Lưu trữ điện và năng lượng

Nguồn: Thế giới - Nucle.org

Khi các nguồn năng lượng tái tạo phát triển trong tầm quan trọng, các hệ thống lưu trữ năng lượng hiệu quả (ESS) rất quan trọng để quản lý bản chất không liên tục của năng lượng gió và năng lượng mặt trời. Các giải pháp lưu trữ năng lượng cho các ứng dụng lưới đang ngày càng trở nên phổ biến trong số các chủ sở hữu lưới, toán tử hệ thống và người dùng cuối. Hệ thống lưu trữ năng lượng cho phép một loạt các khả năng và có thể cung cấp các giải pháp hiệu quả để cân bằng năng lượng, dịch vụ phụ trợ và trì hoãn đầu tư cơ sở hạ tầng.

Điện không thể được lưu trữ trên quy mô lớn, nhưng nó có thể được chuyển đổi thành các dạng năng lượng khác, có thể được lưu trữ và sau đó được chuyển đổi trở lại thành điện khi cần thiết. Hệ thống lưu trữ điện bao gồm pin, bánh đà, khí nén và thủy điện bơm. Tổng lượng năng lượng có thể được lưu trữ trong bất kỳ hệ thống nào bị hạn chế. Khả năng năng lượng của nó được thể hiện bằng megawatt - giờ (mWh) và sức mạnh của nó được thể hiện bằng megawatt (MW hoặc MWE). Các hệ thống lưu trữ điện có thể được thiết kế để cung cấp các dịch vụ phụ trợ cho hệ thống truyền tải, bao gồm kiểm soát tần số, đây là vai trò chính của lưới - Pin tỷ lệ ngay hôm nay. Hãy xem xét kỹ hơn các tùy chọn lưu trữ khác nhau bên dưới.

Lưu trữ nước bơm

Lưu trữ được bơm liên quan đến việc bơm nước lên dốc vào một hồ chứa mà nó có thể được giải phóng theo yêu cầu để tạo ra thủy điện. Hiệu quả của quá trình kép là khoảng 70%. Lưu trữ được bơm bao gồm 95% lưu trữ điện lớn - của thế giới ở giữa - 2016 và 72% dung lượng lưu trữ được thêm vào năm 2014. Hydro được bơm có lợi thế là dài -. Tuy nhiên, lưu trữ pin đang được triển khai rộng rãi và đạt khoảng 15,5 GW được kết nối với các mạng điện vào cuối năm 2020, theo IEA. Xây dựng - Lưu trữ năng lượng quy mô xuất hiện vào năm 2014 như một xu hướng công nghệ năng lượng xác định. Thị trường này đã tăng 50% năm - trên - năm, với lithium - pin ion nổi bật nhưng pin dòng chảy oxi hóa khử cho thấy lời hứa. Lưu trữ như vậy có thể là để giảm nhu cầu trên lưới, như sao lưu hoặc cho chênh lệch giá.

Các dự án và thiết bị lưu trữ được bơm có thời gian dài - trên 50 năm nhưng có khả năng nhiều hơn, so với pin - 8 đến 15 năm. Lưu trữ hydro được bơm phù hợp nhất để cung cấp công suất tải cực đại - cho một hệ thống bao gồm chủ yếu là nhiên liệu hóa thạch và/hoặc tạo hạt nhân. Nó không tốt lắm - phù hợp để điền vào cho thế hệ không liên tục, đột xuất và không thể đoán trước.

Một báo cáo của Hội đồng Năng lượng Thế giới vào tháng 1 năm 2016 đã giảm chi phí đáng kể cho phần lớn các công nghệ lưu trữ năng lượng từ năm 2015 đến 2030. Các công nghệ pin cho thấy chi phí giảm lớn nhất, tiếp theo là nhiệt, nhiệt tiềm ẩn và siêu tụ điện hợp lý. Các công nghệ pin cho thấy mức giảm từ phạm vi € 100 - 700/MWh năm 2015 xuống còn € 50 - 190/MWh vào năm 2030 - giảm hơn 70% trong giới hạn chi phí cao hơn trong 15 năm tới. Natri lưu huỳnh, axit chì và lithium - Công nghệ ion dẫn theo cách theo WEC. Các mô hình báo cáo lưu trữ liên quan đến cả nhà máy gió và năng lượng mặt trời, đánh giá chi phí lưu trữ được cấp bằng kết quả (LCO) trong các nhà máy cụ thể. Nó lưu ý rằng hệ số tải và thời gian xả trung bình ở công suất định mức là một yếu tố quyết định quan trọng của LCO, với tần số chu kỳ trở thành tham số thứ cấp. Đối với năng lượng mặt trời - Bộ lưu trữ liên quan, trường hợp ứng dụng là lưu trữ hàng ngày, với sáu - Thời gian xả tại công suất định mức. Đối với lưu trữ liên quan đến gió, trường hợp ứng dụng là để lưu trữ hai ngày với xả 24 giờ ở công suất định mức. Trong trường hợp trước đây, công nghệ lưu trữ cạnh tranh nhất có LCO là € 50-200/MWh. Trong trường hợp thứ hai, chi phí được cấp độ cao hơn và nhạy cảm với số lượng chu kỳ xả mỗi năm và "một vài công nghệ có vẻ hấp dẫn."

Sau một nghiên cứu hai năm - của Ủy ban Tiện ích Công cộng California, tiểu bang năm 2010 đã thông qua luật yêu cầu 1325 Mwe lưu trữ điện (không bao gồm - Pháp luật chỉ định sức mạnh, không phải khả năng lưu trữ (MWH), cho thấy mục đích chính là kiểm soát tần số. Mục đích đã nêu của pháp luật là tăng độ tin cậy của lưới bằng cách cung cấp năng lượng có thể gửi được từ tỷ lệ đầu vào năng lượng mặt trời và gió ngày càng tăng, thay thế dự trữ kéo sợi, cung cấp kiểm soát tần số và giảm yêu cầu công suất cực đại (cạo râu cao điểm). Các hệ thống lưu trữ có thể được kết nối với các hệ thống truyền hoặc phân phối hoặc ở phía sau mét. Trọng tâm chính là hệ thống lưu trữ năng lượng pin (BESS). Năng lượng chênh lệch giá có thể tăng cường doanh thu, mua tắt - và bán cho nhu cầu cao nhất. Nam California Edison năm 2014 đã công bố kế hoạch cho 260 MW lưu trữ điện để bù đắp cho việc đóng cửa nhà máy hạt nhân 2150 Mwe San Onofre. Mặc dù 1,3 GW trong bối cảnh nhu cầu 50 GW của tiểu bang sẽ không cung cấp nhiều sức mạnh có thể gửi được, nhưng đó là một động lực lớn cho các tiện ích.

Oregon đã theo California, và vào năm 2015 đã đặt ra một yêu cầu về các tiện ích lớn hơn (PGE và Pacificorp) để mua ít nhất 5 MWh vào năm 2020 và PGE đã đề xuất 39 GW tại một số địa điểm, trị giá 50 đến 100 triệu đô la. Vào tháng 6 năm 2017, Massachusetts đã ban hành mục tiêu lưu trữ 200 MWh vào năm 2020. Vào tháng 11 năm 2017, New York đã quyết định đặt mục tiêu lưu trữ cho năm 2030.

Ở một số nơi lưu trữ được bơm được sử dụng để thậm chí tải xuống tải trọng hàng ngày bằng cách bơm nước vào đập lưu trữ cao trong thời gian tắt - giờ và cuối tuần, sử dụng cơ sở dư thừa - công suất tải từ các nguồn than hoặc hạt nhân có chi phí thấp. Trong giờ cao điểm, nước này có thể được giải phóng thông qua các tuabin đến một hồ chứa thấp hơn cho thế hệ điện của Hydro -, chuyển đổi năng lượng tiềm năng thành điện. Bơm đảo ngược - tuabin/động cơ - Các bộ tạo máy phát có thể hoạt động như cả bơm và tuabin*. Các hệ thống lưu trữ được bơm có thể có hiệu quả trong việc đáp ứng các thay đổi nhu cầu cực đại do đường dốc nhanh - lên hoặc dốc - trở xuống và có lợi nhuận do sự khác biệt giữa giá bán buôn cực đại và tắt -. Vấn đề chính ngoài nước và độ cao là tròn - Hiệu suất chuyến đi, khoảng 70%, vì vậy với mỗi MWh của đầu vào chỉ được thu hồi 0,7 MWh. Ngoài ra, tương đối ít nơi có phạm vi cho các đập lưu trữ được bơm gần nơi cần sức mạnh.

