без необходимости нарушит цепочки поставок и затруднит преодоление климатического кризиса и создание рабочих мест».

Дебютный грузовик Rivian получает восторженные отзывы, так как компания планирует размещение акций: Rivian, начинающий производитель полностью электрических грузовиков, начал процесс превращения в публичную компанию, так же как и ранний обзор своего дебютного пикапа, R1T вызвал заоблачные ожидания.Bloomberg сообщил, что компания ищет оценку в 80 миллиардов долларов, что сделает ее более ценной, чем Ford или General Motors. R1T теперь поступит в продажу в ограниченном количестве, с запасом хода до 400 миль. Motor Trend дал грузовику восторженный отзыв. «Очевидно, что мы были в восторге от того, как едет Rivian R1T, и мы думаем, что большинство покупателей пикапов тоже, — сказал обозреватель Аарон Голд, старший редактор. Еще до подобных обзоров у Rivian были хорошие перспективы из-за партнерских отношений с корпоративными гигантами, такими как Amazon, которая с самого начала покупает 100 000 полностью электрических фургонов для доставки.

Поддержите экологическую журналистику в живых

ICN предоставляет отмеченные наградами материалы о климате бесплатно и с рекламой. Мы полагаемся на пожертвования таких читателей, как вы, чтобы продолжать работу.

Сделайте пожертвование сейчас

Вы будете перенаправлены к партнеру по пожертвованиям ICN.

После спора на угольном заводе коммунальное предприятие Миннесоты отказывается от поставщика электроэнергии: Connexus Energy, крупнейшая кооперативная электроэнергетическая компания в Миннесоте, заявила на этой неделе, что хочет прекратить свое членство в Great River Energy, компании, которая производит и поставляет электроэнергию для 28 кооперативов в штате.Connexus недавно столкнулся с Great River как единственный кооператив, который проголосовал против предложенной продажи Coal Creek Station, угольной электростанции в Северной Дакоте. Как я сообщал для ICN, исполнительный директор Connexus преуменьшил значение спора на угольных заводах как причину предлагаемого разделения. Он сказал, что его кооператив хочет большего контроля, чтобы помочь снизить тарифы на электроэнергию и иметь возможность разрабатывать больше проектов в области возобновляемых источников энергии. Это не единичный случай, поскольку кооперативы в других частях страны все больше разочаровываются в своих поставщиках электроэнергии, часто из-за разных взглядов на темпы перехода от ископаемого топлива.

Законодатели Иллинойса работают над достижением энергетического компромисса: Пока я пишу это, губернатор Иллинойса Дж. Б. Притцкер и лидеры законодательного органа все еще обсуждают детали законопроекта, который восстановит и расширит стимулы для использования возобновляемых источников энергии, предоставив дополнительную помощь ядерной энергетике Exelon. электростанций и установить график сокращения выбросов электростанций, работающих на ископаемом топливе. Рэйчел Хинтон из Chicago Sun-Times сообщает, что Сенат Иллинойса принял свою версию законопроекта рано утром в среду, но он еще не в той форме, которую готовы поддержать губернатор и Палата представителей Иллинойса.Президент Сената Дон Хармон выразил уверенность, что стороны соберутся вместе и получат предложение по энергетике на стол губернатора «в считанные дни». Одним из камней преткновения является то, что губернатор хочет установить крайний срок, к которому угольные электростанции должны будут закрыться, а некоторые законодатели хотят оставить некоторое пространство для маневра, чтобы электростанции оставались открытыми.

Inside Clean Energy — это еженедельный бюллетень новостей и аналитических материалов ICN о переходе к энергетике. Отправляйте новости и вопросы Дэну[email protected]

Дэн Гирино

Репортер по экологически чистой энергии, Средний Запад, Национальная сеть отчетности по окружающей среде

Dan Gearino охватывает Средний Запад США и входит в Национальную сеть экологической отчетности ICN. Его освещение касается деловой стороны перехода к чистой энергии, и он пишет информационный бюллетень ICN Inside Clean Energy. Он пришел в ICN в 2018 году после девятилетнего пребывания в The Columbus Dispatch, где занимался энергетическим бизнесом.До этого он освещал политику и бизнес в Айове и Нью-Гемпшире. Он вырос в округе Уоррен, штат Айова, к югу от Де-Мойна, и живет в Колумбусе, штат Огайо.

В рамках поддержки возобновляемых источников энергии увеличивается количество аккумуляторных батарей в масштабе сети

Двойные дымовые трубы башни электростанции Moss Landing Power Plant над заливом Монтерей. Видные на много миль вдоль этого живописного участка побережья Северной Калифорнии колонны высотой 500 футов венчают то, что когда-то было крупнейшей электростанцией в Калифорнии — гигантский генератор, работающий на природном газе.Сегодня, когда Калифорния неуклонно движется к обезуглероживанию своей экономики, эти дымовые трубы простаивают, а завод в значительной степени законсервирован. Вместо этого объект вот-вот начнет новую жизнь в качестве крупнейшей в мире батареи, сохраняющей избыточную энергию, когда солнечные батареи и ветряные электростанции производят электроэнергию, и возвращающей ее в сеть, когда это не так.

Внутри похожего на пещеру машинного зала в настоящее время готовится к работе 300-мегаваттная литий-ионная батарея, а еще одна 100-мегаваттная батарея будет введена в эксплуатацию в 2021 году.Вместе они смогут вырабатывать достаточно электроэнергии для питания примерно 300 000 домов в Калифорнии в течение четырех часов по вечерам, в периоды сильной жары и в другие периоды, когда спрос на энергию превышает предложение, согласно разработчику проекта Vistra Energy.

Это не единственные сверхразмерные аккумуляторы, которые скоро будут работать на заводе Moss Landing. Планируется, что дополнительные 182,5 мегаватта, вырабатываемые 256 аккумуляторными батареями Tesla megapack, начнут поступать в электрическую сеть Калифорнии в середине 2021 года, и в конечном итоге на площадке планируется добавить достаточную мощность для питания каждого дома в соседнем Сан-Франциско в течение шести часов. Местная коммунальная компания Pacific Gas & Electric, которая будет владеть системой и эксплуатировать ее.В другом месте в Калифорнии в этом году в Сан-Диего был запущен проект по хранению на 250 МВт, началось строительство системы на 150 МВт недалеко от Сан-Франциско, близится к завершению проект по установке батареи на 100 МВт в Лонг-Бич, и ряд других на разных стадиях развития по всему штату.

Калифорния в настоящее время является мировым лидером по производству аккумуляторов большой емкости.

Благодаря резкому падению цен и технологическому прогрессу, который позволяет батареям хранить все большее количество энергии, в США наблюдается рекордный рост сетевых систем.С. и во всем мире. Многие достижения являются следствием стремления автомобильной промышленности создавать более компактные, дешевые и более мощные литий-ионные аккумуляторы для электромобилей. В США важную роль также играют государственные предписания в отношении экологически чистой энергии, а также налоговые льготы для систем хранения в сочетании с солнечными установками.

Калифорния в настоящее время является мировым лидером в усилиях по уравновешиванию прерывистости возобновляемой энергии в электрических сетях с помощью аккумуляторов большой емкости.Но остальной мир быстро следует их примеру. Недавно объявленные планы варьируются от системы мощностью 409 МВт в Южной Флориде до станции мощностью 320 МВт недалеко от Лондона, Англия, установки мощностью 200 МВт в Литве и установки мощностью 112 МВт в Чили.

Массовое развертывание систем хранения может преодолеть одно из самых больших препятствий для возобновляемых источников энергии — ее цикличность между избытком, когда светит солнце или дует ветер, и дефицитом, когда солнце садится или стихает ветер. По словам сторонников, сглаживая дисбаланс между спросом и предложением, батареи могут заменить «пиковые» электростанции, работающие на ископаемом топливе, которые включаются на несколько часов в день, когда спрос на энергию резко возрастает.Эксперты говорят, что повсеместное хранение энергии является ключом к расширению охвата возобновляемых источников энергии и ускорению перехода к безуглеродной энергосистеме.

«Хранение энергии на самом деле является настоящим мостом к будущему чистой энергии», — говорит Бернадетт Дель Кьяро, исполнительный директор Калифорнийской ассоциации солнечной энергетики и хранения.

Склад аккумуляторов в Фонтенелле недалеко от Дижона, Франция.ФИЛИПП ДЕСМАЗ/AFP через Getty Images

То, насколько быстро наступит это будущее, во многом зависит от того, насколько быстро продолжают снижаться издержки. По данным Управления энергетической информации США, цена на аккумуляторные батареи для коммунальных служб в Соединенных Штатах уже резко упала, упав почти на 70 процентов в период с 2015 по 2018 год. Такое резкое падение цен стало возможным благодаря достижениям в области химии литий-ионных аккумуляторов, которые значительно улучшили их характеристики.Мощность быстро растет, и батареи могут хранить и разряжать энергию в течение все более длительных периодов времени. Рыночная конкуренция и рост производства аккумуляторов также играют важную роль; по прогнозу Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии США, средние затраты на литий-ионные батареи снизятся еще на 45 процентов в период с 2018 по 2030 год.

«Мы почти полностью поддерживаем рост технологии литий-ионных аккумуляторов, которая движима в основном электромобилями и бытовой электроникой», — говорит Рэй Хохенштейн, директор по рыночным приложениям Fluence, поставщика технологий хранения энергии с общим объемом проектов хранения почти 1 гигаватт (1000 мегаватт) будет введен в эксплуатацию в Калифорнии в течение года.По словам Хохенштейна, деньги, вложенные в исследования для этих приложений, снижают затраты по всем направлениям. «Это похоже на то, что мы видели с солнечными панелями».

В Калифорнии падение цен на аккумуляторы в сочетании с агрессивным стремлением штата к безуглеродной электросети к 2045 году привело к созданию целого ряда проектов по хранению. Законопроект 2013 года поставил цель ввести в эксплуатацию 1,325 гигаватт хранилища для энергосистемы штата к 2020 году. В настоящее время одобрено 1,5 гигаваттных проектов, в том числе более 500 мегаватт установленных на данный момент, и эта цель уже превышена, по данным California Public. Коммунальная комиссия.Хотя точных данных о том, сколько хранилищ потребуется Калифорнии для достижения цели по безуглеродному загрязнению, нет — количество зависит от будущего сочетания технологий, энергопотребления и других меняющихся факторов — по некоторым оценкам, по крайней мере 30 гигаватт энергии хранилище потребуется к 2045 году.

В этом году в США были установлены рекордные 1,2 гигаватт хранилища.

Когда в середине 2021 года гигантский проект Moss Landing заработает на полную мощность, он более чем удвоит объем хранилищ энергии в Калифорнии.Несколько других штатов также сейчас приступают к реализации крупных проектов по хранению энергии. Среди них: нью-йоркский проект Ravenswood мощностью 316 мегаватт сможет обеспечить электроэнергией более 250 000 домов на срок до восьми часов, заменив две пиковые электростанции на природном газе в нью-йоркском районе Квинс. А система Manatee мощностью 409 мегаватт, запланированная для Южной Флориды, будет заряжаться от соседней солнечной электростанции. Предприятие, которое компания Florida Power & Light рекламирует как крупнейшую в мире аккумуляторную систему на солнечной энергии, заменит два устаревших блока, работающих на природном газе.

