Elektriciteit en energieopslag

Bron: World - nuclear.org

Naarmate hernieuwbare energiebronnen in belang groeien, zijn efficiënte energieopslagsystemen (ESS) cruciaal voor het beheer van de intermitterende aard van wind- en zonne -energie. Soluties voor energieopslag voor roosterapplicaties komen steeds vaker voor bij rasters, systeemoperators en eindgebruikers. Energieopslagsystemen maken een breed scala aan mogelijkheden mogelijk en kunnen effectieve oplossingen bieden voor energiebalancing, aanvullende diensten en het uitstellen van infrastructuurinvesteringen.

Elektriciteit zelf kan niet op grote schaal worden opgeslagen, maar het kan worden omgezet in andere vormen van energie, die kunnen worden opgeslagen en later worden omgezet in elektriciteit als dat nodig is. Elektriciteitsopslagsystemen omvatten batterijen, vliegwielen, perslucht en gepompte hydro. De totale hoeveelheid energie die in elk systeem kan worden opgeslagen, is beperkt. De energiecapaciteit wordt uitgedrukt in megawatt - uren (MWh), en de kracht ervan wordt uitgedrukt in megawatt (MW of MWE). Elektriciteitsopslagsystemen kunnen worden ontworpen om aanvullende diensten te bieden aan het transmissiesysteem, inclusief frequentiecontrole, wat de primaire rol is van rooster - schaalbatterijen vandaag. Laten we de verschillende opslagopties hieronder nader bekijken.

Gepompte wateropslag

Gepompt opslag omvat het pompen van water bergop naar een reservoir waaruit het op aanvraag kan worden vrijgegeven om hydro -elektriciteit te genereren. De efficiëntie van het dubbele proces is ongeveer 70%. Gepompt opslag bestond uit 95% van 's werelds grote - schaal elektriciteitsopslag in mid - 2016, en 72% van de opslagcapaciteit die in 2014 werd toegevoegd. Pompte hydro heeft het voordeel dat het lang is - term indien nodig. Batterijopslag wordt echter breed geïmplementeerd en bereikt volgens de IEA ongeveer 15,5 GW aangesloten op elektriciteitsnetwerken, volgens de IEA. Building - schaalvermogen opslag is in 2014 ontstaan ​​als een bepalende trend voor energietechnologie. Deze markt is gegroeid met 50% jaar - op - jaar, met lithium - ionbatterijen prominente maar redox flowcelbatterijen vertonen belofte. Een dergelijke opslag kan zijn om de vraag naar het raster te verminderen, als back-up of voor prijsarbitrage.

Gepompte opslagprojecten en -apparatuur hebben een lange levensduur - nominaal 50 jaar maar mogelijk meer, vergeleken met batterijen - 8 tot 15 jaar. Gepompte hydroopslag is het meest geschikt voor het leveren van piek - laadvermogen voor een systeem dat voornamelijk fossiele brandstof en/of nucleaire generatie omvat. Het is niet zo goed - geschikt voor het invullen van intermitterende, ongeplande en onvoorspelbare generatie.

Een World Energy Council -rapport in januari 2016 heeft een aanzienlijke daling van de kosten voor de meeste energieopslagtechnologieën gestreept vanaf 2015 tot 2030. Batterijtechnologieën vertoonden de grootste kostenverlaging, gevolgd door verstandige thermische, latente thermische en supercondensatoren. Batterijtechnologieën vertoonden een reductie van een bereik van € 100 - 700/MWh in 2015 tot € 50 - 190/MWh in 2030 - een vermindering van meer dan 70% in de bovenste kostenlimiet in de komende 15 jaar. Natriumzwavel, loodzuur en lithium - iontechnologieën lopen de weg volgens WEC. Het rapport modellen opslag met betrekking tot zowel wind- als zonnepanelen, waarbij de resulterende livaliseerde opslagkosten (LCO's) in bepaalde fabrieken worden beoordeeld. Het merkt op dat de belastingsfactor en de gemiddelde ontladingstijd bij nominale vermogen een belangrijke bepalende factor zijn van de LCO's, waarbij de cyclusfrequentie een secundaire parameter wordt. Voor Solar - gerelateerde opslag was de toepassingscase dagelijkse opslag, met zes - uurafvoertijd op nominale stroom. Voor windgerelateerde opslag was de applicatiecase voor tweedaagse opslag met 24 uur ontlading bij nominale stroom. In het eerste geval had de meest competitieve opslagtechnologie LCO's van € 50-200/MWh. In het laatste geval waren legale kosten hoger en gevoelig voor het aantal ontladingscycli per jaar, en "weinig technologieën leken aantrekkelijk."

Na een twee {- jaarstudie door de California Public Utilities Commission, heeft de staat in 2010 wetgeving aangenomen die 1325 MWE van elektriciteitsopslag vereiste (exclusief grote - schaalpomp opslag) tegen 2024. In 2013 bracht het de deadline naar 2020 naar voren tot 2020, toen 35 MW totaal. De wetgeving specificeert vermogen, niet opslagcapaciteit (MWH), wat suggereert dat het belangrijkste doel frequentiecontrole is. Het vermelde doel van de wetgeving is om de betrouwbaarheid van het net te vergroten door het leveren van verzendbaar vermogen uit een toenemend deel van de zonne- en windinputs, de spinreserve te vervangen, frequentiecontrole te bieden en piekcapaciteitsvereisten te verminderen (piekscheren). De opslagsystemen kunnen worden verbonden met transmissie- of distributiesystemen, of achter de meter liggen. De belangrijkste focus ligt op Battery Energy Storage Systems (BESS). Energiearbitrage kan de omzet verbeteren, - piek kopen en verkopen voor piekvraag. Zuid -Californië Edison kondigde in 2014 plannen aan voor 260 MW aan elektriciteitsopslag om de sluiting van de 2150 MWe San Onofre Nuclear Plant te compenseren. Hoewel 1,3 GW in de context van de 50 GW -vraag van de staat niet veel verzendbare macht zal bieden, was het een belangrijke stimulans voor de nutsbedrijven.

Oregon volgde Californië en stelde in 2015 een vereiste voor grotere hulpprogramma's (PGE en Pacificorp) om tegen 2020 minstens 5 MWh opslag te kopen, en PGE stelde 39 GW op verschillende locaties voor en kostte $ 50 tot $ 100 miljoen. In juni 2017 heeft Massachusetts tegen 2020 een doelwit van 200 MWh -opslag uitgegeven. In november 2017 besloot New York een opslagdoelstelling voor 2030 te stellen.

Op sommige plaatsen wordt gepompte opslag gebruikt om de dagelijkse genererende belasting gelijk te stellen door water naar een hoge opslagdam te pompen tijdens off - piekuren en weekends, met behulp van de overtollige basis - laadcapaciteit van laag - kosten kolen of nucleaire bronnen. Tijdens piekuren kan dit water door de turbines worden vrijgegeven aan een lager reservoir voor hydro - elektrische generatie, waardoor de potentiële energie wordt omgezet in elektriciteit. Omkeerbare pomp - turbine/motor - generatorassemblages kunnen werken als zowel pompen als turbines*. Gepompte opslagsystemen kunnen effectief zijn in het voldoen aan piekvraagveranderingen als gevolg van snelle ramp - Up of Ramp - omlaag, en winstgevend vanwege het verschil tussen piek en uit - piekgroothandel prijzen. Het belangrijkste probleem, afgezien van water en hoogte, is ronde - trip -efficiëntie, die ongeveer 70%is, dus voor elke MWH van invoer wordt slechts 0,7 MWh teruggewonnen. Bovendien hebben relatief weinig plaatsen ruimte voor gepompte opslagdammen in de buurt van waar het vermogen nodig is.

Francis -turbines worden op grote schaal - gebruikt voor gepompte opslag, maar hebben een hydraulische koplimiet van ongeveer 600 m.

