211service.com
Het elektriciteitsnet repareren
Grootschalige energieopslag is cruciaal voor onze energietoekomst: het Electric Power Research Institute, het toonaangevende R&D-consortium van de Amerikaanse nutssector, zegt dat opslag het wijdverbreide gebruik van hernieuwbare energie mogelijk zou maken en het net betrouwbaarder en efficiënter zou maken. Recente aankondigingen door nutsgigant Amerikaanse elektrische stroom (AEP), gevestigd in Columbus, OH, suggereert dat grid-opslagtechnologieën eindelijk klaar zijn voor commerciële implementatie in de Verenigde Staten. Vorige maand bestelde AEP drie multi-megawatt-batterijsystemen en stelde zich ten doel om tegen 2010 25 megawatt aan opslagruimte te hebben en tegen 2020 40 keer zoveel.
Dat was een droom van vier of vijf jaar geleden; nu gebeurt het, zegt AEP-expert op het gebied van energieopslag Ali Nourai.
Het AEP-systeem gebruikt een natrium-zwavelbatterij ter grootte van een dubbeldekkerbus (zie hieronder), plus vermogenselektronica om de stroom van wisselstroom in en uit de gelijkstroombatterij te beheren. Hoewel nieuw in de Verenigde Staten, wordt het systeem sinds het begin van de jaren negentig in Japan op megawattschaal gebruikt; de batterij is geproduceerd door NGK Isolatoren van Nagoya, Japan.
Charleston opladen: Het nutsbedrijf American Electric Power (AEP) heeft deze enorme natriumzwavelbatterij ingezet als onderdeel van een demonstratieproject in Charleston, WV. De batterij levert 1,2 megawatt stroom voor maximaal zeven uur, waardoor de belasting van een overbelast onderstation wordt verlicht. Probleemloze werking sinds installatie vorig jaar overtuigde AEP ervan dat dergelijke energieopslagtechnologie klaar is voor actief gebruik.
Krediet: AEP
Nourai zegt dat AEP en andere Amerikaanse nutsbedrijven vertrouwen hebben gekregen in de rendabiliteit en betrouwbaarheid van opslag dankzij een demonstratieproject in Charleston, WV, waar AEP in juni 2006 een groot batterijsysteem installeerde. In Charleston was de piekvraag in zowel de zomer als de winter overbelast transformatoren op lokale onderstations, waardoor stroomuitval ontstaat. De herbouw van de onderstations om meer stroom te huisvesten had wel drie jaar kunnen duren. In plaats daarvan heeft AEP slechts negen maanden besteed aan het installeren van een batterijsysteem dat oplaadt wanneer de vraag naar elektriciteit laag is en tot 1,2 megawatt kan leveren gedurende zeven uur wanneer de vraag piekt.
Twee van de nieuwe projecten van AEP zijn iets grotere batterijsystemen van twee megawatt en zeven uur die zijn ontworpen om vergelijkbare snelle oplossingen te bieden in gebieden met problemen met de stroombetrouwbaarheid. Een batterij in Milton, WV, bijvoorbeeld, zal zorgen voor back-upstroom voor klanten in gebieden die gevoelig zijn voor stroomuitval door een zwakke elektriciteitslijn. Als er een stroomstoring is, zal de batterij zoveel mogelijk mensen oppikken en blijven voeden, zegt Nourai. Ze zullen niet eens weten dat er een black-out was. De batterij zal de toevoeging van een nieuw onderstation en een hoogspanningstransmissielijn door Milton met vijf tot zes jaar uitstellen.
Wanneer AEP besluit om meer permanente upgrades aan onderstations uit te voeren of de bouw van een nieuwe hoogspanningslijn voltooit - een proces dat vijf of zes jaar kan duren - zal het gewoon de dichtstbijzijnde back-upbatterij naar een ander knelpunt verplaatsen. Het kan met een vorkheftruck worden opgetild en op een dieplader worden geladen, zegt Nourai. Binnen een week kunnen we het op een andere locatie in ons systeem operationeel hebben.