По данным исследовательской и консалтинговой фирмы Wood MacKenzie, в этом году по всей стране было установлено рекордное количество хранилищ мощностью 1,2 гигаватт. Прогнозируется, что это число резко возрастет в течение следующих пяти лет, увеличившись почти до 7,5 гигаватт в 2025 году. Келли Спикс-Бакман, генеральный директор Ассоциации хранения энергии США, говорит, что в 2020 году количество аккумуляторных накопителей удвоилось и, вероятно, утроилось бы, если бы это произошло. не было замедления строительства, вызванного пандемией Covid-19.

Несмотря на свое лидерство в развитии возобновляемых источников энергии, Европа медленнее осваивала системы хранения. «В целом Европа немного более консервативна, — говорит Даниэле Гатти, аналитик IDTechEx, британской исследовательской фирмы, специализирующейся на новых технологиях. Развитию систем хранения энергии в Европе препятствует ограничительный рынок электроэнергии, на котором доминируют государственные аукционы, которые, как правило, занижают стоимость хранения. Тем не менее, некоторые крупные проекты в настоящее время обретают форму, в том числе система Gateway мощностью 320 мегаватт, которая будет построена в новом портовом комплексе недалеко от Лондона.

Hornsdale Power Reserve, хранилище аккумуляторов мощностью 100 мегаватт в Южной Австралии. Кредит: Тесла

Во всем мире Gatti прогнозирует быстрый рост в области хранения энергии, достигнув 1.2 тераватта (1200 гигаватт) в течение следующего десятилетия. Ключевыми игроками являются Австралия, которая в 2017 году стала первой страной, установившей в своей энергосистеме крупное аккумуляторное хранилище с запасом мощности Hornsdale Power Reserve мощностью 100 МВт, и теперь планирует добавить еще 300 МВт возле Виктории. Новая система будет распределять электроэнергию между штатами по мере необходимости, максимально повышая эффективность существующей инфраструктуры передачи и снижая потребность в строительстве новых линий электропередач, которые большую часть времени простаивают.Подобные проекты разрабатываются в Германии и других странах, подчеркивая растущую роль аккумуляторов в качестве средств передачи.

А Саудовская Аравия только что объявила о планах обогнать Moss Landing как крупнейшую в мире батарею с массивной солнечной системой хранения на западном побережье страны. Объект будет круглосуточно обеспечивать 100-процентной возобновляемой энергией курортный комплекс из 50 отелей и 1300 домов, строящихся вдоль Красного моря.

В недавнем отчете делается вывод о том, что большинство электростанций, работающих на ископаемом топливе в США.Срок службы S. закончится к 2035 году, эксперты говорят, что время для быстрого роста в области хранения энергии в промышленных масштабах не за горами. Ии Чжоу, специалист по системам возобновляемой энергии из Bloomberg NEF, говорит, что возобновляемые источники энергии в сочетании с аккумуляторными батареями уже являются экономически жизнеспособной альтернативой строительству новых газовых электростанций. Сочетание производства электроэнергии с хранением особенно хорошо работает с солнечной энергией, которая обычно следует предсказуемой ежедневной схеме. В США затратам также помог федеральный инвестиционный налоговый кредит, 30-процентная налоговая скидка на новые солнечные установки.На самом деле, говорит Чжоу, чем больше солнечной энергии поступает в сеть, тем выше стоимость эксплуатации газовых электростанций.

Аккумуляторы начинают достигать размеров, позволяющих возобновляемым источникам энергии заменить генераторы природного газа средней мощности.

«В основном это связано с тем, что теперь они вынуждены включаться и выключаться гораздо чаще из-за проникновения солнечных лучей», — говорит Чжоу. «Это увеличивает износ и сокращает срок их службы».

Батареи даже начинают достигать размера — около 200 мегаватт — что позволяет возобновляемым источникам энергии заменить небольшие и средние генераторы природного газа, говорит Хохенштейн.«Теперь мы можем создавать эти гибридные ресурсы — солнечные, аккумулирующие, ветряные — и выполнять работу, которую традиционно выполняли электростанции, работающие на ископаемом топливе», — говорит Хохенштейн, чья компания наблюдает всплеск интереса к таким крупным проектам.

Добавление накопителей также делает возобновляемые источники энергии более прибыльными, говорит Уэсли Коул, энергетический аналитик из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии. «Одна из проблем возобновляемых источников энергии заключается в том, что чем больше вы подключаете к сети, тем больше снижается ценность», — говорит Коул.Хранение помогает справиться с этим, поглощая избыточную энергию, которая была бы потеряна в середине дня, когда спрос на электроэнергию ниже, и перемещая ее в то время, когда она более ценна.

В то время как накопление энергии процветает на рынках с высокой стоимостью, таких как Калифорния, цены на батареи все еще должны снизиться, чтобы достичь крупномасштабного глобального развертывания. В США сторонники надеются, что новая администрация Байдена будет проводить более благоприятную энергетическую политику, в том числе продлевать инвестиционный налоговый кредит, который снижается до 10 процентов для коммерческих солнечных систем и заканчивается для жилых солнечных систем в 2022 году, а также расширяет льготы для автономных хранилище.

Как Байден может вывести США на путь безуглеродного электричества. Прочитайте больше.

Однако даже без дополнительных стимулов аналитики с оптимизмом смотрят на то, что цены на батареи в конечном итоге упадут до уровня, достаточного для повсеместного использования накопителей энергии.

«Мы видим, что системы хранения играют важную роль в любом будущем, на которое мы смотрим, — говорит Коул. «И не один или два гигаватт… а от десятков до сотен гигаватт».

Электричество и хранение энергии — Всемирная ядерная ассоциация

(обновлено в августе 2021 г.)

  • Аккумулирование электроэнергии в больших масштабах стало предметом пристального внимания, поскольку прерывистые возобновляемые источники энергии стали более распространенными.
  • Насосное хранилище хорошо зарекомендовало себя. Разрабатываются и другие технологии мегаваттного масштаба. Они могут обеспечить диспетчерскую мощность в соответствии с требованиями.
  • Аккумуляторы, дополняющие прерывистые возобновляемые источники энергии, если они должны заменить мощность базовой нагрузки, должны быть в состоянии удовлетворить спрос в течение многих дней, а не только часов.
  • На бытовом уровне, за счетчиком, рекламируется аккумуляторная батарея, дополняющая фотоэлектрическую солнечную установку.Это снижает спрос на сеть, особенно во время вечерних пиков.

Быстрое увеличение во многих частях мира генерирующих мощностей за счет непостоянных возобновляемых источников энергии, в частности, ветра и солнца, привело к сильному стимулу для развития аккумулирования энергии для производства электроэнергии в больших масштабах. Из-за растущей (желаемой или навязанной) годовой доли электроэнергии, получаемой от возобновляемых технологий, подверженных естественным колебаниям потоков мощности (таких как солнечные фотоэлектрические и ветровые), характеризующихся относительно низкими коэффициентами нагрузки, совокупная установленная мощность этих технологий в будущем ожидается, что они будут намного больше, чем типичная/традиционная пиковая потребность в электроэнергии.*

* «Необходимо избегать прискорбной привычки в некоторых кругах слепо использовать слово «мощность» как синоним «электричества» в контексте хранения. «Мощность» заряжается или разряжается из накопителя, но хранится именно «энергия». – Прогнозируемые затраты на производство электроэнергии на 2020 год, Международное энергетическое агентство и Агентство по ядерной энергии.

Степень, в которой может быть развито накопление электроэнергии, будет определять степень, в которой эти прерывистые возобновляемые источники могут вытеснять управляемые источники, время от времени получая избыточную мощность и устраняя разрывы в прерывистости.Есть вопросы масштаба — мощность и энергоемкость — которые указаны ниже в частных случаях. Кроме того, некоторая часть запасенной энергии обычно должна быть доступна в виде электричества в течение нескольких дней и недель, хотя есть много возможностей для краткосрочного хранения в течение минут и часов. Экономическая эффективность имеет ключевое значение, поэтому для сравнения различных технологий хранения электроэнергии в различных приложениях и услугах необходимо четко определить как ценность, так и стоимость.

Электричество само по себе не может быть сохранено в любом масштабе, но оно может быть преобразовано в другие формы энергии, которые могут быть сохранены и позже преобразованы в электричество по запросу.Системы хранения электроэнергии включают аккумулятор, маховик, сжатый воздух и гидроаккумулятор. Любые системы ограничены в общем количестве энергии, которую они могут хранить. Их энергетическая мощность выражается в мегаватт-часах (МВтч), а мощность, или максимальная выходная мощность в данный момент времени, выражается в мегаваттах электрической мощности (МВт или МВт). Системы хранения электроэнергии могут быть разработаны для предоставления вспомогательных услуг системе передачи, включая управление частотой, и сегодня это основная роль сетевых батарей.

Конечно, очень эффективное хранение энергии достигается в ископаемом топливе и ядерном топливе до того, как из них будет произведено электричество. Хотя основное внимание здесь уделяется хранению после выработки, в частности, из прерывистых возобновляемых источников, любое надлежащее рассмотрение этого вопроса должно также охватывать ядерное топливо для производства электроэнергии как более экономичный вариант с относительно небольшими требованиями к материалам.

Насосное водохранилище предполагает перекачку воды вверх в резервуар, из которого она может быть выпущена по требованию для выработки гидроэлектроэнергии.КПД двойного процесса составляет около 70%. На середину 2016 года гидроаккумулирующие системы составляли 95 % крупных мировых запасов электроэнергии, а в 2014 г. было добавлено 72 % аккумулирующих мощностей. Преимущество насосных гидроэлектростанций заключается в том, что они могут быть долгосрочными, если это необходимо. Однако аккумуляторные накопители широко используются и, по данным МЭА, к концу 2020 года достигли около 15,5 ГВт, подключенных к электрическим сетям. В 2014 году в качестве определяющей тенденции в области энергетических технологий появилось накопление энергии в масштабе здания. Этот рынок вырос на 50% по сравнению с прошлым годом, при этом литий-ионные батареи занимают видное место, но проточные батареи с окислительно-восстановительными элементами выглядят многообещающе.Такое хранилище может использоваться для снижения спроса на сеть, в качестве резерва или для ценового арбитража.

Проекты и оборудование для гидроаккумулирования имеют длительный срок службы – номинально 50 лет, но потенциально больше, по сравнению с батареями – от 8 до 15 лет. Насосные гидроаккумуляторы лучше всего подходят для обеспечения пиковой нагрузки системы, состоящей в основном из ископаемого топлива и/или ядерной генерации. Он не так хорошо подходит для замены прерывистой, незапланированной и непредсказуемой генерации.

В отчете Всемирного энергетического совета, опубликованном в январе 2016 года, прогнозируется значительное снижение стоимости большинства технологий хранения энергии с 2015 по 2030 год.Аккумуляторные технологии продемонстрировали наибольшее снижение стоимости, за ними следуют явная тепловая энергия, скрытая тепловая энергия и суперконденсаторы. Аккумуляторные технологии продемонстрировали снижение со 100–700 евро/МВтч в 2015 году до 50–190 евро/МВтч в 2030 году – снижение верхнего предела затрат более чем на 70 % в следующие 15 лет. По данным WEC, лидируют технологии натрий-сера, свинцово-кислотные и литий-ионные. В отчете моделируется хранение, относящееся как к ветряным, так и к солнечным электростанциям, с оценкой результирующей приведенной стоимости хранения (LCOS) для конкретных электростанций.В нем отмечается, что фактор нагрузки и среднее время разряда при номинальной мощности являются важными факторами, определяющими LCOS, а частота циклов становится второстепенным параметром. Для хранения, связанного с солнечными батареями, случай применения был ежедневным хранением с шестичасовым временем разрядки при номинальной мощности. Для хранения, связанного с ветром, случай применения был для двухдневного хранения с 24-часовым разрядом при номинальной мощности. В первом случае LCOS самой конкурентоспособной технологии хранения составляла 50–200 евро/МВтч. В последнем случае нормированные затраты были выше и зависели от количества циклов разряда в год, и «многие технологии казались привлекательными.»

