211service.com
Hawaii's Solar Push belast het raster
Het vooruitzicht van goedkopere, aardolievrije stroom heeft de Kauai Island Utility Coöperatie (KIUC) om het afgelopen jaar de zonnecapaciteit op utiliteitsschaal te vervijfvoudigen, door twee fotovoltaïsche arrays van 12 megawatt te bouwen. Deze faciliteiten zijn de grootste en leveren een belangrijke bijdrage aan de stroomvoorziening van het eiland met een piekvermogen van 78 megawatt. Wanneer de tweede fabriek deze zomer online komt, zal de maximale zonne-output op Kauai op sommige dagen 80 procent van de stroomopwekking benaderen, volgens Brad Rockwell, de energievoorzieningsmanager van het nutsbedrijf.
Zeecontainers vol lithiumbatterijen stabiliseren het elektriciteitsnet van Kauai wanneer passerende wolken de stroom van de nieuwste zonneboerderij van het eiland onderbreken.
Dat plaatst Kauai aan de voorhoede van de penetratie van zonne-energie, en KIUC heeft blauwe plekken om dat te laten zien. Stroomschommelingen van een eerste grote centrale die in 2012 werd geïnstalleerd, hebben de grote batterijen die zijn geïnstalleerd om te voorkomen dat zonne-energie het elektriciteitsnet van het eiland destabiliseert, al grotendeels doorgebrand.
Nu doet KIUC een tweede poging met batterijen en hoopt hij dat de technologie voor energieopslag voldoende vooruitgang heeft geboekt om te voorkomen dat dezelfde problemen zich herhalen. Het nieuwe systeem, geïnstalleerd naast het zonnepark dat bijna voltooid is aan de noordoostkust van Kauai, is een van de eerste commerciële installaties van lithium-ionbatterijen op netschaal, vervaardigd door de Franse batterijgigant SAP .
Het intermitterende karakter van hernieuwbare energiebronnen zoals zonne-energie stelt nutsbedrijven voor een reeks uitdagingen, afhankelijk van de grootte en het ontwerp van hun netwerk. De moeilijkheid van Kauai is het meest acuut wanneer wolken over een zonnecentrale drijven. Dat kan het vermogen van een plant in minder dan een minuut met 70 tot 80 procent verminderen. Als de centrale een aanzienlijk deel van het elektriciteitsnet levert, kan dat snelle vermogensverlies ertoe leiden dat de frequentie van de wisselstroom van het net ver onder 60 hertz daalt, waardoor de apparatuur van de klant wordt beschadigd of zelfs een stroomstoring wordt veroorzaakt.
Het eerste energieopslagsysteem van Kauai, in de fotovoltaïsche installatie van zes megawatt in Port Allen aan de westkant van Kauai, was ontworpen om dergelijke frequentiedalingen te verminderen door opgeslagen vermogen vrij te geven wanneer de output crashte. Maar toen de fabriek in december 2012 live ging, ontdekten Rockwell en zijn ingenieurs al snel dat, zoals Rockwell het stelt, de batterij gewoon niet is wat hij was.
De zonnecentrale in Anahola nadert zijn voltooiing.
Het $ 2 miljoen systeem, ontworpen en vervaardigd door Xtreme Kracht van Lyle, Texas, heeft veel spieren en geeft tot 4,5 megawatt vrij in snelle uitbarstingen. Wat het mist is uithoudingsvermogen. Frequentie-droops kwamen vaker voor dan KIUC had verwacht, en op halfbewolkte dagen was de batterij snel leeg.
Door de lading elke dag opnieuw op te laden, ging de energiecapaciteit van de batterijen achteruit. Hoewel Xtreme Power ze geavanceerde loodzuuraccu's noemde omdat ze aanvankelijk meer energie en vermogen bevatten dan hun voorgangers, lijden ze aan dezelfde gevoeligheid voor herhaalde cycli die lang wordt geassocieerd met loodzuuraccu's. Het Xtreme Power-systeem is ontworpen om acht jaar mee te gaan, maar twee jaar heeft het volgens KIUC nog maar weinig capaciteit over.
Als gevolg hiervan heeft KIUC meer van zijn diesel- en benzinegeneratoren moeten vragen, waardoor ze beter in staat zijn op te voeren tijdens frequentiedalingen. De zware ramping veroorzaakt slijtage aan de machines, verhoogt de luchtvervuiling en doet een deel van de door de zonnecentrales beloofde petroleumbesparingen teniet. Ik denk dat we het afgelopen jaar een paar procentpunten aan efficiëntie hebben verloren, zegt Rockwell. De gevolgen van het onderhoud zijn nog niet bekend.
Een grotere batterij en betere softwarebesturing hadden mogelijk betere resultaten opgeleverd met de loodzuurbatterijen van Xtreme Power, zegt John Jung, CEO van Groensmid , een leverancier van opslagsystemen gevestigd in Emeryville, Californië. Maar de problemen die KIUC ondervond, werden gedeeld door andere Xtreme Power-klanten, en Xtreme Power verklaarde in januari 2014 faillissement. Het in Berlijn gevestigde energieopslagbedrijf Younicos kocht het bedrijf drie maanden later, minus de batterijproductie-activa.
Lithium-ionbatterijen, waar KIUC nu hun hoop op vestigt, kunnen beter fietsen dan loodzuurbatterijen. John Cox, technisch manager van KIUC, zegt dat de lithium-ionbatterijen van SAFT geschikt zijn voor vier tot zes keer zoveel volledige laad-ontlaadcycli als die van Xtreme Power.
Patches van wolken dreven eerder deze maand over Anahola toen ik de site van de volgende zonne-installatie van KIUC bezocht, waar acht 22-voet lange zeecontainers vol met SAFT-batterijen al naast de 57.000-plus fotovoltaïsche panelen van de fabriek stonden.
Het systeem van $ 7 miljoen van SAFT kan continu zes megawatt aan vermogen leveren en tot 12 megawatt in korte bursts, wat gelijk is aan het piekvermogen van de Anahola-array. En SAFT beweert dat het continu tot 4,5 megawatt kan absorberen.
Het opladen moet snel genoeg zijn om de batterij de hele dag door te laten werken met stroomschommelingen van niet meer dan 1,2 megawatt per minuut, volgens Jim McDowall, business development manager voor SAFT's dochteronderneming SAFT America, gevestigd in Connecticut.
McDowall heeft vooral vertrouwen in de Anahola-installatie, die op aandringen van KIUC over extra energieopslagcapaciteit beschikt. Het is onwaarschijnlijk dat deze extra capaciteit verloren gaat, zeggen hij en Rockwell. Het zal de Anahola-batterij in staat stellen om een deel van de frequentiedaling, veroorzaakt door de andere zonneparken van Kauai, te stoppen, waardoor de druk op de conventionele generatoren van KIUC wordt verlicht. Extra opslagcapaciteit bij Anahola zou Rockwell ook kunnen helpen om een nieuw probleem aan te pakken waarmee hij voor het einde van dit jaar het hoofd moet bieden: overtollige opwekking van zonne-energie.
Nadat Anahola online komt, verwacht Rockwell dat Kauai dagen zal zien waarop een heldere hemel zal resulteren in zonne-opwekking die verder gaat dan wat het KIUC-net kan dragen. In plaats van het overtollige weg te gooien, zegt McDowall, zou KIUC het Anahola-batterijopslagsysteem kunnen gebruiken om het te absorberen en die kracht vervolgens vrij te geven nadat de zon ondergaat.