Richard Baxter, auteur van Energieopslag: een niet-technische gids en voorzitter van een conferentie die vorige week in New York City werd gehouden over investeren in opslag, zegt dat de nieuwe projecten van AEP een goede lakmoesproef zijn voor de industrie. Opslagtechnologieën zijn in opkomst als een levensvatbaar product op commercieel niveau, zegt Baxter.
De opkomst van een markt voor rasteropslag trekt nieuwe batterijontwikkelaars aan. Deze omvatten Vuurvlieg Energie van Peoria, IL, dat nanogestructureerde elektroden met een groot oppervlak gebruikt om de loodzuurtechnologie nieuw leven in te blazen, en de ontwikkelaar van lithiumbatterijen Altair Nanotechnologieën , gevestigd in Reno, NV. In juni, multinationaal nutsbedrijf AES overeengekomen om een niet-gespecificeerd aantal Altair-batterijen te kopen; CEO Alan Gotcher zegt dat Altair tegen het einde van dit jaar een prototype van één megawatt en 15 minuten zal leveren.
AEP onderzoekt ondertussen een potentieel meer transformerende rol voor opslag: het steeds veranderende vermogen van hernieuwbare bronnen zoals wind- en zonne-energie omzetten in stabiele, betrouwbare energie. Het bedrijf is van plan om zijn derde batterijsysteem van twee megawatt aan te sluiten op een groep windturbines op een nog onbekende locatie. Nourai zegt dat het doel is om te leren of batterijen kortetermijnfluctuaties in de stroom van de turbines kunnen opvangen. Als ze kunnen, moeten nutsbedrijven grotere hoeveelheden windenergie op hun netten kunnen opnemen.
Maar Nourai zegt dat AEP ook wil onderzoeken of opslag van windenergie zijn waarde kan verhogen. Er zijn minstens twee manieren waarop dit kan gebeuren. Windenergie die 's nachts wordt geproduceerd, kan worden opgeslagen voor levering tijdens piekuren van de dag, wanneer de prijs van elektriciteit piekt. En als het vermogen van windparken voorspelbaarder zou zijn, zou het winstgevender zijn. Wanneer een onafhankelijke generator, zoals een exploitant van een windmolenpark, verkoopt aan stroomdistributeurs, moet deze beloven op een bepaald uur een bepaalde hoeveelheid stroom te leveren. Hoewel de details sterk verschillen in de verschillende regionale en nationale energiemarkten, kunnen exploitanten van windmolenparken worden bestraft als ze hun verplichtingen niet nakomen omdat de wind niet zo hard waaide als verwacht. Systemen die een fractie van de output van een windpark opslaan als het waait, kunnen het grootste deel van dit risico wegnemen.
Nourai merkt op dat Japanse nutsbedrijven al energieopslagtechnologieën installeren om windenergie betrouwbaarder en winstgevender te maken, dankzij overheidsstimulansen die een derde van de kosten van het opslagsysteem dekken, en dankzij de grotere spreiding tussen de Japanse dag- en nachtelektriciteitsprijzen . Nourai is van mening dat NGK, dat momenteel 90 megawatt aan natriumzwavelbatterijsystemen per jaar kan produceren, overweegt een tweede fabriek te bouwen om aan de resulterende vraag te voldoen. Ondertussen, een studie dit jaar afgerond door Duurzame energie Ierland , het Ierse energiebeleidsbureau, concludeerde dat timeshifting-opslagprojecten in Europa al winstgevend kunnen zijn.
Een panel van deskundigen, vorig jaar samengesteld door het Electric Power Research Institute, oordeelde echter dat de opslagkosten onder de $ 150 per kilowattuur moesten dalen om een dergelijke tijdverschuiving economisch aantrekkelijk te maken in de Verenigde Staten; een verslag doen van uitgegeven door het instituut dit voorjaar schat dat systemen die gebruik maken van de natriumzwavelbatterijen van NGK $ 300 tot $ 500 per kilowattuur kosten. Dat kostenverschil heeft de recente belangstelling aangewakkerd voor thermische zonne-energiecentrales die hernieuwbare energie opvangen in de vorm van warmte, die gemakkelijker op te slaan is dan elektriciteit. (Zie Zonne-energie efficiënt opslaan .)