После двухлетнего исследования, проведенного Комиссией по коммунальным предприятиям Калифорнии, штат в 2010 году принял закон, требующий к 2024 году 1 325 МВт (за исключением крупномасштабных гидроаккумулирующих накопителей). В 2013 году крайний срок был перенесен на 2020 Всего МВт. В законодательстве указана мощность, а не емкость хранения (МВтч), что предполагает, что основной целью является регулирование частоты. Заявленная цель законодательства состоит в том, чтобы повысить надежность сети за счет обеспечения управляемой мощности от растущей доли солнечной и ветровой энергии, заменить вращающийся резерв, обеспечить регулирование частоты и снизить требования к пиковой мощности (пиковое сглаживание).Системы хранения могут быть связаны либо с системами передачи, либо с системами распределения, либо находиться за счетчиком. Основное внимание уделяется аккумуляторным системам накопления энергии (BESS). Энергетический арбитраж может увеличить доход, покупая в непиковые периоды и продавая в период пикового спроса. Южная Калифорния Edison в 2014 году объявила о планах по хранению электроэнергии мощностью 260 МВт, чтобы компенсировать закрытие атомной электростанции Сан-Онофре мощностью 2150 МВт. Хотя 1,3 ГВт в контексте потребности штата в 50 ГВт не обеспечат много управляемой мощности, это было основным стимулом для коммунальных служб.

Орегон последовал за Калифорнией и в 2015 году установил требование для более крупных коммунальных предприятий (PGE и PacifiCorp) закупить к 2020 году не менее 5 МВтч хранилища, а PGE предложила 39 ГВт в нескольких местах стоимостью от 50 до 100 миллионов долларов. В июне 2017 г. штат Массачусетс объявил о намерении к 2020 г. накопить 200 МВтч. В ноябре 2017 г. Нью-Йорк принял решение установить цель хранения на 2030 г.

В США имеется около 30 ГВт гидроаккумулирующих мощностей, а к марту 2019 года было развернуто 900 МВт аккумуляторных аккумуляторных батарей.Ожидается, что эта цифра вырастет до 1000 МВт к 2020 году и 2500 МВт к 2023 году, при этом ожидается, что затраты снизятся до 200 долларов США за кВтч хранимой энергии, что составляет половину стоимости 2016 года. Около 2,5% поставляемой электроэнергии в США проходит через хранилища (по сравнению с примерно 10% в Европе и 15% в Японии).

В начале 2016 года Национальная электросеть Великобритании получила сильный отклик на тендер на 200 МВт с улучшенной частотной характеристикой (EFR). Он предложил четырехлетние контракты на мощность, способную обеспечить 100% выходную активную мощность за секунду или меньше после регистрации отклонения частоты.Было предложено около 888 МВт мощности батареи, 150 МВт межсетевого соединения, 100 МВт реакции на стороне спроса и 50 МВт мощности маховика. Все, кроме трех, связаны с аккумуляторной батареей. В августе были объявлены победившие заявки – восемь выбранных тендеров мощностью от 10 МВт до 49 МВт (всего 201 МВт) и общей стоимостью 66 миллионов фунтов стерлингов. Выигрышные предложения варьировались от 7 до 12 фунтов стерлингов за МВт EFR/ч, в среднем 9,44 фунтов стерлингов за МВт EFR/ч. Ожидается также, что батареи станут основным выбором для надежной частотной характеристики, немного медленнее, чем EFR.

В Великобритании хранилище рассматривается как генерация для целей лицензирования, но при подключении к распределительной сети оно должно соответствовать двум различным методологиям подключения и начисления платы: одна половина подключается по запросу, а другая — как генерация. Предлагается единая методология подключения к хранилищу, и Департамент бизнеса, энергетики и промышленной стратегии и регулятор энергетики Ofgem стремятся дать определение «хранилищу электроэнергии» в юридических и нормативных терминах, чтобы ускорить развертывание.Сеть хранения электроэнергии, отраслевая организация, поддерживает этот шаг.

В ответ на спрос правительство Великобритании заявило, что поставщики должны иметь более легкий доступ к ряду рынков, чтобы они могли честно конкурировать с крупными производителями, включая балансирующий рынок, вспомогательные услуги и рынок мощности. Существует обеспокоенность по поводу того, должны ли поставщики хранилищ и регулирования спроса иметь доступ к рыночным контрактам на мощность той же длины, что и новые дизельные генераторы. В этой области ответ должен быть в течение нескольких часов, а батареи менее экономичны.

В ноябре 2016 года Европейская комиссия признала хранение энергии ключевым инструментом гибкости, который потребуется в будущем. Было предложено новое определение хранения электроэнергии, включающее «отсрочку количества произведенной электроэнергии до момента ее использования либо в качестве конечной энергии, либо преобразованной в другой энергоноситель», например, в газ. Это привело концепции Power-to-Gas (P2G) к нормативному определению накопления энергии, так что избыточная мощность от прерывистых возобновляемых источников энергии может быть преобразована путем электролиза в водород, который может быть добавлен в обычную газораспределительную сеть (до 20%, хотя и значительно). менее разрешены в большинстве стран) или продаются напрямую.Таким образом, электролизеры могли бы предоставлять вспомогательные сетевые услуги, за которые им платят. Переопределение P2G с простой нагрузки на хранение имеет значение как для электросетей, так и для сокращения выбросов CO 2 , образующихся в результате использования газа. Электролизеры P2G можно рассматривать как часть сети, а не просто как конечных пользователей.

ITM Power, разрабатывающая электролизеры для систем P2G, предлагает построить в Великобритании несколько станций заправки водородом автомобилей на топливных элементах, которые будут иметь некоторую функцию балансировки сети.В марте 2017 года у него было четыре работающих, а производство водорода было рассчитано на поглощение избыточной энергии из сети. Правительство Великобритании хочет, чтобы к 2020 году было 65 водородных заправочных станций. Каждая имеет мощность от 200 до 250 кВт, поэтому их необходимо несколько, чтобы иметь возможность участвовать в торгах на улучшенную частотную характеристику (минимум 3 МВт).

Электролизеры

с полимерно-электролитной мембраной (PEM) теперь доступны по цене около 1 млн евро за МВт, они занимают меньше места и быстрее реагируют, чем альтернативы, что позволяет балансировать сеть и накапливать энергию.В 2015 году в Германии было сокращено около 4,7 ТВтч электроэнергии из возобновляемых источников.

Хранение водорода в масштабе и его передача на большие расстояния предусматривается путем преобразования в аммиак, который с практической точки зрения является более энергоемким.

Дополнительную информацию см. на веб-сайте Ассоциации хранения энергии или Европейской ассоциации хранения энергии (EASE).

Аккумулятор гидроаккумулятора

В некоторых местах насосные гидроаккумуляторы используются для выравнивания ежедневной генерирующей нагрузки путем перекачки воды в высокую плотину водохранилища в непиковые часы и выходные дни с использованием избыточной мощности базовой нагрузки за счет дешевых угольных или ядерных источников.В часы пик эта вода может быть сброшена через турбины в нижний резервуар для выработки гидроэлектроэнергии, преобразуя потенциальную энергию в электричество. Реверсивные агрегаты насос-турбина/двигатель-генератор могут действовать как насосы, так и турбины*. Системы гидроаккумулирования могут быть эффективными для удовлетворения пиковых изменений спроса из-за быстрого увеличения или уменьшения нагрузки, а также прибыльными из-за разницы между оптовыми ценами в пиковые и непиковые периоды. Основной проблемой, помимо воды и высоты, является эффективность туда и обратно, которая составляет около 70%, поэтому на каждый входной МВтч только 0.Восстановлено 7 МВтч. Кроме того, относительно немногие места могут быть оборудованы гидроаккумулирующими плотинами рядом с местами, где требуется электроэнергия.

* Турбины Фрэнсиса широко используются для гидроаккумулирования, но имеют предел гидравлического напора около 600 м.

Большая часть перекачиваемой аккумулирующей способности связана с установленными плотинами гидроэлектростанций на реках, где вода перекачивается обратно в высокую накопительную дамбу. Такие плотинные гидроузлы могут быть дополнены напорными ГЭС. Для этого необходимы пары небольших резервуаров в холмистой местности, соединенных трубой с насосом и турбиной.

Эта схема проекта Гордон-Бьютт типична для гидроаккумулирующих насосных станций (Гордон-Бьютт)

У Международной гидроэнергетической ассоциации есть инструмент отслеживания, который отображает местоположения и мощность существующих и планируемых гидроаккумулирующих проектов.

ГАЭС используется с 1920-х годов, и сегодня во всем мире установлено около 160 ГВт ГАЭС, в том числе 31 ГВт в США, 53 ГВт в Европе и Скандинавии, 27 ГВт в Японии и 23 ГВт в Китае.Это составляет около 500 ГВт-ч, которые можно хранить — около 95% крупных мировых запасов электроэнергии в середине 2016 года и 72% от этой мощности, которая была добавлена ​​в 2014 году. IRENA сообщает, что 96 ТВт-ч было использовано из гидроаккумуляторов в 2015. В отчете Международного энергетического агентства World Energy Outlook 2016 к 2040 году будет добавлено 27 ГВт гидроаккумулирующих мощностей, в основном в Китае, США и Европе.

Для гидроэлектростанций, работающих вне реки, спаренные водохранилища обычно должны иметь перепад высот не менее 300 метров.Заброшенные подземные шахты имеют некоторый потенциал в качестве площадок. В испанском регионе Леон Navaleo планирует построить насосную гидросистему в бывшей угольной шахте с напором 710 м и мощностью 548 МВт, возвращая в сеть 1 ТВтч в год.

В отличие от ветровой и солнечной энергии, поступающей в энергосистему, гидрогенерация является синхронной и, следовательно, предоставляет вспомогательные услуги в сети передачи, такие как регулирование частоты и предоставление реактивной мощности. Проект гидроаккумулирования обычно имеет от 6 до 20 часов хранения гидравлического резервуара для работы, по сравнению с гораздо меньшим для аккумуляторов.Аккумулирующие системы обычно имеют накопленную энергию более 100 МВтч.

Аккумулятор гидроаккумулятора лучше всего подходит для обеспечения пиковой нагрузки системы, включающей в основном ископаемое топливо и/или атомную генерацию по низкой цене. Он гораздо менее подходит для замены прерывистой, незапланированной генерации, такой как ветер, где доступность избыточной энергии нерегулярна и непредсказуема.

Крупнейшая гидроаккумулирующая станция находится в Вирджинии, США, с мощностью 3 ГВт и 30 ГВтч запасенной энергии.Однако полезных объектов может быть совсем немного. Они также не должны дополнять основные гидроэлектростанции, но могут использовать любую разницу в высоте между верхним и нижним водохранилищами более 100 метров, если не слишком далеко друг от друга. На Окинаве морская вода закачивается в резервуар на вершине утеса. В Австралии заброшенный подземный рудник считался нижним резервуаром. Израиль планирует двухрезервуарную систему Кохав-Хайарден мощностью 344 МВт.

