Accumulatorinstallaties, het gebruik van batterijen om elektrische energie op te slaan
Een van de meest efficiënte en veelbelovende manieren om elektrische energie op te slaan, in termen van opslagdichtheid, is het gebruik van opslaginstallaties op basis van batterijen, die opslag van energie in chemische vorm mogelijk maken.
Batterijcentrales zijn vooral handig wanneer het nodig is om op korte termijn hulppiekvermogen te leveren, waardoor noodstroomuitval voor consumenten wordt voorkomen.
Batterij-energiecentrales hebben dus, volgens het principe van hun werking, veel kenmerken gemeen met conventionele continue energiebronnen, maar verschillen in de grotere omvang van de structuur. Er is een aparte ruimte gereserveerd voor de batterijen van het station, vergelijkbaar met een groot magazijn of meerdere containers.
Net als bij de technologie voor ononderbroken stroomvoorziening is hier een kenmerkend kenmerk, namelijk dat de elektrochemische energie die in de batterijen is opgeslagen, uitsluitend in de vorm van gelijkstroom kan worden gebruikt.
Maar aangezien conventionele netwerken wisselstroom nodig hebben om te verkrijgen, is het noodzakelijk om een extra transformatie uit te voeren van de energie die is opgeslagen in de batterijen. Daarom is hoogspanningsstroom veel geschikter energie over een afstand overbrengen, worden verkregen met behulp van krachtige thyristoromvormers, die noodzakelijkerwijs deel uitmaken van energiecentrales.
Het type batterijen dat in een bepaalde installatie wordt gebruikt, wordt bepaald door de kosten, de prestatie-eisen (opgeslagen energie, beschikbaar vermogen) en de verwachte levensduur. In de jaren tachtig waren alleen loodzuuraccu's te vinden in energiecentrales. In de jaren negentig en begin jaren 2000 verschenen nikkel-cadmium- en natrium-zwavelbatterijen.
Tegenwoordig wordt vanwege de prijsdaling van lithium-ionbatterijen (vanwege de snelle ontwikkeling van de auto-industrie) voornamelijk lithium-ion gebruikt. Op sommige plaatsen zijn al doorstroombatterijsystemen verschenen. In sommige budgetgebouwen zijn echter nog steeds loodzuuroplossingen te vinden.
Het voordeel van batterijcentrales ten opzichte van pompcentrales ligt voor de hand. Er zijn geen constant bewegende delen, praktisch geen geluidsbronnen. Enkele tientallen milliseconden zijn voldoende om een batterijcentrale op gang te brengen, waarna deze direct op volle capaciteit kan werken.
Door dit voordeel zijn batterijinstallaties gemakkelijk bestand tegen maximale belastingen die door de apparatuur niet eens als iets kritisch worden ervaren, zodat zo'n station urenlang maximaal kan werken.
Het behoeft geen betoog dat accustations de taak van het dempen van spanningsfluctuaties als gevolg van piekbelastingen op het netwerk gemakkelijk aankunnen. Dankzij hen kunnen steden en hele regio's worden beschermd tegen stroomuitval als gevolg van files.
Hetzelfde geldt voor de werking van batterijcentrales in verband met hernieuwbare autonome energiebronnen, tegenwoordig is het een hele industrie.
Hernieuwbare energie [productie van hernieuwbare energie (hernieuwbare energie)] — Het gebied van economie, wetenschap en technologie dat betrekking heeft op de productie, transmissie, transformatie, accumulatie en consumptie van elektrische, thermische en mechanische energie verkregen door gebruik te maken van hernieuwbare energiebronnen.
Ik heb verschillende soorten batterijen er zijn voor- en nadelen. Sommige (natrium-zwavel) werken goed in constante modus, bijvoorbeeld in combinatie met autonome energiebronnen, maar zijn gevoelig voor corrosie en veroudering, ook als ze niet worden gebruikt. Anderen lijden eenvoudigweg aan slijtage vanwege het grote aantal snelle laad-ontlaadcycli.
Sommige batterijen vereisen regelmatig onderhoud (loodzuurbatterijen moeten worden opgeladen met water), gasafvoer om ontploffing te voorkomen, enz.
Modernere verzegelde lithium-ionbatterijen kunnen lange tijd zonder onderhoud werken, hun toestand wordt gecontroleerd door elektronica en signaleert indien nodig de noodzaak om de cel te vervangen.
Een modern voorbeeld is een van de grootste energiecentrales ter wereld - Hornsdale Power Reserve, die samenwerkt met de Hornsdale Wind Power Plant. Tesla heeft het eind 2017 gebouwd.
Begin 2018, terwijl Zuid-Australië economische verliezen leed, bracht het station zijn eigenaren bijna een miljoen dollar op om elektriciteit aan het net te leveren tegen A $ 14.000 per megawattuur. De installatie is in staat continu 30 MW gedurende 3 uur en 70 MW gedurende 10 minuten te leveren.
100 MW is het totale ontwerpvermogen van de centrale. De totale batterijcapaciteit van het station, 129 MWh, bestaat uit enkele miljoenen Samsung 21700 lithium-ioncellen (3000-5000 mAh).
Het systeem houdt het elektriciteitsnet van elektriciteitsverbruikers betrouwbaar in een stabiele toestand, zelfs in gevallen waar de windsnelheid extreem laag is. In 2020 is de capaciteit van de centrale verhoogd tot 194 MWh en de ontwerpcapaciteit is 150 MW.
Een voorbeeld van oude technologie is de batterijcentrale in Chino, Californië, van 1988 tot 1997. De fabriek omvatte 8.256 loodzuurbatterijen in twee hallen.
De structuur dient als een statische vervormingsvoeg reactief vermogen en consumenten beschermen tegen stroomuitval tijdens stroomuitval. Het piekvermogen was 14 MW met een totale batterijcapaciteit van 40 MWh.
Zie ook:
De meest voorkomende soorten industriële energieopslagapparaten
Hoe werken apparaten voor kinetische energieopslag en hoe werken ze voor de energiesector?