De meeste gepompte opslagcapaciteit wordt geassocieerd met gevestigde hydro - elektrische dammen op rivieren, waar water wordt teruggepompt naar een hoge opslagdam. Dergelijke Damded Hydro -schema's kunnen worden aangevuld door off - rivierpomppomphydro. Dit vereist paren kleine reservoirs in heuvelachtig terrein en vergezeld door een pijp met pomp en turbine.

Dit schema van het Gordon Butte -project is typerend voor off - rivierpomp opslag (Gordon butte)

De International Hydropower Association heeft een volgtool, dat de locaties en stroomcapaciteit voor bestaande en geplande pompopslagprojecten in kaart brengt.

Sinds de jaren 1920 wordt gepompte opslag gebruikt en vandaag wordt ongeveer 160 GW gepompte opslag wereldwijd geïnstalleerd, waaronder 31 GW in de VS, 53 GW in Europa en Scandinavië, 27 GW in Japan en 23 GW in China. Dit komt neer op ongeveer 500 gWorld Energy Outlook 2016Projecten 27 GW van gepompte opslagcapaciteit worden toegevoegd tegen 2040, voornamelijk in China, de VS en Europa.

Voor off {- rivierpompthydro moeten de gepaarde reservoirs normaal gesproken een hoogteverschil hebben van minimaal 300 meter. Verlaten ondergrondse mijnen hebben enig potentieel als sites. In de regio Leon in Spanje plant Navaleo een gepompt waterkrachtsysteem in een voormalige kolenmijn met een 710m kop en 548 MW -output, die 1 TWH per jaar terug in het rooster voedt.

In tegenstelling tot wind- en zonne -inputs voor een rastersysteem, is hydro -generatie synchroon en biedt daarom ondersteunende diensten in het transmissienetwerk, zoals frequentiecontrole en het leveren van reactieve kracht. Een gepompt opslagproject heeft meestal 6 tot 20 uur hydraulische reservoiropslag voor werking, vergeleken met veel minder voor batterijen. Gepompte opslagsystemen zijn meestal meer dan 100 MWh opgeslagen energie.

Gepompte hydroopslag is het meest geschikt voor het leveren van piek - laadvermogen voor een systeem dat voornamelijk fossiele brandstof en/of nucleaire generatie bestaat uit lage kosten. Het is veel minder geschikt om in te vullen voor intermitterende, ongeplande generatie zoals wind, waar de beschikbaarheid van overtollige kracht onregelmatig en onvoorspelbaar is.

De grootste gepompte opslagfaciliteit ligt in Virginia, VS, met een capaciteit van 3 GW en 30 GWH aan opgeslagen energie. Nuttige faciliteiten kunnen echter vrij klein zijn. Ze hoeven ook niet aanvullend te zijn voor belangrijke hydro -elektrische schema's, maar kunnen een verschil in hoogteverschil gebruiken tussen bovenste en onderste reservoirs van meer dan 100 meter, zo niet te ver uit elkaar. In Okinawa wordt zeewater naar een klif gepompt - topreservoir. In Australië werd een niet meer gebruikte ondergrondse mijn in aanmerking genomen voor een lager reservoir. Israël plant de 344 MW Kokhav Hayarden Two - reservoirsysteem.

In Montana, VS, zal het $ 1 miljard, 4 x 100 MW Gordon Butte Pomped Storage Hydro -project in het centrale deel van de staat overtollige stroom gebruiken van de 665 mWe windturbines van de staat, hoewel dit minder voorspelbaar is dan off - piekvermogen die is ontworpen om basis te leveren - lading. Absaroka Energy zal het verhoogde reservoir bouwen op een MESA 312 meter boven het lagere reservoir vanaf 2018. Het verwacht 1300 GWH per jaar te leveren om wind aan te vullen, met ondersteunende diensten.

In Duitsland wordt verwacht dat het Gaildorf Wind and Hydro Project in de buurt van Münster in 2018 operationeel zal zijn. Het omvat 13,6 MWE windturbines en 16 MWE hydrocapaciteit van gepompte opslag.

Batterijenergieopslagsystemen

Batterijen bewaren en los elektrochemisch op. De vereisten voor batterijopslag zijn hoge energiedichtheid, hoog vermogen, lange levensduur (lading - ontladingscycli), hoge ronde - reisefficiëntie, veiligheid en concurrerende kosten. Andere variabelen zijn ontslagduur en laadsnelheid. Verschillende compromissen worden gesloten tussen deze criteria, die de beperkingen van de opslagsystemen voor batterijenergie (BESS) onderstrepen in vergelijking met bronnen van verzendbare generatie. De kwestie van het energierendement op geïnvesteerde energie (EROI) rijst ook, wat acuut betrekking heeft op hoe lang een batterij in gebruik is en hoe de ronde - trip -efficiëntie in die periode standhoudt.

Batterijen vereisen een Power Conversion System (PCS) inclusief Inverter om te koppelen aan een normaal AC -systeem. Dit voegt ongeveer 15% toe aan de basisbatterijkosten.

Verschillende megawatt {- schaalprojecten hebben bewezen dat batterijen goed zijn - die geschikt is om de variabiliteit van stroom van wind- en zonnestelsels gedurende minuten en zelfs uren af ​​te sffen, voor korte - duurintegratie van deze hernieuwbare energiebronnen in een grid. Ze toonden ook aan dat batterijen sneller en nauwkeurig kunnen reageren dan conventionele bronnen zoals spinreserves en piekplanten. Dientengevolge worden grote batterijarrays de stabilisatietechnologie van keuze voor korte - duur hernieuwbare integratie. Dit is een functie van kracht, niet in de eerste plaats energieopslag. De vraag ernaar is veel lager dan voor energieopslag - de ISO in Californië schatte de vraag naar piekfrequentievoorschriften voor 2018 op 2000 MW uit alle bronnen.

Sommige batterijinstallaties vervangen spinreserve voor korte - duur terug -, dus werken als virtuele synchrone machines met behulp van roostervormende omvormers.

Slimme roosters Veel discussie over batterijopslag is in verband met slimme roosters. Een slim raster is een stroomraster dat de voeding optimaliseert door informatie te gebruiken over zowel vraag als aanbod. Het doet dit met netwerkbesturingsfuncties van apparaten met communicatiemogelijkheden zoals slimme meters.

Lithium - ionbatterijenopslag

Lithium - ionbatterijenIn 2015 was goed voor 51% van het nieuwe - aangekondigde energieopslagsysteem (ESS) capaciteit en 86% van geïmplementeerde ESS -stroomcapaciteit. Een geschatte 1.653 MW aan nieuwe ESS -capaciteit werd over de hele wereld aangekondigd in 2015, met iets meer dan één - derde uit Noord -Amerika. Lithium - ionbatterijen zijn de meest populaire technologie voor gedistribueerde energieopslagsystemen (Navigant Research). Lithium - ionbatterijen hebben een directe stroomefficiëntie van 95%, dalen tot 85% wanneer de stroom wordt omgezet in wisselstroom voor het raster. Ze hebben een cyclus van 2000-4000 en 10-20 jaar levensduur, afhankelijk van het gebruik.

Op het niveau van huishoudens, achter de meter*, wordt batterijopslag gepromoot. Er is een duidelijke compatibiliteit tussen zonne -PV en batterijen, omdat ze DC zijn. In Duitsland, waar Solar PV een gemiddelde capaciteitsfactor van 10,7% heeft, was 41% van de nieuwe PV -installaties van Solar in 2015 uitgerust met terug - batterijopslag vergeleken met 14% in 2014. Deze toename in zowel huishoudelijke als grid - verbonden PV -systemen, wordt aangemoedigd door de KFW -ontwikkelingsbank, die lage {{9} belt, overheidsleningen en de overheidsassistent. tot 25% van de vereiste investeringsuitgaven. KFW vereist dat voldoende PV -elektriciteit wordt gebruikt voor verbruik en opslag ter plaatse, zodat niet meer dan de helft van de uitgang het transmissienetwerk bereikt. Op deze manier wordt beweerd dat 1,7 tot 2,5 keer de gebruikelijke zonnecapaciteit kan worden getolereerd door het rooster zonder overbelasting. In 2016 werd 200 mWh geïnstalleerde opslagmogelijkheden gerapporteerd voor Duitsland.