В штате Монтана, США, проект гидроаккумулирующих гидроэлектростанций Гордон-Бьютт мощностью 100 МВт стоимостью 1 млрд долл. США в центральной части штата будет использовать избыточную мощность ветряных турбин штата мощностью 665 МВт, хотя это менее предсказуемо, чем мощность в непиковые периоды. предназначен для обеспечения базовой нагрузки.Absaroka Energy построит приподнятый резервуар на возвышенности на высоте 312 метров над нижним резервуаром с 2018 года. Ожидается, что он будет поставлять 1300 ГВтч в год в дополнение к ветровой энергии с вспомогательными услугами.

Ожидается, что в Германии в 2018 году будет введен в эксплуатацию ветро- и гидроэлектростанция Гайльдорф недалеко от Мюнстера. Он включает 13,6 МВт ветряных турбин и 16 МВт гидроэлектростанций из гидроаккумулирующих установок.

Аккумуляторные системы накопления энергии

Аккумуляторы накапливают и выделяют энергию электрохимически.К аккумуляторным батареям предъявляются следующие требования: высокая плотность энергии, высокая мощность, длительный срок службы (циклы заряда-разряда), высокий КПД, безопасность и конкурентоспособная стоимость. Другими переменными являются продолжительность разряда и скорость заряда. Среди этих критериев сделаны различные компромиссы, подчеркивающие ограничения аккумуляторных систем накопления энергии (BESS) по сравнению с управляемыми источниками генерации. Также возникает вопрос о возврате энергии на вложенную энергию (EROI), который остро связан с тем, как долго батарея находится в эксплуатации и как сохраняется ее эффективность в оба конца в течение этого периода.

Аккумуляторы требуют системы преобразования энергии (PCS), включая инвертор, для соединения с обычной системой переменного тока. Это добавляет около 15% к базовой стоимости батареи.

Различные проекты мегаваттного масштаба доказали, что батареи хорошо подходят для сглаживания изменчивости мощности ветряных и солнечных систем в течение минут и даже часов для кратковременной интеграции этих возобновляемых источников энергии в сеть. Они также показали, что батареи могут реагировать быстрее и точнее, чем обычные ресурсы, такие как вращающиеся резервы и пиковые установки.В результате большие аккумуляторные батареи становятся предпочтительной технологией стабилизации для краткосрочной интеграции возобновляемых источников энергии. Это функция мощности, а не накопления энергии. Спрос на него намного ниже, чем на аккумулирование энергии — Калифорнийский ИСО оценил свой пиковый спрос на регулирование частоты на 2018 год в 2000 МВт из всех источников.

Некоторые аккумуляторные установки заменяют вращающийся резерв для краткосрочного резервного копирования, поэтому они работают как виртуальные синхронные машины с использованием инверторов, формирующих сеть.

Интеллектуальные сети Аккумуляторные батареи часто обсуждаются в связи с интеллектуальными сетями. Интеллектуальная сеть — это электросеть, которая оптимизирует электроснабжение, используя информацию как о спросе, так и о предложении. Это достигается с помощью сетевых функций управления устройствами с коммуникационными возможностями, такими как интеллектуальные счетчики.

На долю литий-ионных аккумуляторов в 2015 г. приходилось 51% недавно объявленной емкости систем накопления энергии (СЭ) и 86% развернутой мощности СЭ.По оценкам, в 2015 году во всем мире было объявлено о 1653 МВт новых мощностей ESS, причем чуть более одной трети приходится на Северную Америку. Литий-ионные аккумуляторы — самая популярная технология для распределенных систем накопления энергии (Navigant Research). Литий-ионные батареи имеют КПД постоянного тока в обе стороны 95%, а при преобразовании тока в переменный для сети этот показатель снижается до 85%. Они имеют цикл 2000-4000 и срок службы 10-20 лет, в зависимости от использования.

На бытовом уровне, за счетчиком*, пропагандируется аккумуляторное хранение.Существует очевидная совместимость между фотоэлектрическими солнечными батареями и батареями, поскольку они являются источниками постоянного тока. В Германии, где средний коэффициент мощности солнечных фотоэлектрических систем составляет 10,7%, 41% новых солнечных фотоэлектрических установок в 2015 году были оснащены резервными аккумуляторными батареями по сравнению с 14% в 2014 году. систем поощряется Банком развития KfW, который предоставляет государственные займы под низкие проценты и помощь в возврате средств, покрывающую до 25% требуемых инвестиционных затрат. KfW требует, чтобы фотоэлектрическая электроэнергия использовалась в достаточном количестве для потребления и хранения на месте, чтобы не более половины вырабатываемой электроэнергии попадало в передающую сеть.Таким образом, утверждается, что сеть может выдержать в 1,7–2,5 раза больше обычной солнечной мощности без перегрузки. В 2016 году в Германии сообщалось о 200 МВтч установленной мощности хранения.

* Бытовые и малые фотоэлектрические системы не являются частью распределительной системы, но, по сути, являются внутренними для помещений, при этом большая часть генерируемой энергии используется там, а некоторая часть, возможно, экспортируется в систему через счетчик, который первоначально измерял мощность, потребляемую из сети для зарядки. за.

Более одной трети «аккумуляторных батарей» мощностью 1,5 ГВт в 2015 году составляли литий-ионные батареи, а 22% — натрий-серные батареи. По оценкам Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), миру необходимо 150 ГВт аккумуляторных батарей, чтобы достичь поставленной IRENA цели — 45 % электроэнергии, вырабатываемой из возобновляемых источников к 2030 году. GWe, и National Grid тратит на это от 160 до 170 миллионов фунтов стерлингов в год. В Германии установленная аккумуляторная батарея коммунального масштаба увеличилась с примерно 120 МВт в 2016 году до примерно 225 МВт в 2017 году.

Большой BESS представляет собой литий-ионную систему Toshiba мощностью 40 МВт/20 МВтч на подстанции Ниши-Сэндай компании Tohoku Electric Power Company в Японии, введенную в эксплуатацию в начале 2015 года, а San Diego Gas & Electric имеет литий-ионную систему мощностью 30 МВт/120 МВтч BESS в Эскондидо, Калифорния. Кроме того, STEAG Energy Services запустила программу хранения литий-ионных аккумуляторов мощностью 90 МВт в Германии (см. ниже), а Edison строит объект мощностью 100 МВт в Лонг-Бич, штат Калифорния.

В Южной Австралии литий-ионная система Tesla мощностью 100 МВт/129 МВтч была установлена ​​рядом с ветряной электростанцией Neoen мощностью 309 МВт в Хорнсдейле недалеко от Джеймстауна – Hornsdale Power Reserve (HPR).Около 70 МВт мощности передано правительству штата по контракту для обеспечения стабильности сети и безопасности системы, включая вспомогательные услуги управления частотой (FCAS) через платформу Tesla Autobidder в сроки от шести секунд до пяти минут. Остальные 30 МВт мощности имеют трехчасовое хранение и используются Neoen для перераспределения нагрузки для соседней ветровой электростанции. Он доказал свою способность очень быстро реагировать на FCAS, подавая до 8 МВт в течение примерно 4 секунд, прежде чем более медленная контрактная FCAS включится, когда частота упадет ниже 49.8 Гц. В 2020 году проект был расширен на 50 МВт / 64,5 МВтч за 79 миллионов австралийских долларов, так что теперь он обеспечивает примерно половину виртуальной инерции, необходимой в штате для FCAS.

Существует несколько типов литий-ионных аккумуляторов, некоторые с высокой плотностью энергии и быстрой зарядкой для автомобилей (EV), другие, такие как литий-железо-фосфат (LiFePO 4 , сокращенно LFP), тяжелее и менее энергозатратны. плотный и с более длительным сроком службы. Концепции длительного хранения включают перепрофилирование использованных аккумуляторов для электромобилей — аккумуляторов второго срока службы.

Натриево-серные (NaS) батареи используются уже 25 лет и хорошо зарекомендовали себя, хотя и дороги. Они также должны работать при температуре около 300°C, что означает некоторое потребление электроэнергии в режиме ожидания. Стоимость системы PG&E Vaca-Dixon NaS BESS мощностью 2 МВт/14 МВтч составляет около 11 миллионов долларов (5500 долларов за кВт по сравнению с примерно 200 долларами за кВт, которые, по оценкам PG&E, являются безубыточными в 2015 году). Срок службы около 4500 циклов. Эффективность приема-передачи в ходе 18-месячного испытания составила 75%. Блок мощностью 4,4 МВт/20 МВтч строится компанией EWE в Вареле в Нижней Саксонии на севере Германии и будет введен в эксплуатацию в конце 2018 года.(Это часть установки с литий-ионной батареей мощностью 7,5 МВт / 2,5 МВтч, стоимость всей установки составляет 24 миллиона евро.)

Проточные окислительно-восстановительные батареи (RFB), разработанные в 1970-х годах, имеют два жидких электролита, разделенных мембраной, образующих положительные и отрицательные полуэлементы, каждый с электродом, обычно углеродным. Дифференциал напряжения составляет от 0,5 до 1,6 вольт в водных системах. Они заряжаются и разряжаются посредством обратимой реакции восстановления-окисления через мембрану. В процессе зарядки ионы окисляются на положительном электроде (высвобождение электронов) и восстанавливаются на отрицательном электроде (поглощение электронов).Это означает, что электроны перемещаются из активного материала (электролита) положительного электрода в активный материал отрицательного электрода. При разрядке происходит обратный процесс и высвобождается энергия. Активные материалы представляют собой окислительно-восстановительные пары, т.е. химических соединений, которые могут поглощать и отдавать электроны.

Ванадиевые окислительно-восстановительные проточные батареи (VRFB или V-flow) используют несколько степеней окисления ванадия для хранения и высвобождения заряда. Они подходят для больших стационарных приложений с длительным сроком службы (ок.15 000 циклов или «бесконечность»), полная разрядка и низкая стоимость за кВтч по сравнению с литий-ионными батареями при ежедневном или более частом циклировании. Аккумуляторы V-flow становятся более рентабельными, чем дольше срок хранения — часто около четырех часов — и чем больше потребляемая мощность и энергия. Говорят, что экономическая шкала кроссовера составляет около 400 кВтч, за пределами которой они более экономичны, чем литий-ионные. Также они работают при температуре окружающей среды, поэтому менее подвержены возгоранию, чем литий-ионные. С точки зрения стоимости и масштаба, VRFB находят широкое применение в электросетях и промышленности — проекты до ГВтч, а не МВтч.

С помощью RFB энергию и мощность можно масштабировать отдельно. Мощность определяет размер ячейки или количество ячеек, а энергия определяется количеством накопителя энергии. Модули имеют мощность до 250 кВт и могут собираться до 100 МВт. Это позволяет лучше адаптировать проточные окислительно-восстановительные батареи к конкретным требованиям, чем другие технологии. Теоретически нет предела количеству энергии, и часто удельные инвестиционные затраты уменьшаются с увеличением соотношения энергия/мощность, поскольку носитель энергии обычно имеет сравнительно низкую стоимость.

Модель «пиковой» электростанции в Китае имеет солнечную фотоэлектрическую мощность 100 МВт с VRFB мощностью 100 МВт/500 МВтч.

Общий вывод из испытаний PG&E заключался в том, что если батареи должны использоваться для арбитража энергии, они должны располагаться вместе с ветряными или солнечными электростанциями — часто вдали от основного центра нагрузки. Однако, если они должны использоваться для регулирования частоты, их лучше располагать вблизи городских или промышленных центров нагрузки. Поскольку поток доходов от управления частотами намного лучше, чем от арбитража, коммунальные предприятия обычно предпочитают центр города, а не удаленные районы для активов, которыми они владеют.