Tua bin Francis được rộng rãi - được sử dụng để lưu trữ được bơm nhưng có giới hạn đầu thủy lực khoảng 600 m.

Hầu hết dung lượng lưu trữ được bơm được liên kết với các đập điện đã thành lập Hydro - trên các dòng sông, nơi nước được bơm trở lại một đập lưu trữ cao. Các sơ đồ thủy điện bị phá hủy như vậy có thể được bổ sung bằng cách tắt - Hydro bơm sông. Điều này đòi hỏi các cặp hồ chứa nhỏ trong địa hình đồi núi và được nối với một đường ống với bơm và tuabin.

Sơ đồ này của dự án Gordon Butte là điển hình của Off - Lưu trữ bơm sông (Gordon Butte)

Hiệp hội thủy điện quốc tế có một công cụ theo dõi, ánh xạ các vị trí và năng lực năng lượng cho các dự án lưu trữ được bơm hiện có và được lên kế hoạch.

Lưu trữ được bơm đã được sử dụng từ những năm 1920 và ngày nay, khoảng 160 lưu trữ bơm GW được lắp đặt trên toàn thế giới, bao gồm 31 GW ở Hoa Kỳ, 53 GW ở Châu Âu và Scandinavia, 27 GW tại Nhật Bản và 23 GW tại Trung Quốc. Số tiền này cho khoảng 500 GWH có thể được lưu trữ-khoảng 95% lưu trữ điện lớn -} của thế giới vào giữa năm 2016 và 72% công suất đó đã được thêm vào năm 2014.Triển vọng năng lượng thế giới 2016 2016Các dự án 27 GW dung lượng lưu trữ được bơm được thêm vào năm 2040, chủ yếu ở Trung Quốc, Hoa Kỳ và Châu Âu.

Đối với Off - Sông được bơm hydro, các hồ chứa được ghép nối thường cần có chênh lệch độ cao ít nhất 300 mét. Các mỏ ngầm bị bỏ rơi có một số tiềm năng như các trang web. Trong khu vực Leon Navaleo của Tây Ban Nha lên kế hoạch cho một hệ thống thủy điện được bơm trong một mỏ than cũ với đầu 710m và đầu ra 548 MW, cho ăn 1 TWH mỗi năm trở lại lưới.

Không giống như đầu vào gió và mặt trời cho một hệ thống lưới, việc tạo thủy điện là đồng bộ và do đó cung cấp các dịch vụ phụ trợ trong mạng truyền tải như điều khiển tần số và cung cấp năng lượng phản ứng. Một dự án lưu trữ được bơm thường có 6 đến 20 giờ lưu trữ hồ chứa thủy lực để vận hành, so với ít hơn cho pin. Hệ thống lưu trữ được bơm thường là hơn 100 MWh năng lượng được lưu trữ.

Lưu trữ hydro được bơm phù hợp nhất để cung cấp công suất tải cực đại - cho một hệ thống bao gồm chủ yếu là nhiên liệu hóa thạch và/hoặc tạo hạt nhân với chi phí thấp. Nó ít phù hợp hơn để điền vào cho thế hệ không liên tục, đột xuất như gió, trong đó sức mạnh dư thừa có sẵn là không đều và không thể đoán trước.

Cơ sở lưu trữ được bơm lớn nhất là ở Virginia, Hoa Kỳ, với công suất 3 GW và 30 GWH năng lượng được lưu trữ. Tuy nhiên, các cơ sở hữu ích có thể khá nhỏ. Chúng cũng không cần phải bổ sung cho các phương án thủy điện chính, nhưng có thể sử dụng bất kỳ sự khác biệt nào về độ cao giữa các hồ chứa trên và dưới hơn 100 mét nếu không quá xa nhau. Ở Okinawa, nước biển được bơm vào một vách đá - Hồ chứa hàng đầu. Ở Úc, một mỏ dưới lòng đất không sử dụng đã được xem xét cho một hồ chứa thấp hơn. Israel lên kế hoạch cho hệ thống hồ chứa 344 MW Kokhav Hayarden hai -.

Tại Montana, Hoa Kỳ, dự án thủy điện đã bơm Gordon Butte trị giá 1 tỷ USD, 4 x 100 MW ở khu vực trung tâm của tiểu bang sẽ sử dụng công suất dư thừa từ 665 Mwe của tuabin gió, mặc dù điều này ít được dự đoán hơn so với OFF - ABSAROKA Energy sẽ xây dựng hồ chứa cao trên một hồ chứa MESA 312 mét so với hồ chứa thấp hơn từ năm 2018. Nó dự kiến ​​sẽ cung cấp 1300 GWH mỗi năm để bổ sung cho gió, với các dịch vụ phụ trợ.

Ở Đức, dự án gió và thủy điện Gaildorf gần Münster dự kiến ​​sẽ hoạt động vào năm 2018. Nó bao gồm 13,6 mwe tuabin gió và 16 Mwe công suất thủy điện từ kho lưu trữ được bơm.

Hệ thống lưu trữ năng lượng pin

Pin lưu trữ và giải phóng năng lượng điện hóa. Các yêu cầu về lưu trữ pin là mật độ năng lượng cao, công suất cao, tuổi thọ dài (Charge - Chu kỳ xả), Vòng cao - Hiệu quả chuyến đi, an toàn và chi phí cạnh tranh. Các biến khác là thời gian xả và tốc độ điện tích. Các thỏa hiệp khác nhau được thực hiện giữa các tiêu chí này, nhấn mạnh các hạn chế của Hệ thống lưu trữ năng lượng pin (BES) so với các nguồn thế hệ có thể gửi được. Câu hỏi về lợi nhuận năng lượng từ năng lượng đầu tư (EROI) cũng xuất hiện, liên quan sâu sắc đến việc sử dụng pin có bao lâu và hiệu quả chuyến đi vòng - của nó trong khoảng thời gian đó.

Pin yêu cầu một hệ thống chuyển đổi nguồn (PCS) bao gồm biến tần để liên kết vào một hệ thống AC bình thường. Điều này thêm khoảng 15% vào chi phí pin cơ bản.

Các dự án tỷ lệ Megawatt - khác nhau đã chứng minh rằng pin rất tốt - phù hợp để làm mịn sự thay đổi của năng lượng từ các hệ thống gió và năng lượng mặt trời trong vài phút và thậm chí hàng giờ, trong thời gian tái tạo- của các năng lượng tái tạo này vào một lưới. Họ cũng chỉ ra rằng pin có thể phản ứng nhanh hơn và chính xác hơn các tài nguyên thông thường như dự trữ quay và các nhà máy đạt đỉnh. Do đó, các mảng pin lớn đang trở thành công nghệ ổn định được lựa chọn cho tích hợp tái tạo thời lượng ngắn -. Đây là một chức năng của sức mạnh, không chủ yếu lưu trữ năng lượng. Nhu cầu về nó thấp hơn nhiều so với lưu trữ năng lượng - ISO California ước tính nhu cầu quy định tần số cao nhất năm 2018 ở mức 2000 MW từ tất cả các nguồn.

Một số cài đặt pin thay thế dự trữ quay trong thời gian ngắn - trở lại - Up, do đó hoạt động như các máy đồng bộ ảo bằng cách sử dụng các bộ biến tần hình thành lưới.

Lưới thông minh Thảo luận nhiều về lưu trữ pin có liên quan đến lưới thông minh. Lưới thông minh là một lưới điện giúp tối ưu hóa nguồn điện bằng cách sử dụng thông tin về cả cung và cầu. Nó thực hiện điều này với các chức năng điều khiển được nối mạng của các thiết bị có khả năng giao tiếp như đồng hồ thông minh.

Lithium - Lưu trữ pin ion

Lithium - pin ionNăm 2015 chiếm 51% công suất hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS) mới được công bố và86% năng lực ESS được triển khai. Ước tính 1.653 MW công suất ESS mới đã được công bố trên toàn thế giới vào năm 2015, chỉ với hơn một - thứ ba đến từ Bắc Mỹ. Lithium - pin ion là công nghệ phổ biến nhất cho các hệ thống lưu trữ năng lượng phân tán (nghiên cứu điều hướng). Lithium - Pin ion có hiệu suất dòng điện trực tiếp 95% Trip Trip, giảm xuống còn 85% khi dòng điện được chuyển đổi thành dòng điện xen kẽ cho lưới. Họ có chu kỳ 2000-4000 và tuổi thọ 10-20 năm, tùy thuộc vào việc sử dụng.

