Akkumulatorenanlagen, die Verwendung von Batterien zur Speicherung elektrischer Energie
Eine der effizientesten und hinsichtlich der Speicherdichte vielversprechendsten Möglichkeiten zur Speicherung elektrischer Energie ist der Einsatz von Speicheranlagen auf Batteriebasis, die die Speicherung von Energie in chemischer Form ermöglichen.
Batteriekraftwerke sind besonders nützlich, wenn es darum geht, kurzfristige Spitzenleistung bereitzustellen und so Notstromausfälle für Verbraucher zu verhindern.
Somit weisen Batteriekraftwerke in ihrem Funktionsprinzip viele Gemeinsamkeiten mit herkömmlichen kontinuierlichen Energiequellen auf, unterscheiden sich jedoch in der größeren Baugröße. Für die Unterbringung der Batterien der Station ist ein separater Raum vorgesehen, ähnlich einem großen Lagerhaus oder mehreren Containern.
Wie in der unterbrechungsfreien Stromversorgungstechnik gibt es auch hier eine Besonderheit, die darin besteht, dass die in den Batterien gespeicherte elektrochemische Energie ausschließlich in Form von Gleichstrom genutzt werden kann.
Da herkömmliche Netze jedoch Wechselstrom benötigen, um Wechselstrom zu erhalten, ist eine zusätzliche Umwandlung der in den Batterien gespeicherten Energie erforderlich. Deshalb ist Hochspannungsstrom viel besser geeignet Energie über eine Distanz zu übertragen, werden mit leistungsstarken Thyristor-Wechselrichtern gewonnen, die zwangsläufig Bestandteil von Kraftwerken sind.
Welcher Batterietyp in einer bestimmten Anlage verwendet wird, hängt von den Kosten, den Leistungsanforderungen (gespeicherte Energie, verfügbare Leistung) und der erwarteten Lebensdauer ab. In Speicherkraftwerken waren in den 1980er-Jahren ausschließlich Blei-Säure-Batterien zu finden. In den 1990er und frühen 2000er Jahren kamen Nickel-Cadmium- und Natrium-Schwefel-Batterien auf den Markt.
Aufgrund des Preisverfalls bei Lithium-Ionen-Batterien (aufgrund der rasanten Entwicklung der Automobilindustrie) werden heute hauptsächlich Lithium-Ionen-Batterien verwendet. Mancherorts sind bereits Flow-Through-Batteriesysteme aufgetaucht. In einigen preisgünstigen Gebäuden sind jedoch immer noch Bleisäurelösungen zu finden.
Der Vorteil von Batteriekraftwerken gegenüber Pumpkraftwerken liegt auf der Hand. Es gibt keine ständig beweglichen Teile, praktisch keine Lärmquellen. Um ein Batteriekraftwerk zu starten, genügen wenige zehn Millisekunden, danach kann es sofort mit voller Leistung arbeiten.
Dieser Vorteil ermöglicht es Batterieanlagen, Höchstlasten problemlos standzuhalten, die von der Ausrüstung nicht einmal als kritisch wahrgenommen werden, sodass eine solche Station stundenlang maximal arbeiten kann.
Selbstverständlich meistern Batteriestationen problemlos die Aufgabe, Spannungsschwankungen, die durch Spitzenlasten im Netz entstehen, zu dämpfen. Dank ihnen können Städte und ganze Regionen vor staubedingten Stromausfällen geschützt werden.
Gleiches gilt für den Betrieb von Batteriekraftwerken in Verbindung mit erneuerbaren autonomen Energiequellen, heute handelt es sich um eine ganze Branche.
Erneuerbare Energie [Erzeugung erneuerbarer Energie (erneuerbare Energie)] – Das Gebiet der Wirtschaft, Wissenschaft und Technologie, das die Produktion, Übertragung, Umwandlung, Akkumulation und den Verbrauch elektrischer, thermischer und mechanischer Energie umfasst, die durch Nutzung erneuerbarer Energiequellen gewonnen wird.
Ich habe Batterien verschiedener Typen Es gibt Vor- und Nachteile. Einige (Natrium-Schwefel) funktionieren gut im Dauerbetrieb, beispielsweise in Kombination mit autonomen Energiequellen, sind jedoch anfällig für Korrosion und Alterung, auch wenn sie nicht genutzt werden. Andere leiden allein aufgrund der hohen Anzahl schneller Lade-Entlade-Zyklen unter Verschleiß.
Einige Batterien erfordern eine regelmäßige Wartung (Blei-Säure-Batterien müssen mit Wasser aufgeladen werden), eine Gasevakuierung, um eine Explosion zu verhindern usw.
Modernere versiegelte Lithium-Ionen-Batterien können lange Zeit wartungsfrei arbeiten, ihr Zustand wird elektronisch überwacht und meldet bei Bedarf die Notwendigkeit eines Zellwechsels.
Ein modernes Beispiel ist eines der größten Kraftwerke der Welt – Hornsdale Power Reserve, das mit dem Hornsdale Wind Power Plant zusammenarbeitet. Tesla hat es Ende 2017 gebaut.
Anfang 2018, als Südaustralien wirtschaftliche Verluste erlitt, brachte die Station ihren Besitzern fast eine Million Dollar ein, um Strom für 14.000 A$ pro Megawattstunde ins Netz einzuspeisen. Die Anlage ist in der Lage, 3 Stunden lang kontinuierlich 30 MW und 10 Minuten lang 70 MW bereitzustellen.
Die gesamte Auslegungskapazität des Kraftwerks beträgt 100 MW. Die gesamte Batteriekapazität der Station, 129 MWh, besteht aus mehreren Millionen Samsung 21700 Lithium-Ionen-Zellen (3000-5000 mAh).
Das System hält das Netz der Stromverbraucher auch bei extrem niedrigen Windgeschwindigkeiten zuverlässig in einem stabilen Zustand. Im Jahr 2020 wurde die Kapazität der Anlage auf 194 MWh erhöht, die Auslegungskapazität beträgt 150 MW.
Ein Beispiel für alte Technologie ist das Batteriekraftwerk in Chino, Kalifornien, von 1988 bis 1997. Die Anlage umfasste 8.256 Blei-Säure-Batterien, die in zwei Hallen untergebracht waren.
Die Struktur dient als statische Verformungsfuge Blindleistung und Schutz der Verbraucher vor Stromausfällen bei Stromausfällen. Seine Spitzenleistung betrug 14 MW bei einer Gesamtbatteriekapazität von 40 MWh.
Siehe auch:
Die gebräuchlichsten Arten industrieller Energiespeicher
Wie funktionieren und funktionieren kinetische Energiespeicher für die Energiewirtschaft?