Стоимость литий-ионных аккумуляторов снизилась на две трети в период с 2000 по 2015 год, примерно до 700 долл. США/кВтч, благодаря рынку транспортных средств, и прогнозируется дальнейшее снижение стоимости вдвое к 2025 году. Затраты на системы преобразования энергии (PCS) не снизились на с той же скоростью, а в 2015 году к стоимости аккумуляторов для неавтомобильных приложений добавилось около 15%.

Материалы для литий-ионных аккумуляторов

Поскольку использование литий-ионных аккумуляторов увеличилось, а прогнозы на будущее увеличились еще больше, внимание было обращено на источники материалов.

Литий — довольно распространенный элемент, и в 2017 году в батареях использовалось около 39% мировых поставок. Большая часть поставок поступает из Австралии и Южной Америки. См. также сопутствующий информационный документ о литии.

Электродные материалы литий-ионных аккумуляторов также пользуются спросом, особенно кобальт, никель, марганец и графит.

Графит в основном производится в Китае – 1,8 млн тонн в 2015 году из примерно 2.Всего 1 млн тонн.

Кобальт в основном добывается в Конго (ДРК) – 83 529 т в 2015 г., затем следуют Новая Каледония (11 200 т), Китай (9 600 т), Канада (7 500 т), Австралия (6 000 т) и Филиппины ( 4000 т). Ресурсы в основном находятся в ДРК и Австралии.

Никель производится во многих странах с хорошо распределенными ресурсами.

Переработка этих материалов из старых аккумуляторов стоит дорого.

Литий-ионные батареи можно разделить на категории по химическому составу их катодов. Различное сочетание минералов приводит к существенно отличающимся характеристикам батареи:

  • Батарея литий-никель-кобальт-алюминий-оксид (NCA) – диапазон удельной энергии (200-250 Втч/кг), высокая удельная мощность, срок службы от 1000 до 1500 полных циклов. Рекомендуется в некоторых электромобилях премиум-класса (, например,  Tesla), но дороже, чем другие химические вещества.
  • Батарея литий-никель-марганцево-кобальтовая (NMC) – диапазон удельной энергии (140–200 Вт·ч/кг), срок службы 1000–2000 полных циклов. Наиболее распространенная батарея, используемая в электрических и подключаемых гибридных электромобилях. Более низкая плотность энергии, чем NCA, но более длительный срок службы.
  • Литий-железо-фосфатная (LFP) батарея – диапазон удельной энергии (90-140 Втч/кг), срок службы 2000 полных циклов. Низкая удельная энергия является ограничением для использования в электромобилях большой дальности. Может быть предпочтительнее для стационарных накопителей энергии или транспортных средств, где размер и вес батареи менее важны.Сообщается, что он менее подвержен тепловому разгону и пожарам.
  • Литий-оксидно-марганцевая (ЖМО) батарея – диапазон удельной энергии (100–140 Втч/кг), срок службы 1000–1500 циклов. Химия без кобальта рассматривается как преимущество. Используется в электрических велосипедах и некоторых коммерческих автомобилях.

Суперконденсаторы

Конденсатор накапливает энергию за счет статического заряда, а не за счет электрохимической реакции. Суперконденсаторы очень большие и используются для хранения энергии, подвергаясь частым циклам зарядки и разрядки при высоком токе и короткой продолжительности.Они эволюционировали и перешли в аккумуляторную технологию с использованием специальных электродов и электролита. Они работают от 2,5-2,7 вольт и заряжаются менее чем за десять секунд. Разряд составляет менее 60 секунд, и напряжение постепенно падает. Удельная энергия суперконденсаторов достигает 30 Втч/кг, что намного меньше, чем у литий-ионных аккумуляторов.

Вращающиеся синхронные стабилизаторы

Чтобы компенсировать отсутствие синхронной инерции в электростанции при высокой зависимости от ветровой и солнечной энергии, в систему могут быть добавлены синхронные конденсаторы (синконы), также известные как вращающиеся стабилизаторы.Они используются для управления частотой и напряжением, где необходимо повысить стабильность сети из-за высокой доли переменного возобновляемого ввода. Они обеспечивают надежную синхронную инерцию и могут помочь стабилизировать отклонения частоты, генерируя и поглощая реактивную мощность. Это не хранение энергии в обычном смысле, и они описаны на странице информации о возобновляемых источниках энергии и электричестве.

Аккумуляторные системы по всему миру

Европа

Общая установленная негидроаккумулирующая способность в Европе достигла 2.По данным Европейской ассоциации по хранению энергии, на конец 2018 года она составит 7 ГВтч, а к концу 2020 года ожидается 5,5 ГВтч. Сюда входят бытовые системы, на которые приходится более трети дополнений 2019–2020 годов. EDF планирует к 2035 году иметь 10 ГВт аккумуляторных батарей по всей Европе. В марте 2020 года Total запустила проект литий-ионных батарей мощностью 25 МВт / 25 МВтч в Мардике недалеко от Дюнкерка, который станет «крупнейшим во Франции».

Первый из шести запланированных STEAG литий-ионных блоков мощностью 15 МВт в рамках программы мощностью 90 МВт стоимостью 100 млн евро был запущен в июне 2016 года на угольной площадке Люнен в Германии.Чтобы соответствовать условиям коммерческой эксплуатации, батареи должны отвечать на автоматические вызовы в течение 30 секунд и обеспечивать подачу питания в течение как минимум 30 минут.

В Германии компания RWE инвестировала 6 миллионов евро в систему литий-ионных аккумуляторов мощностью 7,8 МВт/7 МВтч на своей электростанции Herdecke недалеко от Дортмунда, где коммунальное предприятие управляет гидроаккумулирующей электростанцией. Работает с 2018 года.

В Германии в 2015 году в Фельдхайме, Бранденбург, была введена в эксплуатацию система хранения литий-ионных аккумуляторов мощностью 10 МВт/10,8 МВтч.Он имеет 3360 литий-ионных модулей от LG Chem в Южной Корее. Аккумуляторная батарея стоимостью 13 миллионов евро хранит энергию, вырабатываемую местной ветряной электростанцией мощностью 72 МВт, и была построена для стабилизации сети TSO 50 Hertz Transmission. Он также участвует в еженедельных торгах по резерву первичного контроля.

RWE планирует установить литий-ионную батарею мощностью 45 МВт на своей электростанции в Лингене и 72 МВт на электростанции Werne Gerstein к концу 2022 года, в основном для FCAS. Siemens планирует построить батарею мощностью 200 МВт/200 МВтч в Вунзиделе в Баварии для хранения энергии и управления пиковыми нагрузками.

Голландская коммунальная компания Eneco и Mitsubishi, как EnspireME, установили литий-ионную батарею мощностью 48 МВт/50 МВтч в Ярделунде, северная Германия. Аккумуляторная батарея предназначена для обеспечения основного резерва сети и повышения стабильности сети в регионе с большим количеством ветряных турбин и проблемами с перегрузкой сети.

Сообщается, что немецкие операторы аккумуляторных систем, которые еженедельно участвуют в торгах на первичном резервном рынке, получили среднюю цену в размере 17,8 евро/МВтч за 18 месяцев до ноября 2016 года.

В Испании Acciona ввела в эксплуатацию ветряную электростанцию ​​совместно с BESS в мае 2017 года. Завод Acciona оснащен двумя системами литий-ионных аккумуляторов Samsung, одна из которых обеспечивает мощность 1 МВт/390 кВтч, а другая – 0,7 МВт/700 кВтч, подключенных к ветряной электростанции мощностью 3 МВт. ветряная турбина и на сетке. Оба, похоже, имеют частотную характеристику как часть своей роли.

В мае 2016 года компания Fortum в Финляндии заключила контракт с французским производителем аккумуляторов Saft на поставку системы накопления энергии на литий-ионных батареях мощностью 2 млн евро для своей электростанции Suomenoja в рамках крупнейшего в истории пилотного проекта BESS в странах Северной Европы.Он будет иметь номинальную мощность 2 МВт и способен хранить 1 МВтч электроэнергии, которая будет предлагаться оператору по транспортировке электроэнергии для регулирования частоты и сглаживания выходной мощности. Она аналогична системе, действующей в регионе Об во Франции и соединяющей две ветряные электростанции общей мощностью 18 МВт. С 2012 года Saft развернула батареи мощностью более 80 МВт.

В Великобритании в августе 2019 года было сообщено об эксплуатации аккумуляторных батарей мощностью 475 МВт. В этом 11 проектах мощность варьировалась от 10 до 87 МВт, большинство с контрактами с расширенными частотными характеристиками.

Компания RES, занимающаяся возобновляемыми источниками энергии, обеспечивает 55 МВт динамической частотной характеристики от литий-ионной аккумуляторной батареи для Национальной энергосистемы.ВИЭ уже эксплуатирует более 100 МВт/60 МВтч аккумуляторных батарей, в основном в Северной Америке.

В марте 2020 года финская компания Wartsila выиграла контракт на поставку двух литий-ионных батарей мощностью 50 МВт для компании EDF Pivot Power, поскольку она приступает к реализации программы хранения 2 ГВт для сети сетевых батарей для вспомогательных сетевых услуг и зарядки электромобилей. Третья батарея мощностью 50 МВт в Саутгемптоне принадлежит компании Downing LLP. У EDF Energy Renewables есть проект по хранению аккумуляторных батарей мощностью 49 МВт для National Grid на площадке EDF Energy в Уэст-Бертоне в Северном Йоркшире.

Заместитель госсекретаря Великобритании по энергетике Эмбер Радд посещает объект Leighton Buzzard в 2014 г. (UK Power Networks)

В Северной Ирландии американская компания-производитель AES завершила строительство массива хранения энергии мощностью 10 МВт/5 МВтч на своей электростанции Kilroot в Каррикфергусе. Система состоит из более чем 53 000 литий-ионных аккумуляторов, расположенных в 136 отдельных узлах с системой управления, которая реагирует на изменения в сети менее чем за секунду. По данным AES, это крупнейшая передовая система хранения энергии в Соединенном Королевстве и Ирландии и единственная такая система в масштабе передачи.Компания хочет построить массив хранения мощностью до 100 МВт, что обеспечит экономию системы в размере 8,5 млн фунтов стерлингов в год «за счет замены нецелесообразной резервной тепловой установки и содействия более полной интеграции существующих возобновляемых источников энергии», говорится в сообщении.

В Великобритании на Оркнейских островах работает система хранения литий-ионных аккумуляторов мощностью 2 МВт/500 кВтч. Эта электростанция в Киркуолле использует батареи Mitsubishi в двух транспортных контейнерах длиной 12,2 м и накапливает энергию от ветряных турбин.

В Сомерсете Cranborne Energy Storage имеет литий-ионную систему хранения Tesla Powerpack мощностью 250 кВт/500 кВтч, связанную с солнечной фотоэлектрической установкой мощностью 500 кВт.Tesla утверждает, что блоки питания могут быть сконфигурированы для обеспечения мощности и энергоемкости сети в качестве отдельного актива, предлагая услуги регулирования частоты, контроля напряжения и резервного питания. Стандартный блок Tesla Industrial Powerpack имеет мощность 50 кВт/210 кВтч с КПД в оба конца 88%.

В Великобритании компания Statoil заказала проектирование системы литий-ионных аккумуляторов Batwind мощностью 1 МВтч в качестве берегового хранилища для морского проекта Hywind мощностью 30 МВт в Петерхеде, Шотландия. С 2018 года он должен хранить избыточное производство, снижать затраты на балансировку и позволять проекту регулировать собственное электроснабжение и получать пиковые цены за счет арбитража.