PV in huishoudens en kleine bedrijven maakt geen deel uit van het distributiesysteem, maar is in wezen binnenlands voor het pand, met veel gegenereerde stroom die daar wordt gebruikt en sommigen mogelijk geëxporteerd naar het systeem via de meter die oorspronkelijk vermogen gemeten uit het te belasten rooster.

Over één - derde van de 1,5 GW 'batterijopslag' in 2015 was lithium - ionbatterijen en 22% was natrium - zwavelbatterijen. Het International Renewable Energy Agency (IRENA) schat dat de wereld 150 GW batterijopslag nodig heeft om het gewenste doelwit van Irena te bereiken van 45% van de stroom die wordt gegenereerd uit hernieuwbare bronnen tegen 2030. In het VK is ongeveer 2 GW vereist voor snelle frequentiecontrole in een 45 GWE -systeem en nationaal rooster uitgaven £ 160 tot £ 170 miljoen per jaar. In Duitsland, geïnstalleerd hulpprogramma - schaalbatterijopslag steeg van ongeveer 120 MW in 2016 tot ongeveer 225 MW in 2017.

Een grote BESS is een 40 mW/20 MWh Toshiba lithium - ionensysteem bij het Tohoku Electric Power Company's Nishi - Sendai -substation in Japan, in gebruik genomen van 2015, en San Diego Gas & Electric heeft een 30 MW/120 MWH Lithium {7-}} ion Bess in Escondo, California. Ook Steag Energy Services is begonnen met een 90 MW lithium - ionenopslagprogramma in Duitsland (zie hieronder), en Edison richt een 100 MW -faciliteit op in Long Beach, Californië.

In Zuid -Australië werd een Tesla 100 MW/129 MWh lithium - ionensysteem geïnstalleerd naast Neoen's 309 Mwe Hornsdale Wind Farm in de buurt van Jamestown - The Hornsdale Power Reserve (HPR). Ongeveer 70 MW van de capaciteit wordt gecontracteerd aan de deelstaatregering om roosterstabiliteit en systeembeveiliging te bieden, inclusief frequentiebeheersing Ancillary Services (FCA's) via Tesla's Autobidder -platform in tijdschema's van zes seconden tot vijf minuten. De andere 30 MW capaciteit heeft drie uur opslag en wordt gebruikt als belastingverschuiving door Neoen voor het aangrenzende windpark. Het is in staat gebleken tot een zeer snelle respons voor FCA's, en levert ongeveer 4 seconden tot 8 MW voordat langzamer FCA's ingesneden waren toen de frequentie onder 49,8 Hz daalde. In 2020 werd het project uitgebreid met 50 MW/64,5 MWh voor een $ 79 miljoen, zodat het nu ongeveer de helft van de virtuele traagheid biedt die nodig is in de staat voor FCA's.

Er zijn verschillende soorten lithium - ionbatterij, sommige met een hoge energiedichtheid en snel opladen voor motorvoertuigen (EV's), andere zoals lithiumijzerfosfaat (LifePo (LifePo₄, afgekort als LFP), zijn zwaarder, minder energie - dicht en met een langere cycle -levensduur. Concepten voor lange - Duuropslag omvatten herbestemming gebruikte EV -batterijen - tweede - Life Battery's.

Natrium - zwavel (NAS) batterijen opslag

Natrium - zwavel (NAS) batterijenzijn 25 jaar gebruikt en zijn goed ingeburgerd, hoewel duur. Ze moeten ook werken op ongeveer 300 graden, wat wat elektriciteitsverbruik betekent wanneer het inactief is. PG & E's 2 MW/14 MWh VACA - Dixon NAS BESS -systeem kost ongeveer $ 11 miljoen ($ 5500/kW, vergeleken met ongeveer $ 200/kW die naar schatting Break - zelfs kosten in 2015). De levensduur is ongeveer 4500 cycli. Round - reisefficiëntie in een 18 {- maandproef was 75%. Een 4,4 MW/20 MWh-eenheid wordt gebouwd door Ewe in Varel in Lower Saks, Noord-Duitsland voor het inbedrijfstelling van eind 2018 (het maakt deel uit van een set - met een 7,5 mW/2,5 MWh lithium-ionbatterij, de hele fabriek kost € 24 miljoen.)

Redox flowcelbatterijen opslag

Redox -flowcelbatterijen(RFBS) ontwikkeld in de jaren 1970 hebben twee vloeibare elektrolyten gescheiden door een membraan om positieve en negatieve helft - cellen te geven, elk met een elektrode, meestal koolstof. Het spanningsverschil ligt tussen 0,5 en 1,6 volt in waterige systemen. Ze worden geladen en ontladen door een omkeerbare reductie - oxidatiereactie over het membraan. Tijdens het laadproces worden ionen geoxideerd bij de positieve elektrode (elektronenafgifte) en verminderd bij de negatieve elektrode (elektronenopname). Dit betekent dat de elektronen van het actieve materiaal (elektrolyt) van de positieve elektrode naar het actieve materiaal van de negatieve elektrode verplaatsen. Bij het ontladen wordt het proces omgekeerd en wordt energie vrijgegeven. De actieve materialen zijn redox -paren,i.e.Chemische verbindingen die elektronen kunnen absorberen en vrijgeven.

Vanadium redox flowbatterijen (VRFB of V - stroom) Gebruik de meerdere oxidatietoestanden van Vanadium om lading op te slaan en vrij te geven. Ze passen bij grote stationaire toepassingen, met een lange levensduur (ongeveer . 15, 000 cycli, of 'oneindig'), volledige ontlading en lage kosten per kWh vergeleken met lithium - ion wanneer dagelijks of vaker wordt gefietst. V - stroombatterijen worden meer kosten - effectief naarmate de opslagduur langer is - vaak ongeveer vier uur - en hoe groter de vermogens- en energiebehoeften. De economische schaal van de crossover zou ongeveer 400 kWh capaciteit zijn, waarachter ze economischer zijn dan lithium - ion. Ook werken ze bij omgevingstemperatuur, dus zijn ze minder vatbaar voor branden dan lithium - ion. Voor kosten en schaal hebben VRFB's grote raster- en industriële toepassingen - tot GWH -projecten in plaats van MWh.

Met RFBS kunnen energie en kracht afzonderlijk worden geschaald. Het vermogen bepaalt de celgrootte of het aantal cellen en de energie wordt bepaald door de hoeveelheid energieopslagmedium. Modules zijn maximaal 250 kW en kunnen tot 100 MW worden geassembleerd. Hierdoor kunnen redox -stroombatterijen beter worden aangepast aan bepaalde vereisten dan andere technologieën. In theorie is er geen limiet aan de hoeveelheid energie, en vaak nemen de specifieke beleggingskosten af ​​met een toename van de energie/vermogensratio, omdat het energieopslagmedium meestal relatief lage kosten heeft.

Een model 'Peaker' -fabriek in China heeft 100 MWE zonne -PV met een 100 MW/500 MWh VRFB.