Ở cấp độ hộ gia đình, phía sau mét*, lưu trữ pin đang được quảng bá. Có khả năng tương thích rõ ràng giữa PV mặt trời và pin, do chúng là DC. Ở Đức, trong đó PV năng lượng mặt trời có hệ số công suất trung bình 10,7%, 41% cài đặt PV mặt trời mới trong năm 2015 được trang bị trở lại - lưu trữ pin, so với 14% trong năm 2014. 25% số tiền đầu tư cần thiết. KFW yêu cầu điện PV đủ được sử dụng để tiêu thụ và lưu trữ tại chỗ để không quá một nửa đầu ra đến mạng truyền dẫn. Theo cách này, người ta tuyên bố rằng 1,7 đến 2,5 lần công suất năng lượng mặt trời thông thường có thể được dung nạp bởi lưới mà không quá tải. Trong năm 2016, 200 MWh khả năng lưu trữ được cài đặt đã được báo cáo cho Đức.

PV gia đình và doanh nghiệp nhỏ không phải là một phần của hệ thống phân phối nhưng về cơ bản là trong nước cho cơ sở, với nhiều năng lượng được tạo ra được sử dụng ở đó và một số có thể xuất khẩu sang hệ thống thông qua mét ban đầu được đo công suất được rút ra từ lưới điện.

Hơn một - thứ ba trong 'bộ lưu trữ pin' 1,5 GW vào năm 2015 là pin ion lithium - và 22% là natri - pin lưu huỳnh. Cơ quan năng lượng tái tạo quốc tế (IRENA) ước tính rằng thế giới cần 150 GW lưu trữ pin để đáp ứng mục tiêu mong muốn của IRENA là 45% năng lượng được tạo ra từ các nguồn tái tạo vào năm 2030. Ở Anh, khoảng 2 GW là cần thiết để kiểm soát tần số nhanh chóng trong hệ thống 45 GWE và lưới điện quốc gia chi 160 đến 170 triệu bảng mỗi năm. Ở Đức, tiện ích được cài đặt - Bộ lưu trữ pin tỷ lệ tăng từ khoảng 120 MW trong năm 2016 lên khoảng 225 MW trong năm 2017.

Một bess lớn là một hệ thống ion 40 MW/20 MWh Toshiba -} tại Công ty Điện lực Tohoku của Công ty Điện lực Nishi - Sendai Oplal tại Nhật Bản, được ủy quyền vào đầu năm 2015 và Ngoài ra Steag Energy Services đã bắt đầu chương trình lưu trữ ion 90 MW - ở Đức (xem bên dưới) và Edison đang thiết lập một cơ sở 100 MW ở Long Beach, California.

Ở Nam Úc, một hệ thống ion Tesla 100 MW/129 MWH -} đã được lắp đặt bên cạnh trang trại gió Hornsdale 309 Mwe của Neoen gần Jamestown - Dự trữ năng lượng Hornsdale (HPR). Khoảng 70 MW công suất được ký hợp đồng với chính phủ tiểu bang để cung cấp độ ổn định lưới và bảo mật hệ thống, bao gồm các dịch vụ phụ trợ kiểm soát tần số (FCA) thông qua nền tảng Autobidder của Tesla trong các khung thời gian từ sáu giây đến năm phút. 30 MW công suất khác có ba giờ lưu trữ, và được sử dụng làm tải trọng bởi Neoen cho trang trại gió liền kề. Nó đã chứng minh có khả năng đáp ứng rất nhanh đối với FCA, cung cấp tới 8 MW trong khoảng 4 giây trước khi các FCA hợp đồng chậm hơn khi tần số giảm xuống dưới 49,8 Hz. Vào năm 2020, dự án đã được mở rộng thêm 50 MW/64,5 MWh cho 79 triệu đô la để hiện cung cấp khoảng một nửa quán tính ảo cần thiết trong tiểu bang cho FCA.

Có một số loại pin ion -, một số có mật độ năng lượng cao và sạc nhanh cho phù hợp với xe cơ giới (EV)₄, viết tắt là LFP), nặng hơn, ít năng lượng hơn - dày đặc và với tuổi thọ dài hơn. Các khái niệm cho lưu trữ thời lượng dài - bao gồm tái sử dụng pin EV đã sử dụng - thứ hai - pin cuộc sống.

Natri - lưu trữ pin lưu huỳnh (NAS)

Natri - Pin lưu huỳnh (NAS)đã được sử dụng trong 25 năm và được thiết lập tốt, mặc dù đắt tiền. Họ cũng cần phải hoạt động ở khoảng 300 độ, có nghĩa là một số tiêu thụ điện khi nhàn rỗi. PG & E 2 MW/14 MWH Vaca - Hệ thống Dixon NAS Bess có giá khoảng 11 triệu đô la (5500 đô la/kW, so với khoảng 200 đô la/kW mà PG & E ước tính sẽ bị phá vỡ -. Cuộc sống dịch vụ là khoảng 4500 chu kỳ. Vòng - Hiệu quả chuyến đi trong thử nghiệm 18 - tháng là 75%. Một đơn vị 4,4 MW/20 MWh đang được Ewe xây dựng tại Varel ở Lower Sachsen, Bắc Đức để vận hành vào cuối năm 2018.

Bộ lưu trữ pin dòng chảy oxi hóa khử

Pin dòng chảy oxi hóa khử. Sự khác biệt điện áp nằm trong khoảng 0,5 đến 1,6 volt trong các hệ thống nước. Chúng được sạc và thải ra bằng cách giảm đảo ngược - Phản ứng oxy hóa trên màng. Trong quá trình sạc, các ion bị oxy hóa ở điện cực dương (giải phóng electron) và giảm ở điện cực âm (hấp thu electron). Điều này có nghĩa là các electron di chuyển từ vật liệu hoạt động (chất điện phân) của điện cực dương sang vật liệu hoạt động của điện cực âm. Khi xả, quá trình đảo ngược và năng lượng được giải phóng. Các vật liệu hoạt động là các cặp oxi hóa khử,i.e.Các hợp chất hóa học có thể hấp thụ và giải phóng các electron.

Vanadi oxi hóa khử pin (VRFB hoặc V -) Sử dụng nhiều trạng thái oxy hóa của vanadi để lưu trữ và giải phóng điện tích. Chúng phù hợp với các ứng dụng đứng yên lớn, với tuổi thọ dài (xấp xỉ . 15, 000 chu kỳ hoặc 'vô hạn'), phóng điện đầy đủ và chi phí thấp trên mỗi kWh so với lithium - ion khi được đạp hàng ngày hoặc thường xuyên hơn. V - Pin dòng chảy trở nên chi phí nhiều hơn - có hiệu lực trong thời gian lưu trữ dài hơn - thường là khoảng bốn giờ - và nhu cầu năng lượng và năng lượng càng lớn. Quy mô kinh tế chéo được cho là công suất khoảng 400 kWh, vượt ra ngoài kinh tế hơn lithium - ion. Ngoài ra, chúng hoạt động ở nhiệt độ môi trường, do đó ít bị hỏa hoạn hơn so với lithium - ion. Về chi phí và quy mô, VRFB có các ứng dụng lưới và công nghiệp lớn - cho đến các dự án GWH chứ không phải là các dự án MWH.

Với năng lượng RFBS và năng lượng có thể được thu nhỏ riêng biệt. Công suất xác định kích thước tế bào hoặc số lượng tế bào và năng lượng được xác định bởi lượng môi trường lưu trữ năng lượng. Các mô -đun lên tới 250 kW và có thể được lắp ráp lên tới 100 MW. Điều này cho phép pin dòng oxi hóa khử thích nghi tốt hơn với các yêu cầu cụ thể hơn các công nghệ khác. Về lý thuyết, không có giới hạn về lượng năng lượng và thường thì chi phí đầu tư cụ thể giảm khi tăng tỷ lệ năng lượng/năng lượng, vì môi trường lưu trữ năng lượng thường có chi phí tương đối thấp.

Một nhà máy 'đỉnh cao' ở Trung Quốc có PV mặt trời 100 Mwe với VRFB 100 MW/500 MWH.