Северная Америка

В ноябре 2016 года компания Pacific Gas & Electricity Co (PG&E) сообщила о 18-месячном демонстрационном проекте по изучению производительности аккумуляторных систем хранения, участвующих в калифорнийских рынках электроэнергии. Проект начался в 2014 году, и в нем использовались системы хранения натрий-серных батарей PG&E мощностью 2 МВт/14 МВтч Vaca-Dixon и Yerba Buena мощностью 4 МВт для предоставления энергии и вспомогательных услуг на рынках независимых системных операторов Калифорнии (CAISO) и под контролем CAISO на этом оптовом рынке. .Пилотный проект Yerba Buena BESS стоимостью 18 миллионов долларов был запущен PG&E в 2013 году при поддержке Калифорнийской энергетической комиссии в размере 3,3 миллиона долларов. Vaca-Dixon BESS связана с солнечной электростанцией PG&E в округе Солано.

Отчет PG&E показал, что батареи по-прежнему далеки от рентабельности, даже если предположить, что срок службы батарей составляет 20 лет. Используемая для арбитража энергии (зарядка, когда цена была низкой, и разрядка, когда цена была высокой), установка мощностью 6 МВт едва покрывала операционные расходы. Запас, достигнутый в стоимости арбитража мощности, был потреблен 25% мощности, потерянной между циклами из-за неэффективной зарядки и разрядки, и энергии, необходимой для поддержания аккумуляторов при рабочей температуре (300°C).Было подтверждено, что оптимальное использование BESS заключается в регулировании частоты, когда батареи поддерживаются наполовину заряженными и готовыми к зарядке или разрядке по мере необходимости для компенсации несоответствия между генерацией и нагрузкой. Время отклика очень быстрое и, следовательно, очень ценное для CAISO (или любого TSO). При полном использовании для управления частотой хранилище мощностью 2 МВт приносило почти 35 000 долларов США в месяц — лучше, чем альтернативные варианты использования, но все же низкая окупаемость инвестиций в размере 11 миллионов долларов. Оперативный контроль оказался чрезвычайно сложным.PG&E сообщила Калифорнийской ассамблее: «С законопроектом 2514 Ассамблеи Калифорнии и его требованиями о том, чтобы коммунальные предприятия закупали 1,3 гигаватт для хранения энергии, налогоплательщики Калифорнии могут рассчитывать на миллиарды долларов за развертывание и эксплуатацию этих ресурсов».

В 2017 году PG&E будет использовать батарею Yerba Buena для еще одной демонстрации технологии, включающей координацию сторонних распределенных энергетических ресурсов (DER), таких как жилая и коммерческая солнечная энергия, с использованием интеллектуальных инверторов и аккумуляторов, контролируемых с помощью распределенного управления энергетическими ресурсами. система (ДЕРМ).

В августе 2015 года компания GE получила контракт на строительство системы хранения литий-ионных аккумуляторов мощностью 30 МВт/20 МВтч для компании Coachella Energy Storage Partners (CESP) в Калифорнии, в 160 км к востоку от Сан-Диего. Объект мощностью 33 МВт был завершен ZGlobal в ноябре 2016 года и будет способствовать гибкости сети и повышению надежности сети Имперского ирригационного округа за счет обеспечения линейного изменения солнечной энергии, регулирования частоты, балансировки мощности и возможности запуска из обесточенного состояния для соседней газовой турбины.

San Diego Gas & Electric имеет литий-ионный BESS мощностью 30 МВт / 120 МВтч в Эскондидо, построенный AES Energy Storage и состоящий из 24 контейнеров, вмещающих 400 000 аккумуляторов Samsung в почти 20 000 модулей.Он будет обеспечивать вечерний пиковый спрос и частично заменит газохранилище Алисо-Каньон в 200 км к северу, от которого пришлось отказаться в начале 2016 года из-за массивной утечки. (Использовался для генерации газа в пиковые нагрузки.)

Аккумуляторное хранилище SDG&E мощностью 30 МВт в Эскондидо, Калифорния. (Фото: Сан-Диего Газ энд Электрик)

Южная Калифорния Edison строит аккумуляторную установку мощностью 100 МВт/400 МВтч, которая будет введена в эксплуатацию в 2021 году и будет состоять из 80 000 литий-ионных батарей в контейнерах.Еще один крупный проект, предложенный SCE, — это хранилище мощностью 20 МВт/80 МВтч для AltaGas Pomona Energy на его заводе в Сан-Габриэле, работающем на природном газе.

Крупный проект компании Edison в Южной Калифорнии – проект хранения литий-ионных аккумуляторов Tehachapi мощностью 8 МВт/32 МВтч стоимостью 50 миллионов долларов в сочетании с ветряной электростанцией мощностью 4 500 МВт с использованием 10 872 модулей по 56 ячеек в каждом от LG Chem, которые могут обеспечивать 8 МВт в течение четырех часов. . В 2016 году Tesla заключила контракт на поставку системы хранения литий-ионных аккумуляторов мощностью 20 МВт/80 МВтч для подстанции Mira Loma компании Edison в Южной Калифорнии, чтобы удовлетворить ежедневный пиковый спрос.

Для газовой электростанции Vistra Moss Landing в округе Монтерей, штат Калифорния, одобрена очень большая аккумуляторная система. В конечном итоге это может составить 1500 МВт / 6000 МВтч, начиная с 182,5 МВт / 730 МВтч в 2021 году. Он будет использовать блоки Megapack мощностью 3 МВтч мощностью 256 МВт. Кроме того, планы предварительные. Vistra планирует построить 300 МВт/1200 МВтч в другом месте.

Сообщается, что Tesla намерена к началу 2020-х годов подключить к сети 50 ГВтч.

На ветряной электростанции Laurel Mountain мощностью 98 МВт в Западной Вирджинии используется многоцелевая BESS мощностью 32 МВт/8 МВтч, подключенная к сети.Станция отвечает за регулирование частоты и стабильность сети на рынке PJM, а также за арбитраж. Литий-ионные батареи были произведены компанией A123 Systems, и на момент ввода в эксплуатацию в 2011 году это была самая большая литий-ионная BESS в мире.

В декабре 2015 года EDF Renewable Energy ввела в эксплуатацию свой первый проект BESS в Северной Америке с гибкой мощностью 40 МВт (паспортная табличка 20 МВт) в энергосистеме PJM в Иллинойсе для участия в регулировании и рынках мощности. Литий-ионные батареи и силовая электроника были поставлены BYD America и состоят из 11 блоков в контейнерах общей мощностью 20 МВт.Компания разрабатывает более 100 МВт проектов хранения в Северной Америке.

E.ON North America устанавливает две системы литий-ионных батарей кратковременного действия мощностью 9,9 МВт для своих ветряных электростанций Pyron и Inadale в качестве проектов по хранению энергии Texas Waves в Западном Техасе. Предназначение в основном для вспомогательных услуг. Проект следует за Iron Horse мощностью 10 МВт недалеко от Тусона, штат Аризона, рядом с солнечной батареей мощностью 2 МВт.

SolarCity использует 272 Tesla Powerpack (литий-ионная система хранения) для своего проекта солнечной фотоэлектрической энергии на острове Кауаи мощностью 13 МВт / 52 МВтч на Гавайях, чтобы удовлетворить вечерний пиковый спрос.Электроэнергия поставляется коммунальному кооперативу острова Кауаи (KIUC) по цене 13,9 цента за кВтч в течение 20 лет. KIUC также вводит в эксплуатацию проект солнечной фермы мощностью 28 МВт и аккумуляторной системы мощностью 20 МВт/100 МВтч.

Toshiba поставила большую систему BESS для города Гамильтон, штат Огайо, состоящую из литий-ионных батарей мощностью 6 МВт/2 МВтч. Заявлен срок службы более 10 000 циклов заряда-разряда.

Powin Energy и Hecate Energy строят два проекта общей мощностью 12,8 МВт/52,8 МВтч в Онтарио для Независимого оператора системы электроснабжения.Батарейный массив Powin’s Stack 140 мощностью 2 МВтч будет включать системы в Китченере (20 массивов) и Стратфорде (6 массивов).

Крупное хранилище электроэнергии коммунального масштаба представляет собой систему натрий-серных (NaS) батарей мощностью 4 МВт , обеспечивающую повышенную надежность и качество электроэнергии для города Президио в Техасе. Он был включен в начале 2010 года, чтобы обеспечить быстрое резервирование ветровой мощности в местной сети ERCOT. Натриево-серные батареи широко используются в других странах для аналогичных целей.

В Анкоридже, Аляска, 2 МВт/0.Аккумуляторная система мощностью 5 МВтч дополнена маховиком для облегчения использования энергии ветра.

Корпорация Avista в штате Вашингтон, на северо-западе США, закупает проточную ванадиевую окислительно-восстановительную батарею (VRFB) мощностью 3,6 МВт для балансировки нагрузки с использованием возобновляемых источников энергии.

ISO Онтарио заключил контракт на проточную железо-цинковую батарею мощностью 2 МВт от ViZn Energy Systems.

Восточная Азия

Национальная комиссия по развитию и реформам Китая (NDRC) призвала к концу 2020 года установить несколько проточных ванадиевых окислительно-восстановительных батарей (VRFB) мощностью 100 МВт (а также сверхкритическую систему хранения энергии на сжатом воздухе мощностью 10 МВт/100 МВтч, 10 Блок накопления энергии с маховиком класса МВт / 1000 МДж, системы накопления энергии на литий-ионных батареях мощностью 100 МВт и новый тип накопителя большой емкости на расплавленной соли).

Rongke Power устанавливает VRFB мощностью 200 МВт/800 МВтч в Даляне, Китай, заявляя, что он является крупнейшим в мире. Он предназначен для удовлетворения пикового спроса, сокращения числа отключений от близлежащих ветряных электростанций, повышения стабильности сети и обеспечения мощностей для запуска в обесточенном состоянии с середины 2019 года. Rongke планирует вырабатывать 2 ГВт/год в 2020-х годах. Pu Neng в Пекине планирует крупномасштабное производство VRFB и в ноябре 2017 года получила контракт на строительство блока мощностью 400 МВтч. Sumitomo поставила VRFB мощностью 15 МВт/60 МВтч для Hepco в Японии, введенную в эксплуатацию в 2015 году.

Китайская компания VRB Energy разрабатывает несколько проектов аккумуляторных батарей с проточными элементами: провинция Цинхай, 2 МВт/10 МВтч для ветровой интеграции; провинция Хубэй, 10 МВт/50 МВтч фотоэлектрической интеграции с увеличением до 100 МВт/500 МВтч; провинция Ляньлун, интеграция возобновляемых источников энергии 200 МВт/800 МВтч; Интеграция морских ветровых установок мощностью 200 МВт/1000 МВтч в провинции Цзянсу.

Hokkaido Electric Power заключила контракт с Sumitomo Electric Industries на поставку системы накопления энергии с проточными батареями для ветряной электростанции в северной Японии. Это будет проточная ванадиевая окислительно-восстановительная батарея (VRFB) мощностью 17 МВт / 51 МВтч, способная хранить три часа, которая должна быть введена в эксплуатацию в 2022 году в Abira, с расчетным сроком службы 20 лет.На Хоккайдо уже эксплуатируется VRFB мощностью 15 МВт/60 МВтч, также построенная Sumitomo Electric в 2015 году.

