Magazyny energii na pomoc sieci

Magazyny energii na pomoc sieci

W zachodniej części Niemiec ruszył największy na świecie zespół magazynów energii elektrycznej. Jego głównym zadaniem będzie stabilizacja częstotliwości prądu w sieci – parametru niezwykle istotnego dla poprawnego funkcjonowania systemu elektroenergetycznego. A w warunkach rosnącej penetracji OZE coraz trudniejszego do utrzymania.

System energetyczny rządzi się skomplikowanymi zależnościami, ale generalne zasady są dość proste. Zwiększający się pobór energii skutkuje spadkiem częstotliwości, nadprodukcja powoduje jej wzrost. Zbyt duża zmiana częstotliwości to prosta droga do blackoutu. Zatem stronę popytu i podaży trzeba bilansować i to w czasie jak najbardziej zbliżonym do rzeczywistego.

{norelated}W klasycznym ujęciu na zmiany popytu reagują zarządzane przez operatora systemu przesyłowego bloki energetyczne. Problem narasta jednak z rosnącą obecnością w systemie OZE, takich jak wiatr i słońce, których produkcja najczęściej rozjeżdża się w czasie z popytem. Można temu zaradzać poprzez utrzymywanie w elektrowniach rezerwy mocy, ale akurat Niemcy mają tak ambitne plany wobec OZE, że znaczenie rezerwy chcą minimalizować. Stąd konieczność zarządzania popytem i magazynowania energii.

System magazynów, który zbudowano w Nadrenii-Westfalii i Kraju Saary składa się z sześciu zespołów baterii litowo-jonowych, wyprodukowanych przez koreański koncern LG. Każdy ma maksymalną moc 15 MW. W sumie jest to więc 90 MW przy pojemności rzędu 120 MWh. Jeżeli w sieci pojawia się nadmiar energii, bo np. silniej zawiało, operator uruchamia ładowanie baterii, co od razu obniża częstotliwość do prawidłowej. W sytuacji odwrotnej magazyny oddają energię, podtrzymując częstotliwość w sieci. Zaletą jest czas reakcji na polecenia, liczony w sekundach. Wadą z pewnością jest cena - 100 mln euro za ograniczone pojemnością zdolności reakcji. Z drugiej strony utrzymywanie w elektrowniach rezerw z czasem reakcji liczonym w sekundach jest dość drogie, więc w tym miejscu koszty spadną.

Niemiecki projekt idzie o krok dalej, niż uruchomiony we wrześniu największy magazyn energii w Wielkiej Brytanii, oparty o komercyjną technologię Tesli. System o pojemności 0,5 MWh ma za zadanie jedynie stabilizować produkcję miejscowej elektrowni fotowoltaicznej.

Magazynowanie energii to jedno z największych wyzwań współczesnej energetyki (zobacz: Brakujące ogniwo energetyki). A technologia, która wysuwa się na prowadzenie to baterie litowo-jonowe. Znane chociażby z przenośnej elektroniki oraz z coraz bardziej rozpychających się na rynkach samochodów elektrycznych. Badania nad różnymi, głównie elektrochemicznymi zasobnikami energii są bardzo intensywne, ale w przewidywalnej przyszłości to właśnie ogniwa litowe wezmą na siebie ciężar transformacji energetyki. A w związku z tym sam lit staje się coraz ważniejszym materiałem w światowej gospodarce. 

Pierwiastek ten jest dość rozpowszechniony. W skorupie ziemskiej jest go nawet więcej niż ołowiu, ale problemem jest rozproszenie. Dziś głównym jego źródłem jest „litowy trójkąt” - Chile, Argentyna i Boliwia, który przyciąga coraz to nowe inwestycje firm wydobywczych. W ocenie amerykańskiego Departamentu Energii, który od kilku lat „pilnuje” potencjalnie krytycznych dla „czystej” energetyki surowców, lit nie znajduje się w strefie podwyższonego ryzyka ograniczenia dostaw. Jednak rynek robi swoje. Cena litu w Chinach, które są największym producentem baterii potroiła się w ciągu ostatniego roku. Przewiduje się, że produkcja litu do 2020 r. wzrośnie dwukrotnie. Nie bez znaczenia będzie też „drugie życie” litowych baterii w pojazdach. Kiedy zużyją się do tego stopnia, że nie będą już przydatne w zastosowania mobilnych, bez problemu będą mogły służyć za stacjonarne magazyny.