Một phát hiện chung từ thử nghiệm PG & E là nếu pin được sử dụng để phân xử năng lượng, chúng nên được CO - nằm với các trang trại gió hoặc năng lượng mặt trời - thường từ trung tâm tải chính. Tuy nhiên, nếu chúng được sử dụng để điều chỉnh tần số, chúng nằm gần các trung tâm tải đô thị hoặc công nghiệp. Vì dòng doanh thu kiểm soát tần số tốt hơn nhiều so với chênh lệch giá, các tiện ích thường sẽ thích trung tâm thành phố hơn là các địa điểm từ xa cho các tài sản mà họ sở hữu.

Lithium - Chi phí pin ion đã giảm xuống hai - ba phần trong khoảng từ năm 2000 đến 2015, xuống còn khoảng 700 đô la/kwh, do thị trường xe điều khiển và một nửa chi phí được dự đoán là 2025.

Lithium - pin ion có thể được phân loại theo hóa học của catốt. Sự kết hợp khác nhau của khoáng sản làm phát sinh các đặc tính pin khác nhau đáng kể:

Pin lithium niken cobalt nhôm oxit (NCA)-Phạm vi năng lượng cụ thể (200-250 wh/kg), công suất riêng cao, tuổi thọ 1000 đến 1500 chu kỳ đầy đủ. Được ưa chuộng trong một số EV cao cấp (e.g.Tesla), nhưng đắt hơn các hóa chất khác.

Pin lithium niken cobalt oxit (NMC)-Phạm vi năng lượng cụ thể (140 - 200 wh/kg), chu kỳ đầy đủ 1000-2000 trọn đời. Pin phổ biến nhất được sử dụng trong xe điện hybrid điện và cắm điện. Mật độ năng lượng thấp hơn NCA, nhưng tuổi thọ dài hơn.

Pin Lithium Iron Phosphate (LFP) - Phạm vi năng lượng cụ thể (90 - 140 wh/kg), chu kỳ đầy đủ 2000 vòng đời. Năng lượng cụ thể thấp Một giới hạn để sử dụng trong EV tầm xa. Có thể được ưa chuộng cho các ứng dụng lưu trữ năng lượng đứng yên, hoặc các phương tiện trong đó kích thước và trọng lượng của pin ít quan trọng hơn. Được báo cáo là ít dễ bị loại bỏ nhiệt và hỏa hoạn.

Pin lithium mangan oxit (LMO)-Phạm vi năng lượng cụ thể (100 - 140 wh/kg), chu kỳ trọn đời 1000-1500. Hóa học không có coban được coi là một lợi thế. Được sử dụng trong xe đạp điện và một số xe thương mại.

Lưu trữ siêu tụ điện

Một tụ điện lưu trữ năng lượng bằng điện tích tĩnh trái ngược với phản ứng điện hóa. Supercapacitors rất lớn và được sử dụng để lưu trữ năng lượng trải qua các chu kỳ phóng điện và điện tích thường xuyên ở dòng điện cao và thời gian ngắn. Chúng đã phát triển và vượt qua công nghệ pin bằng cách sử dụng các điện cực và chất điện phân đặc biệt. Chúng hoạt động ở mức 2,5 - 2,7 volt và sạc trong vòng mười giây. Xả là dưới 60 giây, và điện áp giảm dần. Năng lượng cụ thể của các siêu tụ điện dao động lên tới 30Wh/kg, ít hơn rất nhiều so với pin lithium-ion.

Xoay ổn định đồng bộ

Để bù đắp cho việc thiếu quán tính đồng bộ trong việc tạo ra nhà máy khi có sự phụ thuộc cao vào các nguồn gió và mặt trời, các thiết bị ngưng tụ đồng bộ (syncons), còn được gọi là chất ổn định quay, có thể được thêm vào hệ thống. Chúng được sử dụng để điều khiển tần số và điện áp trong đó độ ổn định của lưới cần được tăng cường do tỷ lệ đầu vào tái tạo thay đổi cao. Chúng cung cấp quán tính đồng bộ đáng tin cậy và có thể giúp ổn định độ lệch tần số bằng cách tạo và hấp thụ công suất phản ứng. Đây không phải là lưu trữ năng lượng theo nghĩa thông thường và được mô tả trong trang thông tin về năng lượng và điện tái tạo.

Hệ thống pin trên toàn thế giới

Châu Âu

Tổng dung lượng lưu trữ hydro không được cài đặt - ở châu Âu đạt 2,7 GWH vào cuối năm 2018 và dự kiến ​​là 5,5 GWH vào cuối năm 2020, theo Hiệp hội lưu trữ năng lượng châu Âu. Điều này bao gồm các hệ thống hộ gia đình, bao gồm nhiều hơn một - thứ ba năm 2019 - 20 bổ sung. EDF có kế hoạch có 10 GW lưu trữ pin trên khắp châu Âu vào năm 2035. Vào tháng 3 năm 2020, tổng số dự án pin lithium-ion 25 MW/25 MWH tại Mardyck gần Dunkirk, là "lớn nhất ở Pháp".

Lần đầu tiên trong số sáu đơn vị ion 15 MW được lên kế hoạch của Steag - trong chương trình trị giá 100 triệu euro, 90 MW đã được cung cấp năng lượng vào tháng 6 năm 2016 tại địa điểm bị sa thải ở Đức. Để đủ điều kiện cho hoạt động thương mại, pin cần phản hồi các cuộc gọi tự động trong vòng 30 giây và có khả năng nguồn cấp dữ liệu - trong tối thiểu 30 phút.

Tại Đức, RWE đã đầu tư 6 triệu euro vào hệ thống pin ion 7,8 MW/7 MWH -} tại vị trí nhà máy điện Herdecke gần Dortmund, nơi tiện ích vận hành một nhà máy lưu trữ được bơm. Nó đã hoạt động từ năm 2018.

Ở Đức, một hệ thống lưu trữ pin ion 10 MW/10,8 MWH - đã được ủy quyền vào năm 2015 tại Feldheim, Brandenburg. Nó có 3360 lithium - các mô -đun ion từ LG Chem ở Hàn Quốc. Các cửa hàng đơn vị pin trị giá 13 triệu euro được tạo ra bởi một trang trại gió 72 MW địa phương và được xây dựng để ổn định lưới truyền TSO 50Hertz. Nó cũng tham gia đấu thầu hàng tuần cho dự trữ kiểm soát chính.

RWE lên kế hoạch cho pin ion 45 MW - tại lingen của nó và một chiếc 72 MW tại các nhà máy điện Werne Gerstein của nó vào cuối năm 2022, chủ yếu cho FCA. Siemens có kế hoạch pin 200 MW/200 MWh tại Wunsiedel ở Bavaria để lưu trữ năng lượng và quản lý đỉnh.

Tiện ích của Hà Lan Enco và Mitsubishi, với tư cách là Enspireme, đã cài đặt một pin ion 48 MW/50 MWH - ở Jardelund, Bắc Đức. Pin là cung cấp dự trữ chính cho lưới điện và tăng cường độ ổn định lưới trong một khu vực có nhiều tuabin gió và các vấn đề tắc nghẽn lưới.

Các nhà khai thác của Đức về các hệ thống pin được đấu thầu vào thị trường dự trữ kiểm soát chính trên cơ sở hàng tuần được báo cáo đã nhận được giá trung bình 17,8/MWh trong 18 tháng đến tháng 11 năm 2016.

Ở Tây Ban Nha, Acciona đã ủy quyền cho một nhà máy gió với Bess vào tháng 5 năm 2017. Nhà máy Acciona được trang bị hai hệ thống pin ion Samsung -, một cung cấp 1 MW/390 kWh và các hệ thống khác tạo ra 0,7 MW/700 kWh, kết nối với tủy gió 3 MW. Cả hai dường như có phản ứng tần số như là một phần của vai trò của họ.

Vào tháng 5 năm 2016, Fortum tại Phần Lan đã ký hợp đồng với công ty pin Pháp SAFT để cung cấp một megawatt trị giá 2 triệu euro - quy mô lithium - Hệ thống lưu trữ năng lượng ion cho nhà máy điện Suomenoja của họ như một phần của dự án thí điểm lớn nhất từng có ở các quốc gia Nordic. Nó sẽ có đầu ra danh nghĩa là 2 MW và có thể lưu trữ 1 MWh điện, để được cung cấp cho TSO để điều chỉnh tần số và làm mịn đầu ra. Nó tương tự như hệ thống hoạt động trong khu vực Aube của Pháp, liên kết hai trang trại gió, tổng cộng 18 MW. SAFT đã triển khai hơn 80 MW pin kể từ năm 2012.