Австралия

В Южной Австралии Hornsdale Power Reserve представляет собой литий-ионную систему Tesla мощностью 150 МВт/194 МВтч рядом с ветряной электростанцией Neoen мощностью 309 МВт в Хорнсдейле недалеко от Джеймстауна. Около 70 МВт мощности передано правительству штата по контракту для обеспечения стабильности сети и безопасности системы, включая вспомогательные услуги управления частотой (FCAS). Более подробная информация приведена выше в разделе Аккумуляторные системы накопления энергии .

В штате Виктория компания Neoen строит Викторианскую большую батарею мощностью 300 МВт/450 МВтч недалеко от Джилонга. Neoen заключила контракт на оказание сетевых услуг мощностью 250 МВт с Оператором энергетического рынка Австралии (AEMO), чтобы помочь в обеспечении стабильности сети и «разблокировать больше возобновляемых источников энергии» с помощью FCAS. С Tesla был заключен контракт на поставку и эксплуатацию системы, состоящей из 210 блоков Tesla Megapack, запуск которых ожидается к 2022 году. Во время первоначальных испытаний в конце июля 2021 года один из блоков Tesla Megapack загорелся.

Компания Neoen построила батарею мощностью 20 МВт/34 МВтч в дополнение к ветряной электростанции мощностью 196 МВт в Ставелле, штат Виктория, для Bulgana Green Power Hub.

В Виктории батарея мощностью 30 МВт/30 МВтч, поставляемая Fluence, находится недалеко от Балларата, а в Ганнаварре недалеко от Керанга с 2018 года батарея Tesla Powerpack мощностью 25 МВт/50 МВтч интегрирована с солнечной фермой мощностью 50 МВт.

В Южной Австралии Lyon Group предлагает солнечную фотоэлектрическую электростанцию ​​​​мощностью 330 МВт, схему Riverland Solar Storage в Моргане, которая будет поддерживаться батареей мощностью 100 МВт / 400 МВтч со сметой расходов в 700 миллионов долларов и 300 миллионов долларов соответственно. Рядом с шахтой Olympic Dam на севере штата Lyon Group предлагает проект солнечной фотоэлектрической установки мощностью 120 МВт плюс батарея Kingfisher мощностью 100 МВт / 200 МВтч, стоимость которой, вероятно, составит 250 и 150 миллионов долларов соответственно.

AGL заключила контракт с Wärtsilä на поставку литий-железо-фосфатной (LFP) батареи мощностью 250 МВт/250 МВтч для газовой электростанции Torrens Island недалеко от Аделаиды для использования с 2023 года. Она может быть увеличена до 1000 МВтч.

Большая батарея Playford мощностью 100 МВт/100 МВтч планируется в Южной Австралии в связи с проектом солнечной фотоэлектрической установки Cultana мощностью 280 МВт для обслуживания сталелитейного завода компании Arrium Whyalla.

Первая в Австралии проточная батарея коммунального масштаба будет построена в Нейрудле, в 430 км к северу от Аделаиды.Он будет поставляться Invinity и иметь мощность 2 МВт / 8 МВтч для обеспечения дополнительных услуг в вечерний пик и вспомогательных услуг, заряжаясь от солнечной батареи мощностью 6 МВт. Отдельные модули VRFB имеют мощность 40 кВт.

В Квинсленде, на юге Вандоана, для Vena Energy устанавливается батарея мощностью 100 МВт/150 МВтч.

В Квинсленде, недалеко от Лейкленда, к югу от Куктауна, солнечная фотоэлектрическая установка мощностью 10,4 МВт должна быть дополнена литий-ионной батареей мощностью 1,4 МВт/5,3 МВтч в качестве граничной установки сети с островным режимом в вечерний пик.Он будет использовать завод Conergy Hybrid Energy Storage Solution и должен быть введен в эксплуатацию в 2017 году. Проект стоимостью 42,5 миллиона австралийских долларов уменьшит потребность в модернизации сети. BHP Billiton участвует в проекте в качестве возможного прототипа для удаленных рудников. Другие такие системы есть на рудниках Дегрусса и Вейпа.

На северо-западе Австралии литий-ионная батарея Kokam мощностью 35 МВт/11,4 МВтч работает с сентября 2017 года в частной сети, обслуживающей шахты, наряду с газовой электростанцией мощностью 178 МВт с медленным откликом.Это помогло с управлением частотой и стабилизацией небольшой сети. С предлагаемым добавлением 60 МВт солнечной мощности предусматривается установка второй батареи.

В Том Прайс в Пилбаре батарея мощностью 45 МВт/12 МВтч работает как виртуальная синхронная машина, заменяя вращающийся резерв в газовых турбинах. Также устанавливается батарея Hitachi мощностью 50 МВт/75 МВтч. Батарея мощностью 35 МВт/12 МВтч уже работает неподалеку на горе Ньюман.

Другие страны

В Руанде 2,68 МВт-ч аккумуляторных батарей от немецкой компании Tesvolt заключены по контракту для обеспечения резервного питания для сельскохозяйственного орошения вне сети с использованием литий-ионных элементов Samsung в 4.Модули по 8 кВтч. Tesvolt заявляет о 6000 циклов полной зарядки со 100% глубиной разряда в течение 30 лет срока службы.

Другие аккумуляторные технологии (кроме литий-ионных)

NB Ванадиевые проточные батареи и натрий-серные батареи описаны выше в разделе Аккумуляторные системы накопления энергии.

RedFlow предлагает ряд модулей проточных батарей на бромистом цинке (ZBM), которые могут быть установлены в сочетании с прерывистым питанием и способны ежедневно глубоко разряжаться и заряжаться.Они более долговечны, чем литий-ионные, а ожидаемая пропускная способность для небольших блоков ZBM составляет 44 МВтч. Блоки больших батарей (LSB) состоят из 60 батарей ZBM-3, которые обеспечивают пиковую мощность 300 кВт, постоянную мощность 240 кВт при напряжении 400-800 вольт и подачу 660 кВтч.

Eos Energy Storage в США использует водную цинковую батарею Znyth с гибридным цинковым катодом, оптимизированную для поддержки коммунальной сети, обеспечивающую непрерывный разряд от 4 до 6 часов. Он состоит из блоков мощностью 4 кВтч, составляющих подсистемы мощностью 250 кВт/1 МВтч, и полной системы мощностью 1 МВт/4 МВтч.В сентябре 2019 года Eos и Holtec International объявили о создании Hi-Power, совместного предприятия по массовому производству водных цинковых батарей для хранения энергии в промышленных масштабах, включая хранение избыточной энергии от малых модульных реакторов Holtec SMR-160, для подачи электроэнергии сети во время пикового спроса.

Компания Duke Energy тестирует гибридную систему для хранения энергии на основе ультраконденсаторов и аккумуляторов (HESS) в Северной Каролине рядом с солнечной установкой мощностью 1,2 МВт. Аккумулятор мощностью 100 кВт/300 кВтч использует водную гибридную ионную химию с электролитом из соленой воды и сепаратором из синтетического хлопка.Быстродействующие ультраконденсаторы сглаживают колебания нагрузки.

Более дешевые свинцово-кислотные батареи  также широко используются в небольших коммунальных предприятиях, при этом батареи мощностью до 1 МВт используются для стабилизации выработки электроэнергии ветряными электростанциями. Они намного дешевле литий-ионных, некоторые из них способны выдерживать до 4000 циклов глубокого разряда и могут быть полностью переработаны в конце срока службы. Ecoult UltraBattery сочетает в себе свинцово-кислотную батарею с клапанным регулированием (VRLA) и ультраконденсатор в одном элементе, обеспечивая высокоскоростную работу в частичном состоянии заряда с долговечностью и эффективностью.Система UltraBattery мощностью 250 кВт/1000 кВтч с батареями Ecoult 1280 была введена в эксплуатацию в сентябре 2011 года компанией S&C Electric в рамках проекта PNM Prosperity Energy Storage Project в Альбукерке, штат Нью-Мексико, в сочетании с солнечной фотоэлектрической системой мощностью 500 кВт, в первую очередь для регулирования напряжения. Крупнейшая в Австралии система хранения свинцово-кислотных аккумуляторов имеет мощность 3 МВт/1,5 МВтч на острове Кинг.

Стэнфордский университет разрабатывает алюминий-ионную батарею , которая претендует на низкую стоимость, низкую воспламеняемость и высокую емкость хранения более 7500 циклов.Он имеет алюминиевый анод и графитовый катод с солевым электролитом, но выдает только низкое напряжение.

Весы бытовые BESS

В мае 2015 г. Tesla объявила о бытовом аккумуляторном накопителе на 7 или 10 кВтч для хранения электроэнергии из возобновляемых источников энергии с использованием литий-ионных аккумуляторов, подобных тем, что используются в автомобилях Tesla. Он будет выдавать 2 кВт и работать на 350-450 вольт. Система Powerwall будет продаваться установщикам по цене 3000 долларов за блок мощностью 7 кВтч или 3500 долларов за 10 кВтч, хотя последний вариант был быстро снят с производства, а рейтинг первого снижен до 6.4 кВтч хранения и 3,3 кВт мощности. Хотя это явно внутренний масштаб, если это будет широко распространено, это будет иметь последствия для сети. Tesla требует 15 центов/кВтч за использование хранилища, плюс стоимость этой возобновляемой энергии на начальном этапе, с 10-летней гарантией на 3650 циклов, покрывающей снижение мощности до 3,8 кВтч на пятом году, всего 18000 кВтч.

В Великобритании Powervault поставляет различные аккумуляторы для бытового использования, в основном с фотоэлектрическими солнечными батареями, но также с целью экономии с помощью интеллектуальных счетчиков. Его свинцово-кислотная батарея емкостью 4 кВтч является самым популярным продуктом с установленной стоимостью 2900 фунтов стерлингов, хотя фактические батареи требуют замены каждые пять лет.Установленный литий-ионный блок мощностью 4 кВтч стоит 3900 фунтов стерлингов, а другие продукты мощностью от 2 до 6 кВтч стоят до 5000 фунтов стерлингов.

В апреле 2017 года LG Chem предлагала в Северной Америке ряд аккумуляторов, как низковольтных, так и высоковольтных. Он имеет 48-вольтовые батареи на 3,3, 6,5 и 9,8 кВтч и 400-вольтовые батареи на 7,0 и 9,8 кВтч.

На литий-ионные BESS бытового уровня могут распространяться противопожарные ограничения, запрещающие крепление блоков к стенам жилого помещения.

Аккумулятор энергии сжатого воздуха

Аккумулирование энергии со сжатым воздухом (CAES) в геологических кавернах или старых шахтах проходит испытания в качестве относительно крупномасштабной технологии хранения с использованием газовых или электрических компрессоров со сбросом адиабатического тепла (это диабатическая система).При выпуске (с предварительным подогревом для компенсации адиабатического охлаждения) он приводит в действие газовую турбину с дополнительным сжиганием топлива, при этом выхлоп используется для предварительного нагрева. Если адиабатическое тепло от сжатия накапливается и используется позже для предварительного нагрева, система называется адиабатической CAES (A-CAES).

Установки

CAES могут иметь мощность до 300 МВт с общей эффективностью около 70%. Мощность CAES может выровнять производство ветряной электростанции или 5-10 МВт солнечной фотоэлектрической мощности и сделать ее частично управляемой. Две диабатические системы CAES находятся в эксплуатации в Алабаме (110 МВт, 2860 МВтч) и Германии (290 МВт, 580 МВтч), а другие испытаны или разработаны в других местах США.

Аккумуляторы имеют более высокую эффективность, чем CAES (выходная мощность как пропорция потребляемой электроэнергии), но они стоят дороже на единицу емкости, а системы CAES могут быть намного больше.

