211service.com
Nieuwe Grid Storage-technologie helpt bij het integreren van hernieuwbare energiebronnen
Het ontwikkelen van goedkope energieopslag is een cruciale stap in de overgang naar hernieuwbare energiebronnen en weg van fossiele brandstoffen als de primaire bron van elektriciteit: het is de enige manier waarop dergelijke intermitterende bronnen stroom aan het net kunnen leveren als de wind niet waait en de zon niet schijnt.
Duke Energy, het grootste nutsbedrijf van het land, probeert een nieuwe strategie uit om deze uitdaging aan te gaan. Op z'n Rankin-onderstation, in Noord-Carolina , heeft het een systeem van hybride energieopslag geïnstalleerd dat een batterij combineert van Aquion Energie en ultracondensatoren van Maxwell Technologies .
De twee technologieën zijn complementair. De ultracondensatoren, die goed zijn voor grote, kortdurende stroompieken, helpen stroom te leveren wanneer de zonne-energie op het net fluctueert vanwege bewolking. De accu's van Aquion, die energie beter over een langere periode kunnen opslaan, kunnen later op de dag stroom leveren, als de zon ondergaat en de vraag naar elektriciteit stijgt. Door de twee te combineren met behulp van slimme elektronica, kan het systeem efficiënt omgaan met de stroomvraag gedurende perioden van seconden tot enkele uren. Het systeem is het eerste in zijn soort op nutsschaal, zegt Thomas Golden, technologieontwikkelingsmanager voor Duke.
Het combineren van ultracondensatoren en batterijen biedt een goedkoop, zeer flexibel rasteropslagsysteem.
Een hybride systeem dat ultracondensatoren gebruikt voor de hogere stroombehoeften en goedkopere batterijopties, zoals de technologie van Aquion, heeft het potentieel om een meer economische oplossing te bieden in vergelijking met elk van de technologieën die afzonderlijk worden gebruikt - of een andere oplossing, wat dat betreft, zegt Apurba Sakti, een onderzoekswetenschapper met de MIT Energie-initiatief die werkt aan geavanceerde technologieën voor energieopslag.
North Carolina staat op de vierde plaats van de staten voor geïnstalleerde zonnecapaciteit, en Duke investeert een half miljard dollar om zijn zonne-opwekking daar uit te breiden. Het gebied dat door het Rankin-substation wordt bediend, omvat een zonne-installatie van 1,2 megawatt op slechts 1,6 km afstand. Het hybride energieopslagsysteem, dat in februari in gebruik is genomen, bevat een batterij van Aquion die zeer geschikt is voor dit soort netwerkoplossingen. De batterijen van Aquion gebruiken een zoutwaterchemie die langdurige opslag kan bieden tegen zeer lage kosten (zie De zon opslaan). De kosten zijn belangrijk omdat het toevoegen van ultracondensatoren het systeem complexer en duurder kan maken dan een oplossing met alleen een batterij.
Lithium-ionbatterijen kunnen grotere stroomstoten ontladen dan de batterijen van Aquion, wat de behoefte aan ultracondensatoren zou verminderen, maar ze zijn duurder (ongeveer $ 450 per kilowattuur capaciteit, tegenover minder dan $ 350). Golden zegt dat de lage kosten van de Aquion-technologie en de mogelijkheid om een kleinere batterij te gebruiken, dankzij de ultracondensatoren, de kosten van de Rankin-installatie met 10 tot 15 procent verlaagden in vergelijking met een systeem met alleen batterijen.
Er bestaat niet zoiets als een perfecte batterij; elk heeft zijn eigen technische pasvorm, zegt Matt Maroon, vice-president productbeheer bij Aquion.
Goedkope en praktische energieopslag kan niet alleen de uitdagingen aanpakken die gepaard gaan met de integratie van hernieuwbare energiebronnen, maar ook nutsbedrijven helpen voorkomen dat elektriciteitscentrales en transmissielijnen te zwaar worden gebouwd om aan de vraagpieken te voldoen. Als je naar het elektriciteitsnet van vandaag kijkt, bouwen we deze enorme systemen om te voldoen aan de behoeften van het worstcasescenario in juli, wanneer iedereen zijn airconditioners laat draaien, zegt Golden. Dat is veel infrastructuur voor slechts een paar dagen piekvraag die we moeten dekken.