Tại Anh, 475 MW lưu trữ pin đã được báo cáo là hoạt động vào tháng 8 năm 2019. Trong đó, 11 dự án dao động từ 10 đến 87 MW, hầu hết với các hợp đồng phản hồi tần số nâng cao.

Công ty năng lượng tái tạo Res cung cấp 55 MW đáp ứng tần số động từ Lithium - Bộ lưu trữ pin ion, đến National Grid. RES đã có hơn 100 MW/60 MWh lưu trữ pin đang hoạt động, chủ yếu ở Bắc Mỹ.

Ở Anh, trên đảo Orkney, hệ thống lưu trữ pin ion 2 MW/500 kWh - đang hoạt động. Nhà máy điện Kirkwall này sử dụng pin Mitsubishi trong hai container vận chuyển 12,2m và lưu trữ nguồn điện từ tuabin gió.

Ở Somerset, lưu trữ năng lượng cranborne có hệ thống lưu trữ ion Tesla Powerpack-}}} được liên kết với bộ PV mặt trời 500 kW - Up. Tesla tuyên bố rằng PowerPacks có thể được cấu hình để cung cấp năng lượng và năng lượng năng lượng cho lưới điện như một tài sản độc lập, cung cấp quy định tần số, điều khiển điện áp và dịch vụ dự trữ kéo sợi. Đơn vị PowerPack công nghiệp Tesla tiêu chuẩn là 50 kW/210 kWh, với hiệu suất chuyến đi 88% -.

Ở Anh, Statoil đã ủy thác thiết kế hệ thống pin ion 1 MWH -, Batwind, như lưu trữ trên bờ cho dự án Hywind ngoài khơi 30 MW tại Peterhead, Scotland. Từ năm 2018, nó là lưu trữ sản xuất dư thừa, giảm chi phí cân bằng và cho phép dự án điều chỉnh nguồn điện của chính mình và nắm bắt giá cao nhất thông qua chênh lệch giá.

Bắc Mỹ

Vào tháng 11 năm 2016, Pacific Gas & Electrical Co (PG & E) đã báo cáo về dự án trình diễn công nghệ 18 - để khám phá hiệu suất của các hệ thống lưu trữ pin tham gia vào thị trường điện của California. Dự án bắt đầu vào năm 2014 và sử dụng 2 MW/14 MWH của PG & E VACA - Dixon và 4 MW Yerba Buena Natri - Hệ thống lưu trữ pin lưu huỳnh để cung cấp năng lượng và các dịch vụ phụ trợ trong các nhà điều hành hệ thống độc lập ở California. Dự án thí điểm Yerba Buena Bess trị giá 18 triệu đô la được PG & E thành lập vào năm 2013 với hỗ trợ 3,3 triệu đô la từ Ủy ban Năng lượng California. Vaca-Dixon Bess được liên kết với một nhà máy năng lượng mặt trời PG & E ở Hạt Solano.

Trong năm 2017, PG & E sẽ sử dụng pin Yerba Buena cho một cuộc trình diễn công nghệ khác liên quan đến sự phối hợp của thứ ba - Đảng tài nguyên năng lượng phân tán (DERS) - như năng lượng mặt trời dân cư và thương mại - sử dụng bộ biến tần thông minh và lưu trữ pin, được kiểm soát thông qua hệ thống quản lý tài nguyên năng lượng phân phối (DERMS).

Vào tháng 8 năm 2015, GE đã được ký hợp đồng xây dựng hệ thống lưu trữ pin Lithium Ion 30 MW/20 MWH cho các đối tác lưu trữ năng lượng Coachella (CESP) ở California, cách San Diego 160 km về phía đông. Cơ sở 33 MW đã được ZGLOBAL hoàn thành vào tháng 11 năm 2016 và sẽ hỗ trợ tính linh hoạt của lưới điện và tăng độ tin cậy trên mạng lưới quận thủy lợi bằng cách cung cấp tăng cường năng lượng mặt trời, điều chỉnh tần số, cân bằng năng lượng và khả năng khởi động đen cho một tuabin khí liền kề.

San Diego Gas & Electric có 30 MW/120 MWh lithium - ion Bess trong Escondido, được xây dựng bởi AES Energy Storage và bao gồm 24 container chứa 400.000 pin Samsung trong gần 20.000 mô -đun. Nó sẽ cung cấp nhu cầu tối đa buổi tối, và một phần thay thế cho kho lưu trữ khí Aliso Canyon 200 km về phía bắc phải bị bỏ rơi vào đầu năm 2016 do rò rỉ lớn. (Nó được sử dụng cho đỉnh - tải khí.)

Cơ sở lưu trữ pin 30MW của SDG & E ở Escondido, California. (Ảnh: San Diego Gas & Electric)

Nam California Edison đang xây dựng một cài đặt pin 100 MW/400 MWh để hoa hồng vào năm 2021, bao gồm 80.000 lithium - pin ion trong các thùng chứa. Một dự án SCE lớn khác được đề xuất là bộ lưu trữ 20 MW/80 MWh cho Altagas Pomona Energy tại nhà máy bị bắn ở San Gabriel Natural Gas -.

Một dự án lớn là Tehachapi 8 MW/32 MWH của Nam California Edison - dự án lưu trữ pin ion kết hợp với một trang trại gió 4500 Mwe, sử dụng 10.872 mô -đun 56 tế bào từ LG Chem, có thể cung cấp 8 MW trong bốn giờ. Trong năm 2016, Tesla đã ký hợp đồng cung cấp hệ thống lưu trữ pin ion 20 MW/80 MWH -} cho trạm biến áp Mira Loma của Nam California Edison, để giúp đáp ứng nhu cầu cao nhất hàng ngày.

Một hệ thống pin rất lớn đã được phê duyệt cho Gas của Vistra - Nhà máy điện Moss Landing đã bắn ở Hạt Monterey, California. Điều này cuối cùng có thể là 1500 MW/ 6000 MWh, bắt đầu với 182,5 MW/ 730 MWh vào năm 2021. Nó sẽ sử dụng 256 đơn vị MWH MWH. Ngoài ra, kế hoạch là dự kiến. Vistra đang lên kế hoạch cho một 300 MW/1200 MWh ở nơi khác.

Tesla được báo cáo là nhằm mục đích có 50 GWH trực tuyến vào đầu những năm 2020.

Trang trại Gió núi Laurel 98 MW ở Tây Virginia sử dụng Multi - Sử dụng lưới 32 MW/8 MWH - được kết nối Bess. Nhà máy chịu trách nhiệm điều chỉnh tần số và độ ổn định lưới điện trong thị trường PJM cũng như chênh lệch giá. Pin ion lithium - được chế tạo bởi các hệ thống A123 và khi được ủy quyền vào năm 2011, nó là lithium lớn nhất - ion Bess trên thế giới.

Vào tháng 12 năm 2015, EDF Năng lượng tái tạo đã ủy thác dự án Bess đầu tiên của mình ở Bắc Mỹ, với công suất 40 MW linh hoạt (bảng tên 20 MW) trên mạng lưới PJM ở Illinois để tham gia vào thị trường quy định và năng lực. Pin ion và điện tử điện tử -} được cung cấp bởi BYD America và bao gồm 11 đơn vị container hóa tổng cộng 20 MW. Công ty có hơn 100 MW các dự án lưu trữ đang được phát triển ở Bắc Mỹ.

E.ON Bắc Mỹ đang cài đặt hai hệ thống pin lithium ion ngắn 9,9 MW - cho các trang trại gió Pyron và Inadale khi các dự án lưu trữ của Texas Waves ở Tây Texas. Mục đích chủ yếu là cho các dịch vụ phụ trợ. Dự án theo sau 10 MW Horse Gần Tucson, Arizona, liền kề với một mảng năng lượng mặt trời 2 Mwe.

SolarCity đang sử dụng 272 Tesla PowerPacks (Lithium - Hệ thống lưu trữ ion) cho dự án PV mặt trời 13 MW/ 52 MWH KAUA'I ở Hawaii, để đáp ứng nhu cầu cao nhất buổi tối. Sức mạnh được cung cấp cho Hợp tác xã tiện ích Đảo Kauai (KIUC) ở mức 13,9 cent/kWh trong 20 năm. Kiuc cũng đang vận hành một dự án với một trang trại năng lượng mặt trời 28 Mwe và hệ thống pin 20 MW/100 MWh.