Een algemene bevinding uit de PG & E -proef was dat als batterijen moeten worden gebruikt voor energie -arbitrage, ze Co - moeten zijn die zich met de wind- of zonneboerderijen bevindt - vaak afgelegen vanaf het hoofdbelastingscentrum. Als ze echter moeten worden gebruikt voor frequentieregulering, zijn ze beter gelegen dicht bij de stedelijke of industriële belastingcentra. Omdat de inkomstenstroom van frequentiecontrole veel beter is dan arbitrage, zullen nutsbedrijven normaal gesproken de voorkeur geven aan de binnenstad in plaats van afgelegen locaties voor activa die ze bezitten.

Lithium {- ionbatterijkosten zijn gedaald met twee - dirds tussen 2000 en 2015, tot ongeveer $ 700/kWh, aangedreven door de voertuigmarkt en een verdere halving van kosten worden voorspeld tot 2025. Power Conversiesysteem (pc's) zijn niet met dezelfde tarief gedaald en in 2015 ongeveer 15% toegevoegd aan batterijkosten voor niet -- Vehice -aanvragen.

Lithium - ionbatterijen kunnen worden gecategoriseerd door de chemie van hun kathoden. De verschillende combinatie van mineralen geeft aanleiding tot aanzienlijk verschillende batterijkenmerken:

Lithium nikkel kobaltaluminiumoxide (NCA) batterij-specifiek energiebereik (200-250 WH/kg), hoog specifiek vermogen, levenslange 1000 tot 1500 volledige cycli. Begunstigd in sommige premium EV's (e.g.Tesla), maar duurder dan andere chemie.

Lithium nikkel mangaan kobaltoxide (NMC) batterij-specifiek energiebereik (140 - 200 wh/kg), levenslange 1000-2000 volledige cycli. De meest voorkomende batterij gebruikt in elektrische en plug-in hybride elektrische voertuigen. Lagere energiedichtheid dan NCA, maar langere levensduur.

Lithiumijzerfosfaat (LFP) Batterij - Specifiek energiebereik (90 - 140 WH/kg), Lifetime 2000 Volledige cycli. Lage specifieke energie een beperking voor gebruik in EV's op lange afstand. Kan de voorkeur krijgen voor stationaire energieopslagtoepassingen of voertuigen waar de grootte en het gewicht van de batterij minder belangrijk zijn. Melding als minder vatbaar voor thermische wegloper en branden.

Lithium Mangaanoxide (LMO) Batterij-Specifiek energiebereik (100 - 140 WH/kg), Lifetime 1000-1500 cycli. Kobaltvrije chemie gezien als een voordeel. Gebruikt in elektrische fietsen en enkele bedrijfsvoertuigen.

Supercondensatorenopslag

Een condensator slaat energie op door middel van een statische lading in tegenstelling tot een elektrochemische reactie. Supercondensatoren zijn erg groot en worden gebruikt voor energieopslag die frequente lading en ontladingscycli ondergaan bij hoge stroom en korte duur. Ze zijn geëvolueerd en kruisen de batterijtechnologie over met behulp van speciale elektroden en elektrolyt. Ze werken op 2.5 - 2.7 volt en laden binnen tien seconden op. De ontlading is minder dan 60 seconden en de spanning daalt geleidelijk. De specifieke energie van supercondensatoren varieert tot 30Wh/kg, veel minder dan een lithium-ionbatterij.

Roterende synchrone stabilisatoren

Om het ontbreken van synchrone traagheid bij het genereren van plant te compenseren wanneer er een hoge afhankelijkheid is van wind- en zonne -bronnen, kunnen synchrone condenseerders (syncons), ook bekend als roterende stabilisatoren, aan het systeem worden toegevoegd. Ze worden gebruikt voor frequentie- en spanningscontrole waarbij roosterstabiliteit moet worden verbeterd vanwege een groot deel van de variabele hernieuwbare invoer. Ze bieden betrouwbare synchrone traagheid en kunnen helpen frequentieafwijkingen te stabiliseren door reactieve kracht te genereren en te absorberen. Dit zijn geen energieopslag in de normale zin en worden beschreven op de informatiepagina over hernieuwbare energie en elektriciteit.

Batterijsystemen wereldwijd

Europa

Totaal geïnstalleerde non - hydro -opslagcapaciteit in Europa bereikte 2,7 GWh eind 2018 en is naar verwachting 5,5 GWh tegen het einde van 2020, volgens de European Energy Storage Association. Dit omvat huishoudelijke systemen, die meer dan één - derde van 2019 - 20 toevoegingen omvatten. EDF is van plan om tegen 2035 10 GW batterijopslag in heel Europa te hebben. In maart 2020 lanceerde totaal een 25 mW/25 MWH lithium-ion batterijproject in Mardyck in de buurt van Duinkerken, om "de grootste in Frankrijk" te zijn.

De eerste van Steag's zes geplande 15 MW lithium - ionenheden in een programma van € 100 miljoen, 90 MW werd in juni 2016 bekrachtigd in zijn Lünen Coal - vuurplaats in Duitsland. Om in aanmerking te komen voor commerciële werking, moeten de batterijen binnen 30 seconden op geautomatiseerde oproepen reageren en in staat zijn om - in staat te zijn minimaal 30 minuten in te voeren.

In Duitsland heeft RWE € 6 miljoen geïnvesteerd in een 7,8 mW/7 MWh lithium - ionenbatterijsysteem op de Power Station -site van Herdecke in de buurt van Dortmund, waar het hulpprogramma een gepompte opslagfabriek bedient. Het werkt sinds 2018.

In Duitsland werd in 2015 een 10 mW/10,8 mwh lithium - ionenbatterijopslagsysteem in opdracht gegeven bij Feldheim, Brandenburg. Het heeft 3360 lithium - ionmodules van LG Chem in Zuid -Korea. De winkels van € 13 miljoen batterijenwinkels gegenereerd door een lokaal 72 MW windpark en werd gebouwd om het rooster van de TSO 50hertz -transmissie te stabiliseren. Het neemt ook deel aan de wekelijkse aanbesteding voor primaire controlerreserve.

RWE plant een 45 MW lithium - ionbatterij bij zijn lingen en een 72 MW één aan zijn Werne Gerstein -energiecentrales tegen eind 2022, voornamelijk voor FCAS. Siemens plant een batterij van 200 mW/200 MWh bij Wunsiedel in Beieren voor energieopslag en piekbeheer.

Nederlands hulpprogramma Eneco en Mitsubishi, als ensiraMe, hebben een 48 MW/50 MWH lithium - ionbatterij in Jardelund, Noord -Duitsland geïnstalleerd. De batterij is om primaire reserve aan het raster te leveren en de roosterstabiliteit te verbeteren in een regio met veel windturbines en roostercongestieproblemen.

Duitse exploitanten van batterijsystemen die wekelijks worden geboden op de primaire controlerreserve -markt, hebben naar verluidt een gemiddelde prijs van € 17,8/MWh ontvangen gedurende 18 maanden tot november 2016.

In Spanje heeft Acciona in mei 2017 een windplant met BESS opdracht gegeven. De Acciona -fabriek is uitgerust met twee Samsung -lithium - ionenbatterijsystemen, een met 1 MW/390 kWh en de andere produceert 0,7 MW/700 kWh, verbonden met een 3 MW windturbine en op het grid. Beide lijken frequentierespons te hebben als onderdeel van hun rol.

In mei 2016 heeft Fortum in Finland de Franse batterijbedrijf Saft gecontracteerd om een ​​megawatt van € 2 miljoen te leveren - schaal lithium - ionbatterijenergiesysteem voor zijn Suomenoja -energiecentrale als onderdeel van het grootste BESS -pilootproject ooit in de NOORDISCHE LANDEN. Het zal een nominale output van 2 MW hebben en in staat zijn om 1 MWh elektriciteit op te slaan, aan de TSO te worden aangeboden voor frequentievoorschriften en uitgangsvergrootte. Het is vergelijkbaar met het systeem dat in de Aube -regio van Frankrijk werkt, met twee windparken, in totaal 18 MW. Saft heeft sinds 2012 meer dan 80 MW aan batterijen ingezet.

