Instalații de acumulare, utilizarea bateriilor pentru stocarea energiei electrice
Una dintre cele mai eficiente și promițătoare modalități de stocare a energiei electrice, în ceea ce privește densitatea de stocare a acesteia, este utilizarea unor instalații de stocare pe bază de baterii, care permit stocarea energiei sub formă chimică.
Centralele electrice cu baterii sunt deosebit de utile atunci când este necesar să se furnizeze putere auxiliară de vârf pe termen scurt, prevenind astfel întreruperile de urgență ale consumatorilor.
Astfel, centralele cu baterii, după principiul funcționării lor, au multe caracteristici în comun cu sursele convenționale de energie continuă, diferind însă prin dimensiunea mai mare a structurii. O cameră separată este rezervată pentru a găzdui bateriile stației, asemănătoare unui depozit mare sau mai multor containere.
Ca și în tehnologia de alimentare neîntreruptibilă, aici există o trăsătură caracteristică, care constă în faptul că energia electrochimică stocată în baterii poate fi utilizată exclusiv sub formă de curent continuu.
Dar, deoarece rețelele convenționale necesită curent alternativ pentru a se obține, este necesar să se efectueze o transformare suplimentară a energiei stocate în baterii. De aceea, curentul de înaltă tensiune este mult mai potrivit pentru a transmite energie la distanţă, sunt obținute folosind invertoare tiristoare puternice, care fac neapărat parte din centralele electrice.
Tipul de baterii utilizate într-o anumită instalație este determinat de costul acesteia, cerințele de performanță (energie stocată, puterea disponibilă) și durata de viață estimată. În anii 1980, în centralele de stocare se puteau găsi doar baterii cu plumb-acid. În anii 1990 și începutul anilor 2000 au apărut bateriile cu nichel-cadmiu și sodiu-sulf.
Astăzi, din cauza scăderii prețului bateriilor litiu-ion (datorită dezvoltării rapide a industriei auto), litiu-ionul este utilizat în principal. Sistemele de baterii cu flux continuu au apărut deja în unele locuri. Cu toate acestea, soluțiile de plumb acid pot fi încă găsite în unele clădiri bugetare.
Avantajul centralelor cu baterii în comparație cu centralele cu pompare este evident. Nu există piese în mișcare constantă, practic nicio sursă de zgomot. Câteva zeci de milisecunde sunt suficiente pentru a porni o centrală cu baterii, după care poate funcționa imediat la capacitate maximă.
Acest avantaj permite fabricilor de baterii să reziste cu ușurință la sarcini maxime care nici măcar nu sunt percepute de echipament ca fiind ceva critic, astfel încât o astfel de stație poate funcționa la maximum ore întregi.
Inutil să spun că stațiile de baterii fac față cu ușurință sarcinii de amortizare a fluctuațiilor de tensiune cauzate de sarcinile de vârf din rețea. Datorită acestora, orașele și regiunile întregi pot fi protejate de întreruperile de curent cauzate de blocajele de trafic.
Același lucru este valabil și pentru funcționarea centralelor cu baterii în legătură cu surse regenerabile de energie autonomă, astăzi este o întreagă industrie.
Energie regenerabilă [producția de energie regenerabilă (energie regenerabilă)] — Domeniul economiei, științei și tehnologiei care acoperă producția, transportul, transformarea, acumularea și consumul de energie electrică, termică și mecanică obținută prin utilizarea surselor regenerabile de energie.
eu am baterii de diferite tipuri exista avantaje si dezavantaje. Unele (sodiu-sulf) funcționează bine în regim constant, de exemplu în combinație cu surse de energie autonome, dar sunt predispuse la coroziune și îmbătrânire, chiar dacă nu sunt utilizate. Alții suferă de uzură pur și simplu din cauza numărului mare de cicluri rapide de încărcare-descărcare.
Unele baterii necesită întreținere regulată (bateriile plumb-acid trebuie reîncărcate cu apă), evacuarea gazelor pentru a preveni explozia etc.
Bateriile litiu-ion sigilate mai moderne pot funcționa mult timp fără întreținere, starea lor este monitorizată de electronică și, dacă este necesar, semnalează necesitatea înlocuirii celulei.
Un exemplu modern este una dintre cele mai mari centrale electrice din lume - Hornsdale Power Reserve, care lucrează împreună cu Hornsdale Wind Power Plant. Tesla l-a construit la sfârșitul anului 2017.
La începutul lui 2018, în timp ce Australia de Sud a suferit pierderi economice, stația le-a adus proprietarilor săi aproape un milion de dolari pentru a furniza energie electrică rețelei la 14.000 USD pe megawat oră. Centrala este capabilă să furnizeze continuu 30 MW timp de 3 ore și 70 MW timp de 10 minute.
100 MW este capacitatea totală de proiectare a centralei electrice. Întreaga capacitate a bateriei stației, 129 MWh, este formată din câteva milioane de celule Samsung 21700 litiu-ion (3000-5000 mAh).
Sistemul menține în mod fiabil rețeaua consumatorilor de energie electrică într-o stare stabilă chiar și în cazurile în care viteza vântului este extrem de scăzută. În 2020, capacitatea centralei a fost mărită la 194 MWh, iar capacitatea proiectată este de 150 MW.
Un exemplu de tehnologie veche este centrala electrică cu baterii din Chino, California, din 1988 până în 1997. Fabrica includea 8.256 de baterii plumb-acid situate în două hale.
Structura servește ca o îmbinare statică de deformare putere reactiva și protejarea consumatorilor de întreruperile de curent în timpul întreruperilor de curent. Puterea sa de vârf a fost de 14 MW, cu o capacitate totală a bateriei de 40 MWh.
Vezi si:
Cele mai comune tipuri de dispozitive industriale de stocare a energiei