Toshiba đã cung cấp một Bess lớn cho Hamilton, Ohio, bao gồm một mảng gồm 6 MW/ 2 MWH lithium - pin ion. Tuổi thọ của hơn 10.000 Charge - Chu kỳ xả được yêu cầu.

Năng lượng và năng lượng Hecate Powin đang xây dựng hai dự án với tổng số 12,8 MW/52,8 MWh ở Ontario, cho nhà điều hành hệ thống điện độc lập. Mảng pin 140 của Powin là 2 MWh sẽ bao gồm các hệ thống, tại Kitchener (20 mảng) và Stratford (6 mảng).

Tiện ích lớn - lưu trữ điện tỷ lệ là 4 MWNatri - Pin lưu huỳnh (NAS)Hệ thống để cung cấp độ tin cậy và chất lượng năng lượng được cải thiện cho thành phố Presidio ở Texas. Nó được cung cấp năng lượng vào đầu năm 2010 để cung cấp trở lại nhanh chóng - lên cho công suất gió trong lưới ERCOT cục bộ. Natri - Pin lưu huỳnh được sử dụng rộng rãi ở nơi khác cho các vai trò tương tự.

Trong Neo, Alaska, hệ thống pin 2 MW/0,5 MWh được bổ sung bởi bánh đà, để hỗ trợ sử dụng năng lượng gió.

Avista Corp ở bang Washington, Tây Bắc Hoa Kỳ, đang mua 3,6 MWVanadi oxi hóa khử pin (VRFB)Để tải cân bằng với năng lượng tái tạo.

ISO của Ontario đã ký hợp đồng 2 MWkẽm - pin oxi hóa khử sắttừ các hệ thống năng lượng Vizn.

Đông Á

Ủy ban Cải cách và Phát triển Quốc gia Trung Quốc (NDRC) đã kêu gọi nhiều 100 MWVanadi oxi hóa khử pin (VRFB)Lắp đặt vào cuối năm 2020 (cũng như hệ thống lưu trữ năng lượng khí nén siêu tới hạn 10 MW/100 MWH, đơn vị lưu trữ năng lượng bánh đà cấp 10 MW/1000 MJ, 100 MW lithium -}}}

Rongke Power đang cài đặt VRFB 200 MW/800 MWH tại Dalian, Trung Quốc, tuyên bố nó là lớn nhất thế giới. Đó là để đáp ứng nhu cầu cao nhất, giảm sự hạn chế từ các trang trại gió gần đó, tăng cường độ ổn định lưới và cung cấp công suất khởi động đen từ giữa - 2019. Rongke có kế hoạch sản lượng nhà máy 2 GW/năm vào những năm 2020. Pu Neng ở Bắc Kinh đang lên kế hoạch sản xuất VRFB quy mô lớn và đã được trao một hợp đồng vào tháng 11 năm 2017 để xây dựng một đơn vị 400 MWh. Sumitomo đã cung cấp một VRFB 15MW/60 MWH cho HEPCO tại Nhật Bản, được ủy quyền vào năm 2015.

Năng lượng VRB của Trung Quốc đang phát triển một số dự án pin tế bào dòng chảy: tỉnh Qinghai, 2 MW/10 MWh để tích hợp gió; Tỉnh Hubei, tích hợp PV 10 MW/50 MWh tăng lên 100 MW/500 MWh; Tỉnh Lianlong, tích hợp tái tạo 200 MW/800 MWH; Jiangsu 200 MW/1000 MWH tích hợp gió ngoài khơi.

Hokkaido Electric Power đã ký hợp đồng các ngành công nghiệp điện Sumitomo để cung cấp một lưới - Hệ thống lưu trữ năng lượng pin dòng chảy cho một trang trại gió ở phía bắc Nhật Bản. Đây sẽ là một pin dòng oxi hóa khử Vanadi (VRFB) 17 MW/51 MWH có khả năng lưu trữ ba giờ, trực tuyến vào năm 2022 tại ABIRA, với tuổi thọ thiết kế là 20 năm. Hokkaido đã vận hành một VRFB 15 MW/60 MWH cũng được xây dựng bởi Sumitomo Electric, vào năm 2015.

Úc

Ở Nam Úc, Dự trữ năng lượng Hornsdale là một hệ thống ion Tesla 150 MW/194 MWH - bên cạnh trang trại gió 309 Mwe Hornsdale của Neoen gần Jamestown. Khoảng 70 MW công suất được ký hợp đồng với chính phủ tiểu bang để cung cấp độ ổn định lưới và bảo mật hệ thống, bao gồm các dịch vụ phụ trợ kiểm soát tần số (FCA). Chi tiết đầy đủ hơn trongHệ thống lưu trữ năng lượng pinphần trên.

Tại Victoria, Neoen đang xây dựng pin lớn 300 MW/450 MWH gần Geelong. Neoen có hợp đồng dịch vụ lưới 250 MW với Nhà điều hành Thị trường Năng lượng Úc (AEMO) để hỗ trợ ổn định lưới và "mở khóa năng lượng tái tạo hơn" với FCA. Tesla đã được ký hợp đồng cung cấp và vận hành hệ thống, bao gồm 210 megapacks Tesla, dự kiến ​​trực tuyến vào năm 2022. Trong quá trình thử nghiệm ban đầu vào cuối tháng 7 năm 2021, một trong những Megapacks Tesla đã bốc cháy.

Neoen đã xây dựng một pin 20 MW/34 MWh bổ sung cho một trang trại gió 196 Mwe tại Stawell ở Victoria, cho Hub Bulgana Green Power.

Ở Victoria, pin 30 MW/30 MWh do Fluence cung cấp gần Ballarat, và tại Gannawarra gần Kerang kể từ năm 2018, một pin Tesla Powerpack 25 MW/50 MWH được tích hợp với một trang trại năng lượng mặt trời 50 Mwe.

Ở Nam Úc, một nhà máy PV mặt trời 330 Mwe được đề xuất bởi Tập đoàn Lyon, kế hoạch lưu trữ năng lượng mặt trời Riverland tại Morgan, được hỗ trợ bởi pin 100 MW/400 MWh, với ước tính chi phí lần lượt là 700 triệu đô la và 300 triệu đô la. Gần mỏ Olympic Dam ở phía bắc của Bang, dự án Kingfisher Pin Solar PV 120 MW cộng với 100 MW/200 MWH được đề xuất bởi Tập đoàn Lyon, có khả năng là chi phí lần lượt là 250 triệu đô la và 150 triệu đô la.

AGL đã ký hợp đồng với Wärtsilä để cung cấp pin 250 MW/250 MWH (LFP) tại Torrens Island Gas - Nhà máy điện bị bắn gần Adelaide để sử dụng từ năm 2023. Nó có thể được mở rộng lên 1000 MWh.

Pin lớn Playford 100 MW/100 MWH được lên kế hoạch ở Nam Úc kết hợp với Dự án PV năng lượng mặt trời Cultana 280 Mwe để phục vụ Whyalla Steelworks của Arrium.

Tiện ích đầu tiên của Úc - pin dòng chảy tỷ lệ sẽ được xây dựng tại Neuroodla, cách Adelaide 430 km về phía bắc. Nó sẽ được cung cấp bởi Invinity và có dung lượng 2 MW/8 MWh để cung cấp dịch vụ bổ sung cao điểm và phụ trợ buổi tối, được tính bởi một mảng năng lượng mặt trời 6 MW. Các mô -đun VRFB riêng lẻ là 40 kW.

Ở Queensland tại Wandoan South, một pin 100 MW/150 MWh đang được lắp đặt cho Vena Energy.

Ở Queensland, gần Lakeland, phía nam Cooktown, một nhà máy PV năng lượng mặt trời 10,4 MW sẽ được bổ sung 1,4 MW/5,3 MWh của lithium - pin ion dưới dạng cạnh của bộ lưới - lên, với chế độ đảo trong buổi tối. Nó sẽ sử dụng nhà máy giải pháp lưu trữ năng lượng lai Conergy và dự kiến ​​trực tuyến vào năm 2017. Dự án trị giá 42,5 triệu đô la sẽ làm giảm nhu cầu nâng cấp lưới. BHP Billiton có liên quan đến dự án là nguyên mẫu có thể cho các trang web Mỏ từ xa. Các hệ thống khác như vậy là tại các mỏ Degrussa và Weipa.