In het VK werd 475 MW aan batterijopslag gemeld als operationeel in augustus 2019. Hierin varieerden 11 projecten van 10 tot 87 MW, de meeste met verbeterde frequentieresponscontracten.

Renewables Energy Company Res biedt 55 MW dynamische frequentierespons van lithium - ionbatterijopslag, naar nationaal rooster. RES heeft al meer dan 100 mW/60 MWh aan batterijopslag in werking, meestal in Noord -Amerika.

In het VK, op de Orkney -eilanden, werkt een 2 mW/500 kWh lithium - ionenbatterijopslagsysteem. Deze Kirkwall -krachtcentrale gebruikt Mitsubishi -batterijen in twee 12,2 m zeecontainers en slaat stroom op bij windturbines.

In Somerset heeft Cranborne Energy Storage een 250 kW/500 kWh Tesla powerpack lithium - ionenopslagsysteem geassocieerd met een 500 kW zonne -PV -set - up. Tesla beweert dat de powerpacks kunnen worden geconfigureerd om het raster vermogen en energiecapaciteit te bieden als een op zichzelf staande activa, die frequentievoorschriften, spanningscontrole en spinning -reserveservices aanbiedt. De standaard Tesla Industrial Powerpack -eenheid is 50 kW/210 kWh, met 88% ronde - trip -efficiëntie.

In het Verenigd Koninkrijk heeft Statoil het ontwerp van een 1 MWh lithium - ionbatterijsysteem, Batwind, in opdracht gegeven als onshore -opslag voor het 30 MW Offshore Hywind -project in Peterhead, Schotland. Vanaf 2018 is het om overtollige productie op te slaan, de evenwichtskosten te verlagen en het project in staat te stellen zijn eigen stroomvoorziening te reguleren en piekprijzen te veroveren door arbitrage.

Noord -Amerika

In november 2016 rapporteerde Pacific Gas & Electricity Co (PG&E) over een 18 - maand Technology Demonstration Project om de prestaties van batterijopslagsystemen te onderzoeken die deelnemen aan de elektriciteitsmarkten in Californië. Het project begon in 2014 en gebruikte PG & E's 2 MW/14 MWh Vaca - Dixon en 4 MW Yerba Buena Natrium - Zwavelbatterijopslagsystemen om energie- en ondersteunende diensten te bieden in California Independent System Operator (CAISO) Markten en gecontroleerd door Caiso in die GHIE -GHIE -GHIEDE Market. Het Yerba Buena Bess -pilootproject van $ 18 miljoen werd in 2013 opgezet door PG&E met $ 3,3 miljoen ondersteuning van de California Energy Commission. Vaca-Dixon Bess wordt geassocieerd met een PG&E zonne-installatie in Solano County.

In 2017 zal PG&E de Yerba Buena -batterij gebruiken voor een andere technologiedemonstratie waarbij de coördinatie van de derde - Party Distributed Energy Resources (DERS) - zoals residentiële en commerciële zonne -zonne -zonne -energie - Smart Inverters en batterijopslag, gecontroleerd via een gedistribueerd energiebronmanagementsysteem (Derms).

In augustus 2015 werd GE gecontracteerd om een ​​lithium -ionbatterijopslagsysteem van 30 MW/20 MWH te bouwen voor Coachella Energy Storage Partners (CESP) in Californië, 160 km ten oosten van San Diego. De faciliteit van 33 MW werd voltooid door Zglobal in november 2016 en zal de flexibiliteit van het rooster helpen en de betrouwbaarheid op het Imperial Irrigation District Network vergroten door zonne -ramping, frequentieregulering, energiebalancing en zwarte startcapaciteit te bieden voor een aangrenzende gasturbine.

San Diego Gas & Electric heeft een lithium van 30 mW/120 m Het zal de piekvraag van de avond leveren en vervangt gedeeltelijk de Aliso Canyon Gas -opslag 200 km ten noorden die begin 2016 moest worden verlaten vanwege een enorm lek. (Het werd gebruikt voor piek - Laadgasgeneratie.)

SDG & E's 30 MW batterijopslagfaciliteit in Escondido, Californië. (Foto: San Diego Gas & Electric)

Zuid -Californië Edison bouwt een batterijinstallatie van 100 mW/400 MWh om in 2021 opdracht te geven, bestaande uit 80.000 lithium - ionbatterijen in containers. Een ander voorgesteld grote SCE -project is een opslag van 20 MW/80 MWh voor Altagas Pomona Energy bij zijn San Gabriel Natural Gas - Fired Plant.

Een groot project is Southern California Edison's $ 50 miljoen Tehachapi 8 MW/32 MWh Lithium - ionbatterijopslagproject in combinatie met een windpark van 4500 MWE, met 10.872 modules van 56 cellen van 56 cellen elk van LG Chem, dat 8 MW gedurende vier uur kan leveren. In 2016 sloot Tesla een contract om een ​​lithium van 20 mW/80 MWh te leveren - ionbatterijopslagsysteem voor het Mira Loma -station van Zuid -Californië Edison, om te helpen voldoen aan de dagelijkse piekvraag.

Een zeer groot batterijsysteem is goedgekeurd voor het gas van Vistra - Fired Moss Landing Power Plant in Monterey County, Californië. Dit kan uiteindelijk 1500 mW/ 6000 MWh zijn, beginnend met 182,5 mW/ 730 MWh in 2021. Het zal 256 Tesla'3 MWh Megapack -eenheden gebruiken. Verder zijn plannen voorlopig. Vistra plant een 300 MW/1200 MWh elders.

Tesla wordt gerapporteerd als streven naar 50 GWh online tegen het begin van de jaren 2020.

Het 98 MW Laurel Mountain Wind Farm in West Virginia heeft een multi - gebruik 32 mW/8 mWh rooster - aangesloten bess. De fabriek is verantwoordelijk voor frequentieregulering en rasterstabiliteit op de PJM -markt en arbitrage. De lithium - ionbatterijen werden gemaakt door A123 -systemen, en bij opdracht in 2011 was het het grootste lithium - ionbess ter wereld.

In december 2015 heeft EDF Renewable Energy haar eerste BESS -project in Noord -Amerika opdracht gegeven, met 40 MW flexibele (20 MW -naamplaatjes) capaciteit op het PJM Grid Network in Illinois om deel te nemen aan de regulerings- en capaciteitsmarkten. Het lithium - ionbatterijen en stroomelektronica werden geleverd door BYD America en bestaan ​​uit 11 containeriseerde eenheden van in totaal 20 MW. Het bedrijf heeft meer dan 100 MW aan opslagprojecten in ontwikkeling in Noord -Amerika.

E.on Noord -Amerika installeert twee 9,9 MW Short - Duur Lithium -ionbatterijsystemen voor zijn Pyron en Inadale windparken als Texas Waves -opslagprojecten in West -Texas. Het doel is voornamelijk voor bijkomende diensten. Het project volgt 10 MW ijzeren paard in de buurt van Tucson, Arizona, grenzend aan een 2 mWe zonne -array.

SolarCity gebruikt 272 Tesla PowerPacks (lithium - ionenopslagsysteem) voor zijn 13 MW/ 52 MWh Kaua'i Island Solar PV -project in Hawaii, om aan de avondpiekvraag te voldoen. Macht wordt geleverd aan Kauai Island Utility Cooperative (KIUC) op 13,9 cent/kWh gedurende 20 jaar. KiUC is ook in opdracht van een project met een 28 MWE zonneboerderij en 20 MW/100 MWh -batterijsysteem.

Toshiba heeft een grote Bess geleverd voor Hamilton, Ohio, bestaande uit een reeks van 6 mW/ 2 MWh lithium - ionbatterijen. Levensduur van meer dan 10.000 kosten - ontladingscycli wordt geclaimd.