Duke Energy и три другие компании разрабатывают проект мощностью 1200 МВт стоимостью 1,5 миллиарда долларов в штате Юта, вспомогательный для ветряной электростанции мощностью 2100 МВт и других возобновляемых источников энергии. Это проект межгорного хранилища энергии с использованием соляных пещер. Он нацелен на 48-часовую продолжительность разряда для устранения перерывов в работе, следовательно, очевидно, более 50 ГВтч.Сайт также может хранить избыточную солнечную энергию, передаваемую из Южной Калифорнии. Он будет построен в четыре очереди по 300 МВт.

Gaelectric Energy Storage планирует проект CAES мощностью 550 ГВтч/год в Ларне, Северная Ирландия.

В США проект Gill Ranch CAES адаптируется под установку по хранению энергии на сжатом газе (CGES), где под давлением хранится природный газ, а не воздух. Газ хранится при температуре около 2500 psi и температуре 38°C. Расширение трубопровода до давления 900 фунтов на квадратный дюйм требует предварительного нагрева, чтобы избежать образования жидкой воды и гидратов.

Toronto Hydro совместно с компанией Hydrostor реализует пилотный проект по использованию сжатого воздуха в баллонах на глубине 55 м в озере Онтарио для выработки 0,66 МВт в течение одного часа.

Криогенное хранилище

Технология работает путем охлаждения воздуха до -196°C, после чего он превращается в жидкость для хранения в изолированных резервуарах низкого давления. Воздействие температуры окружающей среды вызывает быструю регазификацию и 700-кратное увеличение объема, используемое для привода турбины и выработки электроэнергии без сгорания.Компания Highview Power в Великобритании планирует построить промышленную установку «жидкого воздуха» мощностью 50 МВт/250 МВтч на заброшенной электростанции на базе пилотной электростанции в Слау и демонстрационной электростанции недалеко от Манчестера. Энергия может храниться в течение нескольких недель (вместо часов, как для батарей) при прогнозируемой приведенной стоимости 110 фунтов стерлингов за МВтч (142 доллара США за МВтч) для 10-часовой системы мощностью 200 МВт/2 ГВтч.

Аккумулятор тепла

Как описано в разделе, посвященном солнечному теплу, в документе WNA Renewable Energy, некоторые заводы CSP используют расплавленную соль для хранения энергии в течение ночи.Испанская Gemasolar мощностью 20 МВт претендует на звание первой в мире электростанции CSP, близкой к базовой нагрузке, с коэффициентом мощности 63%. На испанском заводе Andasol мощностью 200 МВт также используется аккумулирование тепла расплавленной соли, как и на калифорнийском заводе Solana мощностью 280 МВт.

Компания Moltex, один из разработчиков реакторов на расплавленных солях (MSR), предложила концепцию хранения тепла на расплавах солей (GridReserve) в дополнение к прерывистым возобновляемым источникам энергии. Moltex предлагает реактор стабильной соли мощностью 1000 МВт, работающий непрерывно, отводящий тепло при температуре около 600°C в периоды низкого потребления для хранения нитратной соли (как это используется в солнечных электростанциях CSP).В периоды повышенного спроса выходная мощность может быть удвоена до 2000 МВт, используя аккумулированное тепло на срок до восьми часов. Утверждается, что теплоаккумулятор добавляет к приведенной стоимости электроэнергии всего 3 фунта стерлингов за МВтч.

Другая форма хранения тепла разрабатывается в Южной Австралии, где компания 1414 (14D) использует расплавленный кремний . Этот процесс может хранить 500 кВт·ч в 70-сантиметровом кубе расплавленного кремния, что примерно в 36 раз больше, чем Powerwall Теслы в том же пространстве. Он выходит через теплообменное устройство, такое как двигатель Стирлинга или турбина, и рециркулирует тепло.Блок мощностью 10 МВтч будет стоить около 700 000 австралийских долларов. (1414 °C – это температура плавления кремния.) Демонстрационный TESS должен быть в проекте солнечной энергетики Aurora недалеко от Порт-Огаста, Южная Австралия.

Также в Австралии смешанный материал, называемый сплавом смешиваемости (MGA) , накапливает энергию в виде тепла. MGA состоит из небольших блоков смешанных металлов, которые получают энергию, вырабатываемую возобновляемыми источниками энергии, такими как солнечная и ветровая энергия, которая является избыточной для потребности сети, и хранят ее до недели. Указана стоимость 35 долларов за кВтч, что намного меньше, чем у литий-ионных аккумуляторов, но у них меньшее время отклика, чем у аккумуляторов — 15 минут.Тепло выделяется для производства пара, возможно, на перепрофилированных угольных электростанциях. Компания MGA Thermal была выделена из Университета Ньюкасла и на средства федерального гранта строит опытный завод. Разрабатывается несколько систем для температур от 200°C до 1400°C.

Другой формой хранения энергии является лед. Ice Energy  имеет контракты с компанией Edison из Южной Калифорнии на поставку 25,6 МВт аккумулирования тепловой энергии с использованием системы Ice Bear, подключенной к большим блокам кондиционирования воздуха.Это производит лед ночью, когда потребление энергии низкое, а затем использует его для охлаждения в течение дня вместо компрессоров кондиционера, тем самым снижая пиковую нагрузку.

Хранилище водорода

В Германии компания «Сименс» ввела в эксплуатацию установку для хранения водорода мощностью 6 МВт с использованием технологии протонообменной мембраны (PEM) для преобразования избыточной энергии ветра в водород для использования в топливных элементах или добавления в системы подачи природного газа. Завод в Майнце является крупнейшей установкой PEM в мире.В Онтарио компания Hydrogenics в партнерстве с немецкой энергетической компанией E.ON создала установку PEM мощностью 2 МВт, которая была введена в эксплуатацию в августе 2014 года и превращала воду в водород посредством электролиза.

Эффективность преобразования электролиза в топливный элемент в электричество составляет около 50%.

Компания San Diego Gas & Electric работает с израильской компанией GenCell над установкой 30 резервных топливных элементов GenCell G5rx на своих подстанциях. Это щелочные топливные элементы на водородной основе мощностью 5 кВт. Они производятся в Израиле и используются там компанией Israel Electric Corporation.

Кинетическая память

Маховики накапливают кинетическую энергию и способны выполнять десятки тысяч циклов перезарядки.

ISO Онтарио заключил контракт на поставку маховиковой системы хранения мощностью 2 МВт от NRStor Inc. Hawaiian Electric Co устанавливает маховиковую систему мощностью 80 кВт/320 кВтч от Amber Kinetics для своей энергосистемы Оаху, потенциально являющейся одним модулем из нескольких. Обычно маховики, хранящие кинетическую энергию, готовую снова превратиться в электричество, используются для управления частотой, а не для хранения энергии. Они выдают энергию в течение относительно короткого периода времени, и каждый из них может обеспечивать до 150 кВтч.Amber Kinetics заявляет о четырехчасовой разрядке.

Немецкая компания Stornetic производит блоки DuraStor мощностью от десятков киловатт до мегаватта. Области применения варьируются от рекуперативного торможения поездов до вспомогательных услуг ветряных электростанций.

В основном маховики используются в дизель-роторных установках бесперебойного питания (DRUPS) с функцией синхронизации в течение 7-11 секунд во время запуска интегрированного дизель-генератора после отключения сетевого питания.Это дает время –  , например. 30 секунд — для запуска обычного резервного дизельного двигателя. В противном случае маховик накапливает энергию.

В базе данных Global Energy Storage Министерства энергетики США содержится дополнительная информация.


Примечания и ссылки

Джеффри Мишель, Германия устанавливает новый рекорд по хранению солнечной энергии, Energy Post , 18 июля 2016 г.
Тодд Кифер, CAISO Battery Storage Trial, Transmission & Distribution World , 21 ноября 2016 г.
Самая большая в мире батарея: проточная ванадиевая батарея мощностью 200 МВт/800 МВтч — работа на объекте продолжается, Electrek , 21 декабря 2017 г.
Джон Петерсен, CAISO Data Highlights Critical Faults In The Evolving Renewables Plus Storage Mythology, Seeking Alpha , 6 мая 2019 г.
Проточные окислительно-восстановительные батареи для хранения возобновляемой энергии, Новости хранения энергии , 21 января 2020 г.
Григорий Соловейчик, ARPA-E (Министерство энергетики США), Аммиак как виртуальный носитель водорода (ноябрь 2016 г.)
Международное энергетическое агентство (МЭА) и Агентство по ядерной энергии (АЯЭ), Прогнозируемые затраты на производство электроэнергии в 2020 г.

Новое хранилище аккумуляторов для снижения нагрузки на сеть

ФОРТ-УЭРТ, Техас — Вы редко думаете об электричестве, пока оно не исчезнет.Но после того, как прошлогодняя зимняя погода превратила энергетический процесс в смертельное перетягивание каната спроса и предложения, все больше техасцев узнают об энергетических потребностях штата.


Что нужно знать
  • Предприятие, расположенное в Гранбери, штат Техас,

  • Проект будет хранить 260 мегаватт энергии

  • Строительство и испытания должны быть проведены в апреле

Spectrum News 1 получил эксклюзивный обзор завода за пределами Форт-Уэрта, который накапливает энергию в литий-ионных батареях и отдает ее в сеть, когда техасцы больше всего в ней нуждаются.

«Это как аккумуляторы для смартфонов на стероидах, — объясняет Клаудия Морроу, старший вице-президент по развитию Vistra Corps.

Батареи большие не просто так — каждая возвышается над бригадой, устанавливающей их. Огромный размер позволяет каждой батарее хранить много энергии.

Клаудия Морроу (справа) разговаривает с персоналом, работающим над установкой батарей. (Spectrum News 1/Дастин Светлак)

«Когда есть избыточное электричество, [батареи] хранят его до тех пор, пока оно не понадобится, а затем возвращают его в электрическую сеть», — сказала она.

Новое хранилище энергии DeCordova, принадлежащее Vistra Corp., недалеко от Грэнбери, штат Техас, по сути, представляет собой поле аккумуляторов.

«Размер этого проекта по хранению аккумуляторов составит 260 мегаватт», — сказал Морроу.

Чтобы представить это в перспективе, Морроу объяснил, что всего один мегаватт может обеспечить электроэнергией 500 домов в летнюю жару. Это энергия, которая может помочь электросети удовлетворить потребности техасцев, когда спрос высок.

«Ежегодно сюда переезжает более 100 000 человек, мы являемся одним из самых быстрорастущих штатов.Нам нужны такие проекты. Это действительно ключ к нашему будущему», — сказала она.

Ряды батарей в поле за пределами Форт-Уэрта, штат Техас. (Spectrum News 1/Дастин Светлак)

Несмотря на то, что эти литий-ионные батареи являются возобновляемыми, литий влияет на окружающую среду. Его добывают из земли с помощью процесса, в котором используется много воды.

«Я думаю, что отрасль осознает, что настало время перемен — этого перехода», — сказал Морроу.

В связи с тем, что сейчас отрасль сосредоточена на возобновляемых источниках энергии, Морроу говорит, что Vistra даже планирует поэтапный отказ от старых, менее эффективных электростанций, которые десятилетиями доминировали в производстве энергии.

— Этим растениям придет конец, — сказала она.

Это знаменует собой новое начало для возобновляемых источников энергии и хранения энергии в Техасе.

«У меня есть подростки. Я потратил время, объясняя им, чем занимается мама, — сказал Морроу. «Иногда они думают, что я крутой. Я возьму это. Дойти до конца, дойти до финиша — это очень волнительно».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.