Ở Tây Bắc Australia, một pin ion 35 MW/11,4 MWh - đã hoạt động kể từ tháng 9 năm 2017 trên một lưới riêng phục vụ mỏ, cùng với một loại khí 178 Mwe - với phản ứng chậm. Nó đã giúp kiểm soát tần số và ổn định lưới nhỏ. Với đề xuất bổ sung 60 Mwe dung tích năng lượng mặt trời, pin thứ hai được dự tính.

Tại Tom Price trong Pilbara, pin 45 MW/12 MWh có chức năng như một máy đồng bộ ảo, thay thế dự trữ quay trong tuabin khí. Pin Hitachi 50 MW/75 MWH cũng đang được lắp đặt. Pin 35 MW/12 MWh đã hoạt động gần đó tại Mount Newman.

Các quốc gia khác

Trong Rwanda, 2,68 MWh lưu trữ pin từ Tesvolt của Đức được ký hợp đồng để cung cấp lại - tăng sức mạnh cho việc tưới nông nghiệp, tắt - lưới, sử dụng các tế bào ion samsung -}. Tesvolt tuyên bố 6000 chu kỳ phí đầy đủ với độ sâu lưu lượng 100% trong 30 năm tuổi thọ.

Các công nghệ pin khác (hơn lithium - ion)

Pin dòng chảy Vanadi và natri - Pin lưu huỳnh được mô tả trong phần Hệ thống lưu trữ năng lượng pin ở trên.

Redflow có một loạt các mô -đun pin dòng chảy kẽm bromide (ZBM) có thể được cài đặt liên quan đến việc cung cấp không liên tục và có khả năng phóng điện và sạc sâu hàng ngày. Chúng bền hơn loại ion lithium - và thông lượng năng lượng dự kiến ​​cho các đơn vị ZBM nhỏ hơn phạm vi đến 44 MWh. Các đơn vị -} Các đơn vị Pin tỷ lệ (LSB) bao gồm 60 pin ZBM-3 cung cấp đỉnh 300 kW, liên tục 240 kW, ở mức 400-800 volt và cung cấp 660 kWh.

Lưu trữ năng lượng EOS ở Hoa Kỳ sử dụng znyth của nóPin kẽm nướcVới cực âm hybrid kẽm và được tối ưu hóa cho hỗ trợ lưới tiện ích, cung cấp xả liên tục 4 đến 6 giờ. Nó bao gồm các đơn vị 4 kWh tạo thành hệ thống con 250 kW/1 MWH và hệ thống đầy đủ 1 MW/4 MWH. Vào tháng 9 năm 2019 EOS và Holtec International đã công bố việc thành lập HI - Power, một liên doanh để sản xuất hàng loạt pin kẽm cho công nghiệp -

Duke Energy đang thử nghiệm mộtHYBRID ULTRACAPACITOR - Lưu trữ pinHệ thống (HESS) ở Bắc Carolina, gần với việc lắp đặt năng lượng mặt trời 1,2 MW. Pin 100 kW/300 kWh sử dụng hóa học ion hybrid nước với chất điện phân nước mặn và bộ tách bông tổng hợp. Các ultracapacitors phản hồi - nhanh chóng làm mịn các dao động tải.

Thấp hơn - Chi phíchì - pin axitCũng được sử dụng rộng rãi ở quy mô tiện ích nhỏ, với các ngân hàng lên tới 1 MW được sử dụng để ổn định sản xuất năng lượng nông trại gió. Chúng rẻ hơn nhiều so với lithium - ion, một số có khả năng lên tới 4000 chu kỳ phóng điện sâu và chúng có thể được tái chế hoàn toàn vào cuối đời. Ultrabattery ecoult kết hợp một van - chì được điều chỉnh -} acid (VRLA) với một siêu âm trong một ô duy nhất, tạo ra mức độ cao- - Một hệ thống siêu âm 250 kW/1000 kWh với 1280 pin ECOULT đã được vận hành vào tháng 9 năm 2011 tại dự án lưu trữ năng lượng thịnh vượng PNM tại Albuquerque, New Mexico, bởi S & C Electric liên quan đến hệ thống quang điện mặt trời 500 kW, chủ yếu là điều chỉnh điện áp. Dẫn đầu lớn nhất của Úc - Hệ thống lưu trữ pin axit là 3 MW/1,5 MWh trên Đảo King.

Đại học Stanford đang phát triểnNhôm - pin ion, Yêu cầu chi phí thấp, tính dễ cháy thấp và cao - dung lượng lưu trữ điện tích trên 7500 chu kỳ. Nó có một cực dương bằng nhôm và catốt than chì, với chất điện phân muối, nhưng chỉ tạo ra điện áp thấp.

Hộ gia đình - tỷ lệ Bess

Vào tháng 5 năm 2015, Tesla đã công bố một đơn vị lưu trữ pin hộ gia đình là 7 hoặc 10 kWh để lưu trữ điện từ năng lượng tái tạo, sử dụng pin ion lithium- tương tự như trong xe Tesla. Nó sẽ cung cấp 2 kW và hoạt động ở mức 350 - 450 volt. Hệ thống PowerWall sẽ được bán cho các trình cài đặt ở mức 3000 đô la cho đơn vị 7 kWh hoặc 3500 đô la cho 10 kWh, mặc dù tùy chọn sau đã bị ngừng kịp thời và bộ lưu trữ trước đó xuống còn 6,4 kWh và công suất 3,3 kW. Mặc dù đây rõ ràng là quy mô trong nước, nếu được đưa lên rộng rãi, nó sẽ có ý nghĩa lưới. Tesla tuyên bố 15 c/kWh để sử dụng lưu trữ, cộng với chi phí năng lượng tái tạo ban đầu, với bảo hành 10 năm, 3650 chu kỳ bao gồm sản lượng giảm xuống 3,8 kWh ở năm năm, tổng cộng 18.000 kWh.

Ở Anh, PowerVault cung cấp pin đa dạng để sử dụng cho hộ gia đình, chủ yếu với PV năng lượng mặt trời nhưng cũng có mục đích tiết kiệm với đồng hồ thông minh. Dây dẫn 4 kWh của nó - Pin axit là sản phẩm phổ biến nhất ở mức £ 2900 được cài đặt, mặc dù pin thực tế cần thay thế cứ sau năm năm. Một đơn vị ion 4 kWh - có giá £ 3900 được cài đặt và các sản phẩm khác dao động từ 2 đến 6 kWh, có giá lên tới £ 5000 được cài đặt.

Vào tháng 4 năm 2017, LG Chem đã cung cấp một loạt các pin ở Bắc Mỹ, cả thấp - và cao - điện áp. Nó có pin 48 volt với 3,3, 6,5 và 9,8 kWh và pin 400 volt với 7,0 và 9,8 kWh.

Trong nước

Lưu trữ năng lượng không khí nén

Lưu trữ năng lượng với khí nén (CAE) trong các hang động địa chất hoặc các mỏ cũ đang được thử nghiệm như một công nghệ lưu trữ tỷ lệ tương đối lớn -, sử dụng khí - máy nén điện hoặc máy nén điện, nhiệt độ đáng tin cậy được đổ (đây là hệ thống bệnh tiểu đường). Khi được giải phóng (với quá trình làm nóng trước để bù cho việc làm mát đáng tin cậy), nó cung cấp năng lượng cho một tuabin khí với khả năng đốt nhiên liệu bổ sung, khí thải được sử dụng để làm nóng trước. Nếu nhiệt độ đáng tin cậy từ nén được lưu trữ và sử dụng sau này để làm nóng trước, hệ thống là CAE đáng tin cậy (A - CAE).

Cài đặt CAE có thể lên tới 300 MW, với tổng hiệu suất khoảng 70%. Công suất CAES thậm chí có thể sản xuất từ ​​một trang trại gió hoặc 5-10 MW công suất PV mặt trời và làm cho nó có thể gửi một phần. Hai hệ thống CAES tiểu đường đang hoạt động, ở Alabama (110 MW, 2860 MWh) và Đức (290 MW, 580 MWh) và những người khác được thử nghiệm hoặc phát triển ở nơi khác ở Hoa Kỳ.

Pin có hiệu quả tốt hơn CAE (sản lượng là tỷ lệ điện đầu vào) nhưng chúng có giá cao hơn trên mỗi đơn vị công suất và các hệ thống CAE có thể lớn hơn nhiều.

