Akkumulátor üzemek, akkumulátorok használata elektromos energia tárolására
Az elektromos energia tárolásának egyik leghatékonyabb és legígéretesebb módja a tárolási sűrűség szempontjából az akkumulátor alapú tárolóberendezések alkalmazása, amelyek lehetővé teszik az energia kémiai formában történő tárolását.
Az akkumulátoros erőművek különösen akkor hasznosak, ha szükség van a kiegészítő rövid távú csúcsteljesítmény biztosítására, ezzel megelőzve a fogyasztók vészhelyzeti áramkimaradásait.
Így az akkumulátoros erőművek működési elve szerint sok közös tulajdonsággal rendelkeznek a hagyományos folyamatos energiaforrásokkal, amelyek azonban a szerkezet nagyobb méretében különböznek egymástól. Az állomás akkumulátorainak elhelyezésére külön helyiség van kialakítva, hasonlóan egy nagy raktárhoz vagy több konténerhez.
A szünetmentes tápellátás technológiájához hasonlóan itt is van egy jellegzetesség, ami abban áll, hogy az akkumulátorokban tárolt elektrokémiai energia kizárólag egyenáram formájában használható fel.
De mivel a hagyományos hálózatok váltóáramot igényelnek, szükség van az akkumulátorokban tárolt energia további átalakítására. Ezért a nagyfeszültségű áram sokkal alkalmasabb energiát távolról továbbítani, erős tirisztoros inverterekkel nyerik, amelyek szükségszerűen az erőművek részét képezik.
Az adott telepítésben használt akkumulátorok típusát annak költsége, teljesítményigénye (tárolt energia, rendelkezésre álló teljesítmény) és várható élettartama határozza meg. Az 1980-as években a tároló erőművekben csak savas ólomakkumulátorokat lehetett találni. Az 1990-es években és a 2000-es évek elején megjelentek a nikkel-kadmium és nátrium-kén akkumulátorok.
Ma a lítium-ion akkumulátorok árának csökkenése miatt (az autóipar rohamos fejlődése miatt) elsősorban a lítium-iont használják. Helyenként már megjelentek az átfolyó akkumulátoros rendszerek. Az ólomsavas oldatok azonban továbbra is megtalálhatók egyes költségvetési épületekben.
Az akkumulátoros erőművek előnye a szivattyús erőművekkel szemben nyilvánvaló. Nincsenek folyamatosan mozgó alkatrészek, gyakorlatilag nincsenek zajforrások. Néhány tíz milliszekundum elég egy akkumulátoros erőmű beindításához, ami után azonnal teljes kapacitással működhet.
Ez az előny lehetővé teszi, hogy az akkumulátortelepek könnyen elviseljék azokat a maximális terheléseket, amelyeket a berendezések nem is érzékelnek kritikus dolognak, így egy ilyen állomás órákig maximálisan működhet.
Mondanunk sem kell, hogy az akkumulátorállomások könnyedén megbirkóznak a hálózat csúcsterhelései által okozott feszültségingadozások csillapításával. Nekik köszönhetően városok és egész régiók védhetők meg a forgalmi dugók okozta áramkimaradásoktól.
Ugyanez vonatkozik az akkumulátoros erőművek üzemeltetésére a megújuló autonóm energiaforrásokkal kapcsolatban, ma már egy egész iparág.
Megújuló energia [megújuló energia előállítása (megújuló energia)] — A gazdaság, a tudomány és a technológia területe, amely a megújuló energiaforrások felhasználásával nyert elektromos, hő- és mechanikai energia előállítását, átvitelét, átalakítását, felhalmozását és fogyasztását foglalja magában.
Nekem van különböző típusú akkumulátorok vannak előnyei és hátrányai. Néhány (nátrium-kén) jól működik állandó üzemmódban, például autonóm energiaforrásokkal kombinálva, de hajlamos a korrózióra és az öregedésre, még akkor is, ha nem használják őket. Mások egyszerűen a gyors töltési-kisütési ciklusok nagy száma miatt kopástól szenvednek.
Egyes akkumulátorok rendszeres karbantartást igényelnek (az ólom-savas akkumulátorokat vízzel kell feltölteni), gázelszívást igényelnek a robbanás elkerülése érdekében, stb.
A korszerűbb zárt lítium-ion akkumulátorok karbantartás nélkül is sokáig működhetnek, állapotukat elektronika figyeli, és szükség esetén jelzi a cella cseréjének szükségességét.
Modern példa erre a világ egyik legnagyobb erőműve – a Hornsdale Power Reserve, amely a Hornsdale Wind Power Planttal együtt működik. A Tesla 2017 végén építette.
2018 elején, miközben Dél-Ausztrália gazdasági veszteségeket szenvedett, az állomás közel egymillió dollárt hozott tulajdonosainak, hogy megawattóránként 14 000 ausztrál dollárért áramot szállítsanak a hálózatba. Az erőmű 3 órán keresztül 30 MW, 10 percen keresztül 70 MW folyamatos teljesítésére képes.
100 MW az erőmű teljes tervezési teljesítménye. Az állomás teljes akkumulátorkapacitása, 129 MWh, több millió Samsung 21700 lítium-ion cellából áll (3000-5000 mAh).
A rendszer megbízhatóan tartja stabil állapotban a villamosenergia-fogyasztók hálózatát rendkívül alacsony szélsebesség esetén is. 2020-ban az erőmű teljesítménye 194 MWh-ra nőtt, a tervezési teljesítmény pedig 150 MW.
A régi technológiára példa a kaliforniai Chino városában 1988 és 1997 között üzemelő akkumulátoros erőmű. Az üzemben 8256 ólom-savas akkumulátor található két csarnokban.
A szerkezet statikus deformációs hézagként szolgál meddő teljesítmény valamint a fogyasztók védelme az áramkimaradások során az áramszünetekkel szemben. Csúcsteljesítménye 14 MW volt, az akkumulátor teljes kapacitása 40 MWh.
Lásd még:
Az ipari energiatároló eszközök leggyakoribb típusai
Hogyan működnek és működnek a kinetikus energiatároló eszközök az energiaiparban?