Akumulatorske naprave, uporaba baterij za shranjevanje električne energije
Eden najučinkovitejših in obetavnih načinov shranjevanja električne energije glede na njeno gostoto shranjevanja je uporaba hranilnikov na osnovi baterij, ki omogočajo shranjevanje energije v kemični obliki.
Baterijske elektrarne so še posebej uporabne, ko je treba zagotoviti pomožno kratkotrajno konično moč in s tem preprečiti zasilne izpade električne energije porabnikom.
Tako imajo baterijske elektrarne po principu delovanja veliko skupnih lastnosti s klasičnimi trajnimi viri energije, razlikujejo pa se po večji velikosti konstrukcije. Za shranjevanje baterij postaje je namenjena posebna soba, podobna velikemu skladišču ali več kontejnerjem.
Tako kot pri tehnologiji brezprekinitvenega napajanja je tudi tukaj značilna lastnost, ki je v tem, da se elektrokemična energija, shranjena v baterijah, lahko uporablja izključno v obliki enosmernega toka.
Ker pa konvencionalna omrežja za pridobivanje potrebujejo izmenični tok, je treba izvesti dodatno transformacijo energije, shranjene v baterijah. Zato je veliko bolj primeren visokonapetostni tok za prenos energije na daljavo, se pridobivajo z uporabo močnih tiristorskih pretvornikov, ki so nujno del elektrarn.
Vrsta baterije, ki se uporablja v določeni namestitvi, je določena z njeno ceno, zahtevami glede zmogljivosti (shranjena energija, razpoložljiva moč) in pričakovano življenjsko dobo. V osemdesetih letih prejšnjega stoletja je bilo v akumulacijskih elektrarnah mogoče najti le svinčeve baterije. V devetdesetih in začetku leta 2000 so se pojavile nikelj-kadmijeve in natrijevo-žveplove baterije.
Danes se zaradi padanja cen litij-ionskih baterij (zaradi hitrega razvoja avtomobilske industrije) uporabljajo predvsem litij-ionske. Ponekod so se že pojavili pretočni baterijski sistemi. Vendar je raztopine svinčeve kisline še vedno mogoče najti v nekaterih nizkocenovnih zgradbah.
Prednost baterijskih elektrarn v primerjavi s črpalnimi je očitna. Ni stalno premikajočih se delov, praktično ni virov hrupa. Za zagon baterijske elektrarne je dovolj nekaj deset milisekund, nato pa lahko takoj deluje na polno.
Ta prednost omogoča baterijskim napravam, da zlahka prenesejo maksimalne obremenitve, ki jih oprema niti ne zazna kot nekaj kritičnega, zato lahko takšna postaja deluje maksimalno ure in ure.
Ni treba posebej poudarjati, da se akumulatorske postaje zlahka spopadejo z nalogo dušenja napetostnih nihanj, ki jih povzročajo konične obremenitve omrežja. Zahvaljujoč njim so lahko mesta in cele regije zaščitene pred izpadi električne energije, ki jih povzročajo prometni zastoji.
Enako velja za delovanje baterijskih elektrarn v povezavi z obnovljivimi avtonomnimi viri energije, danes je to cela industrija.
Obnovljiva energija [proizvodnja obnovljive energije (obnovljiva energija)] — Področje ekonomije, znanosti in tehnologije, ki zajema proizvodnjo, prenos, transformacijo, akumulacijo in porabo električne, toplotne in mehanske energije, pridobljene z uporabo obnovljivih virov energije.
imam baterije različnih tipov obstajajo prednosti in slabosti. Nekateri (natrij-žveplo) dobro delujejo v stalnem načinu, na primer v kombinaciji z avtonomnimi viri energije, vendar so nagnjeni k koroziji in staranju, tudi če se ne uporabljajo. Drugi trpijo zaradi obrabe preprosto zaradi velikega števila hitrih ciklov polnjenja in praznjenja.
Nekatere baterije zahtevajo redno vzdrževanje (svinčeve baterije je treba polniti z vodo), odvajanje plina, da se prepreči eksplozija itd.
Sodobnejše zaprte litij-ionske baterije lahko delujejo dolgo časa brez vzdrževanja, njihovo stanje spremlja elektronika in po potrebi signalizira potrebo po zamenjavi celice.
Sodoben primer je ena največjih elektrarn na svetu — Hornsdale Power Reserve, ki deluje skupaj z vetrno elektrarno Hornsdale. Tesla ga je zgradil konec leta 2017.
V začetku leta 2018, medtem ko je Južna Avstralija utrpela gospodarske izgube, je postaja svojim lastnikom prinesla skoraj milijon dolarjev za dobavo električne energije v omrežje po 14.000 avstralskih dolarjev na megavatno uro. Obrat lahko neprekinjeno zagotavlja 30 MW 3 ure in 70 MW 10 minut.
100 MW je skupna projektirana moč elektrarne. Celotno kapaciteto baterije postaje, 129 MWh, sestavlja več milijonov litij-ionskih celic Samsung 21700 (3000-5000 mAh).
Sistem zanesljivo vzdržuje omrežje porabnikov električne energije v stabilnem stanju tudi v primerih, ko je hitrost vetra izjemno nizka. Leta 2020 je bila moč elektrarne povečana na 194 MWh, projektirana pa je 150 MW.
Primer stare tehnologije je baterijska elektrarna v Chinu v Kaliforniji od leta 1988 do 1997. Tovarna je vključevala 8.256 svinčenih baterij, ki so bile nameščene v dveh halah.
Struktura služi kot statični deformacijski spoj reaktivna moč in zaščita potrošnikov pred izpadi električne energije med izpadi električne energije. Njegova največja moč je bila 14 MW s skupno kapaciteto baterije 40 MWh.
Poglej tudi:
Najpogostejši tipi industrijskih hranilnikov energije
Kako delujejo naprave za shranjevanje kinetične energije in kako delujejo v energetski industriji?