Duke Energy và ba công ty khác đang phát triển một dự án 1200 MW, 1,5 tỷ đô la ở Utah, phụ trợ cho một trang trại gió 2100 MW và các nguồn tái tạo khác. Đây là dự án lưu trữ năng lượng Intermenez, sử dụng các hang động muối. Nó đang nhắm mục tiêu thời gian 48 giờ để phóng điện đến các khoảng trống liên tục, do đó rõ ràng hơn 50 GWH. Trang web cũng có thể lưu trữ năng lượng mặt trời dư thừa được truyền từ Nam California. Nó sẽ được xây dựng trong bốn giai đoạn 300 MW.

Lưu trữ năng lượng điện kế hoạch dự án CAES 550 GWH/năm tại Larne, Bắc Ireland.

Tại Hoa Kỳ, dự án Caes của Gill Ranch đang được điều chỉnh để trở thành nhà máy lưu trữ năng lượng khí nén (CGES), với khí đốt tự nhiên thay vì không khí được lưu trữ dưới áp suất. Khí được lưu trữ ở khoảng 2500 psi và 38 độ. Mở rộng áp suất đường ống 900 psi đòi hỏi phải làm nóng trước để tránh nước lỏng và hình thành hydrat.

Toronto Hydro với Hydrostor có một dự án thí điểm sử dụng không khí nén trong bóng 55m dưới nước ở hồ Ontario để mang lại 0,66 MW trong một giờ.

Lưu trữ đông lạnh

Công nghệ hoạt động bằng cách làm mát không khí xuống - 196, tại thời điểm đó, nó chuyển sang chất lỏng để lưu trữ trong các bể áp lực thấp-. Phơi nhiễm với nhiệt độ môi trường gây ra nhanh chóng - khí hóa và mở rộng gấp 700 lần về thể tích, được sử dụng để điều khiển tuabin và tạo ra điện mà không bị đốt cháy. Highview Power ở Anh có kế hoạch một cơ sở 'không khí lỏng' quy mô thương mại tại một địa điểm nhà máy điện không sử dụng, dựa trên một nhà máy thí điểm ở Slough và một nhà máy trình diễn gần Manchester. Năng lượng có thể được lưu trữ trong nhiều tuần (thay vì hàng giờ như pin) với chi phí được cân bằng dự kiến ​​là £ 110/MWh ($ 142/MWH) cho hệ thống GWH 10 giờ, 200 MW/2.

Lưu trữ nhiệt

Như được mô tả trong phần phụ của nhiệt năng lượng mặt trời của giấy năng lượng tái tạo WNA, một số nhà máy CSP sử dụngMuối nóng chảyĐể lưu trữ năng lượng qua đêm. Gemasolar 20 Mwe của Tây Ban Nha tuyên bố là cơ sở gần đầu tiên của thế giới - tải CSP, với hệ số công suất 63%. Nhà máy Andasol 200 Mwe của Tây Ban Nha cũng sử dụng lưu trữ nhiệt muối nóng chảy, cũng như 280 Mwe Solana của California.

Một nhà phát triển lò phản ứng muối nóng chảy (MSR), Moltex, đã đưa ra một khái niệm lưu trữ nhiệt muối nóng chảy (GridReserve) để bổ sung năng lượng tái tạo không liên tục. Moltex cho thấy một lò phản ứng muối ổn định 1000 Mwe chạy liên tục, chuyển hướng nhiệt ở khoảng 600 độ trong các giai đoạn lưu trữ muối nitrat thấp (như được sử dụng trong các nhà máy CSP mặt trời). Trong thời gian có nhu cầu cao, sản lượng điện có thể được tăng gấp đôi lên 2000 mwe bằng cách sử dụng nhiệt được lưu trữ trong tối đa tám giờ. Người ta tuyên bố rằng cửa hàng nhiệt chỉ thêm £ 3/MWh vào chi phí điện được cấp bằng.

Một hình thức lưu trữ nhiệt khác đang được phát triển ở Nam Úc, nơi Công ty 1414 (14D) đang sử dụngSilicon nóng chảy. Quá trình này có thể lưu trữ 500 kWh trong khối silicon nóng chảy 70 cm, gấp khoảng 36 lần so với Powerwall của Tesla trong cùng một không gian. Nó xả qua nhiệt - thiết bị trao đổi như động cơ stirling hoặc tuabin và tái chế nhiệt. Một đơn vị 10 MWh sẽ có giá khoảng 700.000 đô la. (1414 độ là điểm nóng chảy của silicon.) Một cuộc biểu tình sẽ có mặt tại Dự án Năng lượng mặt trời Aurora gần Cảng Augusta, Nam Úc.

Cũng ở Úc, một vật liệu pha trộn được gọi làHợp kim khoảng cách sai (MGA)Lưu trữ năng lượng dưới dạng nhiệt. MGA bao gồm các khối nhỏ kim loại pha trộn, nhận được năng lượng được tạo ra bởi năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và gió là thặng dư cho nhu cầu lưới và lưu trữ trong một tuần. Chi phí $ 35/kWh được trích dẫn, ít hơn nhiều so với lithium - pin ion, nhưng nó có thời gian phản hồi chậm hơn pin - 15 phút. Nhiệt được giải phóng để tạo ra hơi nước, có khả năng trong than được tái sử dụng - cây bị bắn. Công ty MGA Thermal đã được quay từ Đại học Newcastle và sử dụng một khoản trợ cấp liên bang đang xây dựng một nhà máy sản xuất phi công. Nó có một số hệ thống được phát triển cho nhiệt độ từ 200 độ đến 1400 độ.

Một hình thức lưu trữ năng lượng khác là băng.Năng lượng băngcó hợp đồng từ Nam California Edison để cung cấp 25,6 MW lưu trữ năng lượng nhiệt bằng hệ thống gấu băng của nó, được gắn vào các đơn vị điều hòa không khí lớn. Điều này làm cho băng vào ban đêm khi nhu cầu điện thấp, sau đó sử dụng nó để cung cấp làm mát vào ban ngày thay vì máy nén điều hòa, do đó làm giảm nhu cầu cao nhất.

Lưu trữ hydro

Ở Đức, Siemens đã ủy thác một nhà máy lưu trữ hydro 6 MW bằng cách sử dụngMàng trao đổi proton (PEM)Công nghệ để chuyển đổi năng lượng gió dư thừa thành hydro, để sử dụng trong pin nhiên liệu hoặc được thêm vào cung cấp khí đốt tự nhiên. Nhà máy ở Mainz là cài đặt PEM lớn nhất thế giới. Trong Ontario, hydros hợp tác với tiện ích Đức E.ON để tạo ra một cơ sở PEM 2 MW diễn ra vào tháng 8 năm 2014, biến nước thành hydro thông qua điện phân.

Hiệu quả của điện phân cho pin nhiên liệu đến điện là khoảng 50%.

San Diego Gas & Electric đang làm việc với Gencell của Israel để cài đặt 30 Gencell G5RX trở lại - lên các tế bào nhiên liệu tại các trạm biến áp của nó. Đây là hydro - Các tế bào nhiên liệu kiềm dựa trên với đầu ra 5 kW. Chúng được sản xuất tại Israel và được sử dụng bởi Tập đoàn Điện Israel.

Lưu trữ động học

Bánh đàLưu trữ động năng và có khả năng hàng chục ngàn chu kỳ sạc.

ISO của Ontario đã ký hợp đồng cho hệ thống lưu trữ bánh đà 2 MW từ NRSTOR Inc. Hawaii Electric Co đang cài đặt hệ thống bánh đà 80 kW/320 kWh từ Amber Kinetics cho lưới OAHU của nó, đây là một mô -đun có khả năng là một số. Thông thường các bánh đà, lưu trữ năng lượng động học sẵn sàng trở lại thành điện, được sử dụng để kiểm soát tần số thay vì lưu trữ năng lượng, chúng cung cấp năng lượng trong một khoảng thời gian tương đối ngắn và mỗi người có thể cung cấp tới 150 kWh. Động học hổ phách tuyên bố bốn - Khả năng xả.

Các nhà sản xuất Stornetic của Đức có các đơn vị Durastor có năng lực từ hàng chục kilowatt cho đến khoảng một megawatt. Các ứng dụng bao gồm từ phanh tái sinh cho các chuyến tàu đến các dịch vụ phụ trợ của Wind Farm.

Việc sử dụng chính của bánh đà là trong bộ cung cấp điện không bị gián đoạn diesel (Drups) tập hợp - UPS, với 7 - 11 lần đi thứ hai Điều này cho thời gian -e.g.30 giây - cho động cơ diesel bình thường trở lại - lên để bắt đầu.