Powin Energy en Hecate Energy bouwen twee projecten van in totaal 12,8 mW/52,8 MWh in Ontario, voor de onafhankelijke operator van het elektriciteitssysteem. Powin's Stack 140 Battery Array van 2 MWh omvat de systemen, bij Kitchener (20 Arrays) en Stratford (6 arrays).

Een groot hulpprogramma {- schaal elektriciteitsopslag is een 4 MWnatrium - zwavel (NAS) batterijsysteem om een ​​verbeterde betrouwbaarheid en energiekwaliteit te bieden voor de stad Presidio in Texas. Het werd begin 2010 bekrachtigd om snel terug te voorzien - voor windcapaciteit in het lokale ERCOT -raster. Natrium - zwavelbatterijen worden elders op grote schaal gebruikt voor vergelijkbare rollen.

In Anchorage wordt Alaska, een batterijsysteem van 2 MW/0,5 MWh, aangevuld met een vliegwiel, om het gebruik van windenergie te ondersteunen.

Avista Corp in Washington State, Northwest USA, koopt een 3,6 MWvanadium redox flow -batterij (VRFB)om evenwicht te laden met hernieuwbare energiebronnen.

De ISO van Ontario heeft een 2 MW opgelopenzink - ijzer redox flow batterijvan vizn energystemen.

Oost -Azië

China's National Development and Reform Commission (NDRC) heeft opgeroepen tot meerdere 100 MWvanadium redox flow -batterij (VRFB)Installaties tegen het einde van 2020 (evenals een 10 mW/100 MWH superkritisch gecomprimeerd luchtenergieopslagsysteem, een 10 mW/1000 mJ grade vliegwiel energieopslag array -eenheid, 100 mW lithium - ionenbatterijen energieopslagsystemen en een opslagsystemen van de ionen en een nieuw type groot - capaciteit van de capaciteit van de molten zoutopslag).

Rongke Power installeert een 200 MW/800 MWh VRFB in Dalian, China, en beweert dat het de grootste ter wereld is. Het is om aan de piekvraag te voldoen, beperking te verminderen van nabijgelegen windparken, het roosterstabiliteit te verbeteren en een zwarte startcapaciteit te bieden vanaf het midden - 2019. Rongke plant 2 GW/jr fabrieksuitgang in de jaren 2020. Pu Neng in Beijing plant grootschalige productie van VRFBS en kreeg in november 2017 een contract om een ​​400 MWH-eenheid te bouwen. Sumitomo leverde een 15MW/60 MWH VRFB voor Hepco in Japan, in opdracht van in gebruik van 2015.

De VRB -energie van China ontwikkelt verschillende flowcelbatterijprojecten: Qinghai Province, 2 MW/10 MWh voor windintegratie; Provincie Hubei, 10 mW/50 MWh PV -integratie groeien tot 100 MW/500 MWh; Lianlong Province, 200 MW/800 MWh Renewables integratie; Jiangsu 200 MW/1000 MWh offshore windintegratie.

Hokkaido Electric Power heeft Sumitomo Electric Industries opgelopen om een ​​raster te leveren - Schaalstroombatterijenergiesysteem voor een windpark in Noord -Japan. Dit wordt een 17 mW/51 MWh Vanadium Redox Flow Battery (VRFB) die in staat is om drie uur opslag te kunnen, online in 2022 in Abira, met de ontwerpleven van 20 jaar. Hokkaido heeft al een 15 mW/60 MWh VRFB ook gebouwd door Sumitomo Electric, in 2015.

Australië

In Zuid -Australië is de Hornsdale Power Reserve een Tesla 150 MW/194 MWh Lithium - ionensysteem naast Neoen's 309 Mwe Hornsdale Wind Farm in de buurt van Jamestown. Ongeveer 70 MW van de capaciteit wordt gecontracteerd aan de deelstaatregering om roosterstabiliteit en systeembeveiliging te bieden, inclusief frequentiebeheersing bij angstaanjagende diensten (FCA's). Vollere details in deBatterijenergieopslagsystemenSectie hierboven.

In Victoria bouwt Neoen de 300 MW/450 MWH Victoriaanse grote batterij in de buurt van Geelong. Neoen heeft een contract van 250 MW Grid Services met de Australian Energy Market Operator (AEMO) om te helpen bij het rasterstabiliteit en "meer hernieuwbare energie ontgrendelen" met FCA's. Tesla is gecontracteerd om het systeem te leveren en te exploiteren, bestaande uit 210 Tesla Megapacks, online verwacht tegen 2022. Tijdens de eerste tests eind juli 2021 vonden een van de Tesla Megapacks in brand.

Neoen heeft een batterij van 20 MW/34 MWh gebouwd die een windpark van 196 MWE aanvult in Stawell in Victoria, voor de Bulgana Green Power Hub.

In Victoria is een batterij van 30 mW/30 MWh geleverd door Fluence in de buurt van Ballarat, en in Gannawarra in de buurt van Kerang sinds 2018 is een Tesla Powerpack -batterij van 25 mW/50 MWh geïntegreerd met een zonneboerderij van 50 MWE.

In Zuid -Australië wordt een 330 MWE Solar PV -fabriek voorgesteld door de Lyon Group, de Riverland Solar Storage Scheme bij Morgan, om te worden ondersteund door een batterij van 100 MW/400 MWh, met kostenraming op respectievelijk $ 700 miljoen en $ 300 miljoen. In de buurt van de Olympische dammijn in het noorden van de staat wordt het 120 MW zonne -PV plus 100 MW/200 MWh Battery Kingfisher -project voorgesteld door de Lyon Group, waarmee waarschijnlijk respectievelijk $ 250 miljoen en $ 150 miljoen zijn.

AGL heeft Wärtsilä gecontracteerd om een ​​250 MW/250 MWH lithium -ijzerfosfaat (LFP) batterij bij Torrens Island Gas te leveren - Fired Power Plant in de buurt van Adelaide voor gebruik vanaf 2023. Het kan worden uitgebreid tot 1000 mWh.

De 100 MW/100 MWH Playford Big Battery is gepland in Zuid -Australië in combinatie met het Cultana 280 MWE Solar PV -project om Arrium's Whyalla Steelworks te bedienen.

Het eerste hulpprogramma van Australië - Schaalstroombatterij moet worden gebouwd op NeuroDloodla, 430 km ten noorden van Adelaide. Het zal worden geleverd door Invinity en hebben 2 MW/8 MWh capaciteit om avondpieksupplement en aanvullende diensten te bieden, in rekening gebracht door een 6 MW zonne -array. Individuele VRFB -modules zijn 40 kW.

In Queensland in Wandoan South wordt een batterij van 100 MW/150 MWh geïnstalleerd voor Vena Energy.

In Queensland, nabij Lakeland, ten zuiden van Cooktown, moet een 10,4 MW zonne -PV -fabriek worden aangevuld met 1,4 mW/5,3 mWh lithium - ionbatterij als rand van rooster set - omhoog, met de eilandmodus tijdens de avondpiek. Het zal de Conergy Hybrid Energy Storage Solution -fabriek gebruiken en is online in 2017. Het A $ 42,5 miljoen project zal de behoefte aan raster -upgrade verminderen. BHP Billiton is betrokken bij het project als mogelijk prototype voor externe mijnsites. Andere dergelijke systemen bevinden zich op Degrussa en Weipa -mijnen.

In Noordwest -Australië is een batterij van 35 MW/11,4 MWh Kokam Lithium - ionen sinds september 2017 op een privé -rasterbedieningsmijnen, naast een 178 MWE Gas - ontslagen fabriek met langzame respons. Het heeft geholpen met frequentiecontrole en het stabiliseren van het kleine rooster. Met de voorgestelde toevoeging van 60 MWe van zonne -capaciteit wordt een tweede batterij overwogen.

