Magazyny energii
Budownictwo Technologia

Magazyny energii

Magazyny energii: we współczesnym świecie istnieje wyraźna tendencja do stopniowego wycofywania się z produkcji węglowej bez instalacji do wychwytywania i składowania CO2. Według prognoz do 2030 roku 2/3 istniejących mocy wytwórczych zostanie wycofanych z eksploatacji. Zamiast tego nastąpi przechodzenie na odnawialne źródła energii. Włączenie odnawialnych źródeł energii do systemu energetycznego prowadzi do redukcji emisji, ale rodzi pytanie o zwiększenie elastyczności systemu energetycznego.

Zapotrzebowania na magazyny energii

W szybkim tempie rośnie zapotrzebowanie na energię elektryczną, m.in. dzięki rozwojowi technologii inteligentnego domu. W najbliższych latach do Internetu będą podłączone miliony dodatkowych urządzeń. Na przykład analitycy twierdzą, że w ubiegłym roku na całym świecie sprzedawano bardzo dużo urządzeń inteligentnego domu, takich jak czujniki dymu, alarmy, systemy nadzoru wideo. W ciągu najbliższych lat tempo jeszcze wzrośnie. Wszystko to musi mieć wpływ na różne aspekty funkcjonowania energetyki, a przede wszystkim na wielkość jej zużycia i metody magazynowania energii.

W związku z tymi wszystkimi zmianami w wielu państwach konieczność budowy elektrowni szczytowo-pompowych została już ustalona w planach rozwoju odnawialnych źródeł energii, m.in. w Indonezji i Hiszpanii. W stanie Kalifornia polityka magazynowania energii została zdefiniowana przez stanową legislaturę w 2010 roku i wymaga, aby przedsiębiorstwa użyteczności publicznej i inne firmy energetyczne zaplanowały zakup magazynów energii.

Główny wzrost wolumenu magazynowania energii, zdaniem ekspertów, w najbliższych latach zostanie osiągnięty poprzez integrację odnawialnych źródeł energii z wykorzystaniem akumulatorów litowo-jonowych. Chociaż elektrownie szczytowo-pompowe, największe dostępne systemy magazynowania energii, prawdopodobnie utrzymają swoją wiodącą pozycję wśród ogólnosystemowych systemów magazynowania energii przez jakiś czas.

Różne technologie akumulacji nadwyżki energii elektrycznej – magazyny energii

Jedno rozwiązanie problemu istnieje od ponad stu lat i jest wykorzystywane do wyrównywania dobowych wahań zapotrzebowania na energię elektryczną. Są to elektrownie szczytowo-pompowe. Nadmiar energii elektrycznej wykorzystują do pompowania wody z dolnego zbiornika do górnego, a następnie ponownie ją uwalniają, wprawiając generatory w ruch jak w konwencjonalnej elektrowni wodnej.

Magazyny energiiJednak budowa elektrowni szczytowo-pompowej wymaga terenu górzystego lub co najmniej pagórkowatego, więc nie wszędzie ta technologia ma zastosowanie. Szczególnie wiele elektrowni szczytowo-pompowych znajduje się w norweskich fiordach. Dlatego od 2016 roku między Norwegią a Niemcami ułożono gigantyczny kabel podmorski NordLink, którym niemieckie farmy wiatrowe na Morzu Północnym będą przesyłać część wytwarzanej energii elektrycznej do norweskich partnerów do czasowego magazynowania.

Inną opcją magazynowania energii elektrycznej może być technologia Power to Gas (polegająca na przekształceniu energii elektrycznej w gazy odnawialne) która zaczęła być rozwijana w Niemczech w latach 2008-2009 i obecnie jest z powodzeniem testowana w różnych częściach kraju w kilkunastu zakładach pilotażowych. Tutaj za pomocą nadmiaru zielonej elektryczności przeprowadzana jest klasyczna elektroliza, pozyskująca ze zwykłej wody wodór, który jest następnie wykorzystywany jako paliwo lub zamieniany na metan. Ten syntetyczny gaz może być pompowany do magazynów gazu, podobnie jak konwencjonalny gaz ziemny, a następnie wykorzystywany do wytwarzania energii elektrycznej lub ciepła.

Koła zamachowe magazynują energię podczas obrotu

Najszybsze z nich składają się z silnika, magnesu, podciśnienia zapobiegającego tarciu oraz osłony zapewniającej bezpieczeństwo. Kiedy sieć ma dodatkową energię elektryczną, może uruchomić silnik, który obraca magnes. Gdy potrzebna jest energia elektryczna, koła zamachowe mogą ją rozkręcić od minut do godzin, w zależności od sytuacji.

W sieci elektrycznej koła zamachowe są dobrej jakości sterownikami. Dobrze stabilizują częstotliwość, która, oscyluje dziś powyżej i poniżej 60 Hz. Wzrasta, gdy zakłady użyteczności publicznej wytwarzają więcej energii elektrycznej niż konsumenci zużywają, i spada, gdy zakłady użyteczności publicznej wytwarzają mniej.

Innym zastosowaniem kół zamachowych jest stabilizacja napięcia w sieci. Co może zmienić napięcie na tych wytrzymałych liniach wysokiego napięcia? Poczuj efekt domina w przypadku przerw w dostawie prądu, powalonych drzew i pociągów elektrycznych. Kiedy metro lub lekkie pociągi kolejowe zwalniają, generują energię elektryczną, zwiększając napięcie i powodując skoki prądu w miejscu. Gdy pociągi wyjeżdżają ze stacji, zużywają energię elektryczną, powodując spadek napięcia i pobierając prąd z innych źródeł. Koła zamachowe mogą pochłaniać i uwalniać prąd, pozostawiając resztę sieci nietkniętą. Koła zamachowe świetnie sprawdzają się również w farmach wiatrowych, gdzie mogą obracać dodatkową energią elektryczną podczas podmuchów wiatru i oddawać ją podczas przestojów, aby klienci nie cierpieli z powodu zmian.

Czy domowe magazyny energii są korzystne?

Posiadając magazyn energii udaje się zachować na swoje potrzeby wyprodukowany prąd. Dotąd jest on oddawany do sieci energetycznej z której wraca tylko w 80%. Dzięki temu nowoczesnemu rozwiązaniu uzyskuje się niezależność energetyczną i nie trzeba się martwić przerwami w dostawie prądu. Taki magazyn będzie działał przez lata i zapewniał skuteczne przechowywanie nadmiaru energii elektrycznej wytworzonej przez fotowoltaikę. Dostępne na rynku urządzenia są zabezpieczone przed zwarciami i przeciążeniami, posiadają również ochronę anty-wyspową, która daje możliwość odłączenia się od sieci energetycznej i działanie w układzie poza siecią. Najbardziej znaną metodą magazynowania energii elektrycznej wytworzonej przez panele fotowoltaiczne są oczywiście akumulatory. Każdy z nich ma odpowiednie parametry oraz pojemność i uzyskana nadwyżka energii jest przesyłana z falownika do tego urządzenia i nie trafia do sieci energetycznej.

Back To Top