Zobacz także...

Komentarze

0 odpowiedzi na “Magazyny energii na pomoc sieci”

    • Witam Wszystkich,

      @TTTT, 60 sek. od 0% do 100% obciążenia. Opis wykresu mocowego elektrowni szczytowo-pompowej (ESP) jeśli go trochę uprościć:
      0-1 sek. to przyrost od 0% do 5%,
      2-9 sek. przyrost liniowy od 5% do 95%
      9-10 sek. przyrost do od 95% do 100%.

      Wbrew pozorom ciężko znaleźć nowe lokalizacje pod ESP, ich budowa jest bardzo droga i długa, ciężko podać szacunki, bo te obiekty bardzo się od siebie różnią. Porównałbym je do kosztów budowy elektrowni wodnej na rzece, na której nie ma stopnia wodnego, to mamy koszty ok. 14 mld PLN/GW mocy zainstalowanej. Do tego dochodzi sprawność 70%, a różnica cen w Polsce między nocą a dniem to ok. 100 PLN/MWh. Zatem elektrownia generuje przychód ok. 70 PLN/MWh. Przy takim przychodzie bez dofinansowania budowy powyżej 50%, nie ma co nawet obliczać LCOE. Baterie Li-Ion kosztują dziś 5 mld. PLN/GW mocy zainstalowanej i można je budować prawie wszędzie i w każdej skali. Parametry rozruchowe mają podobne, a sprawność na poziomie na poziomie 90%. Wskaźnik mocy do energii zmagazynowanej też wiąże się w obu przypadkach z kosztem początkowym inwestycji. Z przewagą dla baterii, ponieważ im większy zbiornik górny ESP tym mniej dostępnych lokalizacji w Polsce. Zatem gdzie jest sens budowy ESP ? Przed 20 laty ok, nie było alternatywy ale dziś ?

      Pozdrawiam
      Energetyk PM

      • Jeśli elektrownia szczytowo-pompowa jest na rzece, to duża część energii jest z przepływu, czyli za darmo. Są też ciekawe testy elektrowni podmorskich, bez zbiornika górnego. W przypadku elektrowni na baterie, problemem jest koszt ich pojemności – większe pojemności mogą być znacznie bardziej kosztowne. Ograniczona jest też liczba cykli. Oba rodzaje magazynów energii elektrycznej są bardzo, bardzo drogie. Jest za to kilka efektywniejszych opcji:
        1. DSR
        2. Fotowoltaika spłaszczająca letnie szczyty
        3. Magazyny ciepła w elektrociepłowniach
        4. Produkcja wodoru do napędu samochodów w dolinach zapotrzebowania

  1. Mamy dużo przewymiarowanych elektrociepłowni które pracują w nieoptymalnym punkcie pracy. Problem narasta ze względu na ocieplanie budynków i efektywności energetyczną. Dużo taniej niż magazyn energii elektrycznej jest zbudować magazyn ciepła i optymalizować pracę elektrociepłowni pod potrzeby rynku energii .

  2. Proszę Pana, nie stabilizacja prądu w sieci tylko napięcia…. tak to jest jak za energetykę biorą się fachowcy :/!

  3. 120 MWh pojemności przy 90MW – wystarczy na maksymalnie 1 godzinę 20 min, przy założeniu, że 100% pojemności da się wykorzystać.
    Trochę mało jak na potrzeby systemu, o rezerwowaniu wiatraków czy fotowoltaiki nie wspomnę (a kosztuje więcej niż turbina wiatrowa)

  4. Instalowanie kotłów elektrodowych dużych mocy z akumulatorem ciepła w elektrociepłowniach
    jest rozwiązaniem najtańszym .Rozwiązanie to stabilizuje sieć wewnątrz zakładu jak i na zewnątrz a produktem ubocznym jest dostarczenie do sieci miejskiej gorącej wody wyprodukowanej ze sprawnością 99,9 % bez angażowania paliw kopalnych .
    Wysokonapięciowy Kocioł o wymiarach ø3×6 m o mocy 50 MW wyprodukuje nam ponad 700 m3 gorącej wody /h .Urządzenie jest bezawaryjne (brak elementów ruchomych) , sprawność zamiany en. el. na ciepło to 99,9 % .

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Patronat honorowy

Nasi partnerzy

PGEPG SilesiaPSE

Zamów Obserwator Legislacji Energetycznej

Tutaj możesz to wprowadzić