Bij Tom Price in de Pilbara functioneert een batterij van 45 MW/12 MWh als een virtuele synchrone machine, ter vervanging van de spinreserve in gasturbines. Er wordt ook een batterij van 50 mW/75 MWh Hitachi geïnstalleerd. Een batterij van 35 MW/12 MWh werkt al in de buurt op Mount Newman.

Andere landen

In Rwanda wordt 2,68 mWh batterijopslag uit de Duitse Tesvolt gecontracteerd om terug te leveren - Up vermogen voor agrarische irrigatie, UIT - rooster, met behulp van Samsung lithium - ionen in 4,8 kWh modules. Tesvolt claimt 6000 volledige ladingscycli met 100% ontladingsdiepte gedurende 30 jaar van dienstverlening.

Andere batterijtechnologieën (dan lithium - ion)

NB vanadiumstroombatterijen en natrium - zwavelbatterijen worden beschreven in het gedeelte Battery Energy Storage Systems hierboven.

Redflow heeft een reeks zinkbromidestroombatterijmodules (ZBM) die kunnen worden geïnstalleerd in verband met intermitterende levering en in staat zijn tot dagelijkse diepe ontlading en lading. Ze zijn duurzamer dan lithium - iontype en verwachte energiedoorvoer voor kleinere ZBM -eenheden varieert tot 44 MWh. Grote {- schaalbatterij (LSB) -eenheden omvatten 60 ZBM-3-batterijen die piek 300 kW, continu 240 kW, op 400-800 volt en levering 660 kWh leveren.

EOS -energieopslag in de VS gebruikt zijn Znythwaterige zinkbatterijmet een zinkhybride kathode en geoptimaliseerd voor ondersteuning van nutsnet, die 4 tot 6 uur continue ontlading oplevert. Het bestaat uit 4 kWh -eenheden die 250 kW/1 MWh subsystemen en een volledig systeem van 1 mW/4 MWh uitmaken. In september 2019 kondigden EOS en Holtec International de vorming aan van HI - vermogen, een joint venture om water te produceren waterige zinkbatterijen voor industrieel - Schaalopslag op schaal, inclusief de opslag van overtollige stroom van SMR-160 SMR-160 kleine modulaire reactoren, om stroom te leveren tijdens de piekvraag.

Duke Energy test eenHybride ultracapacitor - batterijopslagSysteem (Hess) in North Carolina, dicht bij een 1,2 MW zonne -installatie. De 100 kW/300 kWh -batterij maakt gebruik van waterige hybride ionchemie met zoutwater elektrolyt en synthetische katoenscheider. De snelle - respons Ultracapacitors gladstrijken de laadschommelingen glad.

Lagere - kostenLead - zure batterijenzijn ook in wijdverbreid gebruik op kleine nutsschaal, met banken tot 1 MW worden gebruikt om de stroomopwekking van windpark te stabiliseren. Deze zijn veel goedkoper dan lithium - ion, sommige zijn in staat tot 4000 diepe ontladingscycli, en ze kunnen volledig worden gerecycled aan het einde van het leven. De ecoult ultrabattery combineert een klep - gereguleerde lead - acid (vrla) batterij met een ultracapacitor in een enkele cel, met hoge - tarief gedeeltelijk - status- van-}}} lading met longevity en efficiëntie. Een Ultrabattery -systeem van 250 kW/1000 kWh met 1280 ECOULT -batterijen werd in september 2011 in gebruik genomen op het PNM Prosperity Energy Storage Project in Albuquerque, New Mexico, door S&C Electric in verband met een 500 kW zonnevoltaisch systeem, voornamelijk voor spanningsregulering. De grootste voorsprong van Australië - Acid Battery Storage System is 3 MW/1,5 MWh op King Island.

Stanford University ontwikkelt eenaluminium - ionbatterij, claimen lage kosten, lage ontvlambaarheid en hoge - opslagcapaciteit over 7500 cycli. Het heeft een aluminiumanode en grafietkathode, met zoutelektrolyt, maar produceert alleen lage spanning.

Huishouden - schaal bess

In mei 2015 kondigde Tesla een huishoudelijke batterijopslageenheid van 7 of 10 kWh aan voor het opslaan van elektriciteit bij hernieuwbare energiebronnen, met behulp van lithium - ionbatterijen vergelijkbaar met die in Tesla -auto's. Het levert 2 kW en werkt op 350 - 450 volt. Het Powerwall -systeem zou worden verkocht aan installateurs voor $ 3000 voor een 7 kWh -eenheid of $ 3500 voor 10 kWh, hoewel de laatste optie onmiddellijk werd stopgezet en de voormalige opslag van 6,4 kWh en 3,3 kW stroom. Hoewel dit duidelijk binnenlandse schaal is, zal het, als het op grote schaal wordt opgenomen, rasterimplicaties hebben. Tesla claimt 15 c/kWh om de opslag te gebruiken, plus de kosten van die hernieuwbare energie aanvankelijk, met 10-jarige, 3650-cyclus garantie die daalt tot afnemende output tot 3,8 kWh bij jaar vijf, 18.000 kWh totaal.

In het Verenigd Koninkrijk levert Powervault diverse batterijen voor huishoudelijk gebruik, voornamelijk met zonne -PV, maar ook met het oog op besparingen met slimme meters. De 4 kWh -voorsprong - Acid Battery is het meest populaire product voor £ 2900 geïnstalleerd, hoewel de werkelijke batterijen om de vijf jaar moeten worden vervangen. Een 4 kWh lithium - ionenheid kost £ 3900 geïnstalleerd, en andere producten variëren van 2 tot 6 kWh, tot £ 5000 geïnstalleerd.

In april 2017 bood LG Chem een ​​reeks batterijen in Noord -Amerika, zowel lage - als hoge - spanning. Het heeft 48-volt batterijen met 3,3, 6,5 en 9,8 kWh en 400-volt batterijen met 7,0 en 9,8 kWh.

Binnenlandse {- Niveau lithium - ionbess kan worden onderworpen aan brandbeperkingen die de eenheden niet toestaan ​​die aan de wanden van een woning worden bevestigd.

Persluchtenergieopslag

Energieopslag met gecomprimeerde lucht (CAES) in geologische grotten of oude mijnen wordt getest als een relatief grote - schaalopslagtechnologie, met behulp van gas - vuur- of elektrische compressoren, de adiabatische warmte die wordt gedumpt (dit is het diabatische systeem). Wanneer vrijgegeven (met voorverwarmen om adiabatische koeling te compenseren), wordt een gasturbine aangedreven met extra brandstofverbranding, waarbij de uitlaat wordt gebruikt voor het voorverwarmen. Als de adiabatische warmte van compressie wordt opgeslagen en later gebruikt voor voorverwarming, is het systeem adiabatische caes (a - caes).

CAES -installaties kunnen maximaal 300 MW zijn, met een totale efficiëntie van ongeveer 70%. CAES-capaciteit kan de productie zelfs uit een windpark of 5-10 MW aan zonne-PV-capaciteit verwerken en het gedeeltelijk verzendbaar maken. Twee diabatische CAES -systemen zijn in werking, in Alabama (110 MW, 2860 MWh) en Duitsland (290 MW, 580 MWh), en anderen die elders in de VS worden getest of ontwikkeld.

Batterijen hebben een betere efficiëntie dan CAES (output als aandeel input elektriciteit) maar ze kosten meer per eenheid capaciteit en CAES -systemen kunnen veel groter zijn.

Duke Energy en drie andere bedrijven ontwikkelen een 1200 MW, $ 1,5 miljard project in Utah, bijbehorende aan een windpark van 2100 MW en andere hernieuwbare bronnen. Dit is het intermountain -energieopslagproject, met behulp van zout grotten. Het richt zich op 48 uur durende duur voor ontlading om tussenkleppen tussen de tussenmalen te overbruggen, vandaar blijkbaar meer dan 50 GWh. De site kan ook overtollige zonne -energie opslaan die wordt verzonden vanuit Zuid -Californië. Het moet worden gebouwd in vier fasen van 300 MW.

Ga -elektrische energieopslag plant een Project van 550 GWh/jr in Larne, Noord -Ierland.

In de VS wordt het Gill Ranch CAES -project aangepast als een gecomprimeerde Gas Energy Storage (CGES) -fabriek, met aardgas in plaats van lucht die onder druk wordt bewaard. Het gas wordt opgeslagen op ongeveer 2500 psi en 38 graden. Uitbreiding naar pijpleidingsdruk van 900 psi vereist voorverwarming om vloeibaar water en hydraatvorming te voorkomen.

Toronto Hydro met Hydrostor heeft een pilootproject met perslucht in Bladders 55m onder water in Lake Ontario om 0,66 MW gedurende een uur op te leveren.

Cryogene opslag

De technologie werkt door lucht te koelen tot - 196 graden, op welk punt het in vloeistof wordt voor opslag in geïsoleerde lage - druktanks. Blootstelling aan omgevingstemperaturen veroorzaakt snelle re - vergassing en 700-voudige expansie in volume, gebruikt om een ​​turbine aan te drijven en elektriciteit te creëren zonder verbranding. Highview Power in het Verenigd Koninkrijk plant een commerciële schaal van 50 MW/250 MWH 'Liquid Air'-faciliteit op een niet-gebruikte energiecentrale, gebaseerd op een pilootfabriek in Slough en een demonstratieplant in de buurt van Manchester. Energie kan weken worden bewaard (in plaats van uren zoals voor batterijen) tegen een geprojecteerde live-kosten van £ 110/mwh ($ 142/MWh) voor een 10-uur, 200 mW/2 GWH-systeem.

Thermische opslag

Zoals beschreven in de zonne -thermische subsectie van het WNA -hernieuwbare energiepapier, gebruiken sommige CSP -plantengesmolten zoutom 's nachts energie op te slaan. Spanje's 20 mwe Gemasolar beweert 's werelds eerste nabije basis te zijn - Load CSP -fabriek, met 63% capaciteitsfactor. De 200 MWE Andasol -fabriek van Spanje maakt ook gebruik van gesmolten opslag van zout warmte, net als de 280 MWe Solana van Californië.

Eén gesmolten zoutreactor (MSR) ontwikkelaar, Moltex, heeft een gesmolten zoutwarmteopslagconcept (gridreserve) naar voren gebracht om intermitterende hernieuwbare energiebronnen aan te vullen. Moltex suggereert een stabiele zoutreactor van 1000 MWE die continu loopt en warmte afleidt op ongeveer 600 graden in perioden van lage vraag naar nitraatzoutopslag (zoals gebruikt in CSP -planten op zonne -energie). Tijdens perioden van hoge vraag kan het vermogen kunnen worden verdubbeld tot 2000 MWE met behulp van de opgeslagen warmte gedurende maximaal acht uur. Er wordt beweerd dat de warmtewinkel slechts £ 3/MWh toevoegt aan de niveau van elektriciteit.

Een andere vorm van warmteopslag wordt ontwikkeld in Zuid -Australië, waar het 1414 -bedrijf (14D) gebruiktgesmolten silicium. Het proces kan 500 kWh opslaan in een 70 cm kubus gesmolten silicium, ongeveer 36 keer zoveel als Tesla's Powerwall in vrijwel dezelfde ruimte. Het lozert door een hitte - uitwisselingsapparaat zoals een Stirling -motor of een turbine en recycleert de warmte. Een eenheid van 10 MWh zou ongeveer $ 700.000 kosten. (1414 graden is het smeltpunt van silicium.) Een demonstratietess moet bij Aurora Solar Energy Project in de buurt van Port Augusta, Zuid -Australië zijn.

Ook in Australië, een gemengd materiaal genaamdMisicibility Gap Alloy (MGA)Slaat energie op in de vorm van warmte. MGA bestaat uit kleine blokken gemengde metalen, die energie ontvangen die wordt gegenereerd door hernieuwbare energiebronnen zoals zonne- en wind die overtollig is om de roostervraag te hebben en op te slaan voor een week. Een kostprijs van $ 35/kWh wordt geciteerd, veel minder dan lithium - ionbatterijen, maar het heeft een langzamere responstijd dan batterijen - 15 minuten. De warmte wordt vrijgegeven om stoom te genereren, mogelijk in hergebruikte steenkool - vuurplanten. Het bedrijf MGA Thermal werd afgesplitst van de Universiteit van Newcastle en het gebruik van een federale subsidie ​​is het bouwen van een pilootfabriek. Er worden verschillende systemen ontwikkeld voor temperaturen van 200 graden tot 1400 graden.

Een andere vorm van energieopslag is ijs.IJsergieHeeft contracten uit Zuid -Californië Edison om 25,6 MW thermische energieopslag te bieden met behulp van zijn ijsberensysteem, bevestigd aan grote airconditioningseenheden. Dit maakt ijs 's nachts wanneer de stroomvraag laag is en gebruikt het vervolgens om overdag koeling te bieden in plaats van de airconditioningcompressoren, waardoor de piekvraag wordt verminderd.

Waterstofopslag

In Duitsland heeft Siemens een 6 MW waterstofopslagplant in gebruik genomen met behulp vanProton Exchange Membrane (PEM)Technologie om overtollige windenergie om te zetten in waterstof, voor gebruik in brandstofcellen of toegevoegd aan de aardgasvoorziening. De fabriek in Mainz is de grootste PEM -installatie in de wereld. In Ontario werkte hydrogenics samen met het Duitse hulpprogramma E.ON om een ​​2 MW PEM -faciliteit te creëren die in augustus 2014 online kwam, waardoor water door elektrolyse in waterstof werd veranderd.

De efficiëntie van elektrolyse voor brandstofcellen naar elektriciteit is ongeveer 50%.

San Diego Gas & Electric werkt samen met Israëlische gencell om 30 gencell G5RX terug te installeren - brandstofcellen op zijn onderstations. Dit zijn waterstof - gebaseerde alkalische brandstofcellen met 5 kW output. Ze zijn gemaakt in Israël en daar gebruikt door Israel Electric Corporation.

Kinetische opslag

VliegwielenBewaar kinetische energie en zijn in staat tot tienduizenden oplaadcycli.

De ISO van Ontario heeft een contract gesloten voor een 2 MW vliegwielopslagsysteem van NRSTOR Inc. Hawaiian Electric Co installeert een 80 kW/320 kWh vliegwielsysteem van Amber Kinetics voor zijn OAHU -raster, dit is een module die mogelijk een meerdere is. Normaal gesproken worden vliegwielen, die kinetische energie opslaat die klaar is om weer elektriciteit om te keren, gebruikt voor frequentiecontrole in plaats van energieopslag, ze leveren energie over een relatief korte periode en kunnen elk tot 150 kWh leveren. Amber Kinetics claimt vier - uur ontladingscapaciteit.

De storntische fabrikanten van Duitsland durastor -eenheden die capaciteiten hebben van de tientallen kilowatt tot ongeveer een megawatt. Toepassingen variëren van regeneratief remmen voor treinen tot aanvullende diensten voor windpark.

Het belangrijkste gebruik van flywheels is in Diesel Rotary Uninterrupted Power Supply (Drups) Set - UPS, met 7 {- 11 Second Ride - door synchrone functie tijdens het opstarten van een geïntegreerde dieselgenerator na het aanbieden van het aantal mains. Dit geeft tijd -e.g.30 seconden - voor normale diesel terug - om te starten.